Netzwerke

Die Entstehungsgeschichte der Netzwerke

 

Netzwerke gibt es im Prinzip seit den 60er Jahren. Und auf Kommunikationsebene nahm das amerikanische Miltär mit seiner Ausrüstung an Computern weltweit einen Spitzenplatz ein, aber man kannte auch die Achillesferse bisheriger Netztechnologien eben die Netzknoten. Fiel nur ein solcher Knoten aus, hieß das den Stillstand des gesamten Netzes. Und eine zerstörte Kommunikation gilt in militärischen Kreisen als die strategische Niederlage schlechthin. Damit war klar, dass man für die Zukunft eine Technologie benötigte, die auch bei Ausfall mehrerer Elemente die Funktionalität aufrecht erhielt. Die vom amerikanischen Verteidigungsministerium gegründete Forschungsabteilung Advanced Research Projects Agency ARPA (1957) unterstützte daraufhin die Forschungen nach resistenten Netzstrukturen und -protokollen.

 

Bereits 1962 wurde von der RAND Corporation der erste Vorschlag eines paketvermittelnden Netzwerkes veröffentlicht, das die Datenübertragung beim Ausfall eines Teils der Vermittlungsrechner garantierte. Die wichtigsten Erkenntnisse dieser Theorie waren der Verzicht auf zentrale Entscheidungseinrichtungen und die Zerlegung von Nachrichten in Teile konstanter Paketgröße. Diese Merkmale spezifizieren auch die Arbeitsweise des heutigen "Internets".

Damals existierten bereits durch unterschiedliche Hardware Inkompatibilitäten zwischen den im Netzwerk vorgesehenen Rechnern. Ergo benötigte man ein einheitliches Datenformat. Die weiteren Forschungen erbrachten die Einführung eines Interface Message Prozessors (IMP), der, an jedem Host angeschlossen, mit jedem IMP kommunizieren konnte. Die Formatumsetzungen mussten somit im Protokoll zwischen Rechner und IMP erfolgen. Den Interface Message Prozessor könnte man somit durchaus als Vorgänger der Netzwerkkarte bezeichnen.

Das ARPAnet

Wieder war die ARPA federführend und initiierte eine Ausschreibung zur Entwicklung der Interface Message Prozessoren und eines Netzwerkes, das bis zu 16 Standorte miteinander verbinden können sollte. Als Pilotprojekt wurde Ende 1969 ein Netzwerk zwischen den Universitäten Los Angeles, Santa Barbara, Stanford und Utah errichtet. Dieses Referenznetzwerk gilt als Anfang des ARPAnet.

Überraschend gebührt der Ruhm des ersten einsatzfähigen Netzwerkes auf paketvermittelnder Basis den Briten, denn die nahmen bereits 1968 in Großbritanien ein solches in Betrieb.

Vermutlich aufgrund der unterschiedlichen Hardware-Plattformen und dem damit verbundenen Aufwand bei der Implementierung der Protokolle für jede IMP-Rechner-Kombination wurde das angestrebte Ziel mit 23 Rechnern, die an 15 Knoten angeschlossen waren, erst 1971 erreicht. In den selben Zeitraum fielen auch die ersten Vorschläge für die Protokolle TELNET und FTP.

Zwei Jahre später, im Jahr 1973, kamen zu den inzwischen 33 Knoten innerhalb der Vereinigten Staaten die ersten beiden Anbindungen aus Übersee hinzu (Großbritannien, Norwegen). Erstmals sah man sich mit dem Problem der inkompatiblen Protokolle konfrontiert, da nur innerhalb des ARPAnet mit dem Network Control Protocol (NCP) eine einheitliche Richtlinie existierte, die nun hinzukommenden Netzwerke aber eigene Protokolle verwendeten.

Die nächsten Schritte

Im Jahr 1979 verbanden zwei Studenten zwei Unix-Rechner über eine Telefonverbindung miteinander. Zur Datenübertragung nutzten sie Unix to Unix Copy (UUCP). Das Netzwerk funktionierte, indem eine Nachricht von einem Rechner auf einen Server übertragen wurde, welche diese speicherte und bei nächster Gelegenheit (Telefonverbindung) diese an den nächsten Server weiter gab, bis alle Rechner eine Kopie der Nachricht besaßen. Eine weitere Neuerung war die hierarchische Anordnung der Nachrichten nach thematischen Gesichtspunkten. Dieses Netzwerk hat bis heute als USENET überlebt.

Im gleichen Jahr datierte die Grundsteinlegung für das auf TCP/IP basierende Computer Scienes Network (CSNET), zu dem sich vor allem die nicht im ARPAnet integrierten Universitäten der USA zusammenschlossen. Allerdings dauerte es bis zur praktischen Realisierung noch zwei Jahre, während zum preiswerteren USENET binnen Jahresfrist bereits 15 Rechner zählten.

Nach Verabschiedung der Standards für TCP/IP erfolgte im Jahre 1982 die Umstellung des gesamten ARPAnets. Das NCP hatte damit ausgedient. In Europa wurde indes das EUnet installiert, das im Wesentlichen auf Basis des USENET arbeitete.

Ebenfalls 1982 wurde der Standard für ein Email-Protokoll verabschiedet.

1983 wurde das ARPAnet in ARPA Internet umbenannt und alle militärischen Einrichtungen der USA in ein neues Netzwerk (MILNET) integriert.

Durch die Aufnahme des TCP/IP-Codes in die Berkeley UNIX-Implementierung (Version 4.2) erhielt der Protokollstack eine starke Aufwertung. Auch MSDOS-Rechner erhielten mit den FidoNet Zugang zum sich entwicklenden Internet.

Im Jahr 1984 wurde schließlich die Grenze von 1000 vernetzten Rechnern überschritten. Das Problem der Adressierung neu hinzukommender Rechner führte zur Einführung des Domain Name Services (DNS). Bis dahin musste jeder integrierte Rechner lokal eine Datei speichern, die sämtliche Adressen der erreichbaren Rechner im Netz enthielt. Schwer zu handhaben war schon seit längerem die Größe der "Datenbank", mit fortschreitender Ausbreitung des Netzwerks kam nun noch die Frage nach der Aktualität einer solchen Datei hinzu.

Faktor Geschwindigkeit

Das neue Netzwerk (NSFNET) der National Science Foundation (NSF) verband 1986 bereits fünf Supercomputerstandorte der USA miteinander. Die Übertragungsrate der Daten betrug immerhin 56 kBit/s. Die NSF ermöglichte außenstehenden Institutionen, ihre Netzwerke an das NFSNET anzukoppeln. Da das Angebot reges Interesse fand, erhöhte man die Leistung der Verbindungen auf 1.5 Megabit/s, um dem gestiegenen Datenaufkommen entsprechen zu können.
Etwa zur gleichen Zeit entstand das Network News Transfer Protocol (NNTP), das die Daten des USENET über TCP/IP-Verbindungen transportieren konnte, auch führte man Mail Exchanger ein, um Rechnern den Nachrichtenaustausch zu ermöglichen, die über keinen (permanenten) Zugang zum Internet verfügten. Erste europäische Länder wurden 1988 ins NFSNET integriert.

Schließlich nahmen 1988 circa 60000 Rechner am weltweiten Verbund teil, als der erste "Internet-Wurm" zahlreiche Computer blockierte und erstmals die Problematik der Sicherheit der Netzwerke verdeutlichte.
Und 1989 erhielt u.a. Deutschland ebenfalls den Anschluss an das NFSNET.