Datenübertragung im Internet für Anfänger

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Datenübertragung in einer vernetzten Welt

Datenübertragung im Internet für Anfänger

Hallo Freunde,

habt ihr euch eigentlich schon einmal die Frage gestellt, wie die Datenübertragung im Internet abläuft, wenn Daten, Internet-Seiten oder E-Mails zu euch auf den Rechner kommen ?

Technische Berichte gibt es dazu viele im Internet, aber versteht ein Anfänger die überhaupt ?

Am besten kann man sich die Vorgänge vorstellen, wenn man den Paketversand der Post als Beispiel nimmt.

Aus einem anderen Beitrag hier wisst ihr ja bereits, wie unser Rechner den anderen Rechner, auf dem die Daten liegen, die wir haben möchten, erreicht, also wie er ihn im Internet überhaupt findet.

Stichwort dazu: IP-Adresse und DNS (Namensauflösung).

Alle Daten, die durch das Internet geschickt werden, werden in kleine Pakete verpackt.

Daten werden in Pakete verpackt und versendet

Erst spricht sich euer Rechner, der die Daten empfangen soll, mit dem Rechner, der die Daten zu euch senden soll, ab, wie groß die einzelnen Pakete sein sollen.
Dies sind in der Regel 1500 Bytes. In dieser Größe sind die Anschrift und die Verpackung des Pakets (Overhead / Header) aber schon enthalten.
Für die Anschrift und Verpackung braucht man 20 Bytes.

Also sind die reinen Nutzdaten, die letztendlich verwendet werden, 1480 Bytes. Bei einer Größe der Pakete von 1500 Byte könnt ihr euch ja vorstellen, wie viele Pakete versendet werden müssen, um eine ganze Webseite oder auch nur 1 Bild zu empfangen. Selbst 1 Bild hat ja oft schon mehrere Megabyte.

Deshalb kommt auf die Pakete, die an euch versendet werden sollen, sowohl die Empfängeradresse eures Rechners bzw. eures Routers, der diese Bestellung ausgelöst hat, wie auch die Bestellnummer und die Paketnummer, denn es gehören ja immer mehrere Pakete zu einer Bestellung.
Im Gegensatz zur Post wartet der Absender immer auf eure Bestätigung, ob und welche Pakete ihr empfangen habt. Dabei wartet er eine bestimmte Zeit lang und wenn euer Rechner dann für ein Paket immer noch keine Empfangsbestätigung gesendet hat, schickt er das fehlende Paket einfach noch einmal raus. Praktisch oder ?


Ihr habt zum Beispiel bereits die Pakete 1 bis 7 und die Pakete 9 bis, sagen wir mal, 23 empfangen. Euer Rechner bestätigt jetzt NUR den Empfang der Pakete 1 bis 7. Der Absender schickt jetzt Paket 8 erneut, weil es scheinbar verloren ging. Erst nach dem Erhalt von Paket 8 bestätigt euer Rechner auch die Pakete bis zu Nummer 23 usw. usw. Wenn ihr dann alle Pakete empfangen habt, senden sich die beiden Rechner das FIN-Signal, bestätigen sich gegenseitig den Empfang des FIN-Signals (FIN=Finish, ENDE) und trennen die Verbindung (nicht die Internet-Verbindung, sondern nur die Verbindung zwischen den beiden Rechnern, die nur für die Datenübertragung der Pakete dieser Bestellung aufgebaut wurde).

Wo ist jetzt aber das ERSTE Paket Nr.8, das bei euch nie angekommen ist. Irgendwo muss es doch sein ?

Geistert es jetzt ewig im Internet umher ?

Dazu muss man 2 Dinge wissen:

1. Jedes der Pakete an euch kann einen anderen Weg durch das Internet nehmen, weil das Internet ja wie ein engmaschiges Spinnennetz aufgebaut ist.
Dadurch kann es eben auch vorkommen, dass später abgesendete Pakete eher ankommen als andere, früher versendete.

2. Jedes Paket hat einen Zähler bei sich und immer wenn das Paket eine Verteilerstation/Kreuzung passiert, wird dieser Zähler um 1 heruntergezählt.
Ist dieser Zähler bei 0 angekommen und das Paket hat das Ziel immer noch nicht erreicht, wird es einfach aus dem Netz entfernt. So können fehlgeleitete Pakete nicht unendlich durch das Netz geistern und es verstopfen.

Das Internet ist ein engmaschiges Spinnennetz

Von diesen ganzen Dingen merkt ihr natürlich nichts, weil dies alles im Hintergrund passiert. Ihr seht erst etwas, wenn ihr eure gesamte Bestellung empfangen habt, mit allen dazugehörigen Paketen, egal ob ein Bild, eine E-Mail oder was auch immer.
Für die eben beschriebene Vorgehensweise ist das TCP-Protokoll (TransmissionControlProtocol) zuständig, es wird auch als verbindungsorientiertes Protokoll bezeichnet.

Es gibt aber auch eine zweite Vorgehensweise bei der Datenübertragung. Sie verwendet das UDP-Protokoll (UserDatagramProtocol). Dies wird als verbindungsloses Protokoll bezeichnet.
Der Unterschied besteht darin, dass bei diesem Protokoll der Empfang der Pakete nicht bestätigt wird. Es wird also nicht darauf reagiert, ob ein Paket angekommen ist oder nicht.
Dies wird genutzt bei allen Streaming-Diensten, wie Internet-Radio oder beim Schauen von YouTube-Videos oder ähnlichem.
Denn wenn bei diesen Streaming-Diensten einmal ein Ton in der Musik oder ein Bild im Video fehlt macht es ja keinen Sinn, es noch hinterherzuschicken, weil dieser Teil der Musik oder des Videos ja bereits vorbei und abgespielt ist.
Deshalb akzeptiert man hier fehlende Pakete, die sich höchstens mit einem fehlenden Ton oder einem Ruckler im Video bemerkbar machen.

Hier kommt mal ein kleines technisches Bild.

IDO-OSI-Modell

Ihr müsst es euch nicht unbedingt merken, aber über dieses Schema funktioniert die gesamte Datenübertragung im Internet, seit Bestehen des Internet.
Für euch ist nur gut zu wissen, dass die Daten an beiden Seiten (Absender und Empfänger) alle diese intelligenten Schichten durchlaufen, bis sie bei euch auf dem Rechner als sichtbare Daten (Bilder, Texte usw.) im Browser oder E-Mail-Programm vorhanden sind.

 

Das Übertragungsmedium (ganz unten) ist das Kabel. Da sind es noch reine Datenströme, also elektrische Stromimpulse.
Erst oberhalb der Anwendungsschicht sitzt ihr dann mit euren entsprechenden Programmen, um die Daten zu nutzen.
Meine ganzen Erklärungen, mit Sender, Empfänger und Paketen spielt sich, wenn man es innerhalb dieses Schichtenmodells zeigen wollte, in erster Linie auf der Schicht 4, der Transportschicht ab.

Heute sind oftmals diese 7 Schichten nicht mehr so eindeutig wie in diesem Bild auseinanderzuhalten, weil manche Funktionen schon mehr oder weniger intelligent schichtübergreifend zusammenarbeiten.

Wer mehr Informationen zu diesem Schichtenmodell sucht, kann bei Google gern einmal „iso-osi-7-Schichten-Modell“ eingeben.

Die digitale Welt

Jetzt stellt euch einmal vor, ihr habt zu Hause einen 16.000er DSL-Anschluss
Das wären dann unter optimalen Bedingungen 16 Millionen Bit in der Sekunde die sich durch diese Schichten bewegen und aufbereitet werden müssen, sodass ihr sie nutzen könnt.

Dies ist doch schon eine ganz schöne Leistung.

Ich hoffe, ich habe mich einigermaßen einsteigerfreundlich ausgedrückt, denn für Fachleute gibt es zu diesem Thema viele umfangreiche und komplexe Beiträge.

Wenn euch etwas unklar ist, könnt ihr mich wie immer gern kontaktieren.

Viele Grüße

euer Didi

 

 

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