Historische Innovationen der Informatik: Vinton G. Cerf · Vorgänger des Internets, dem ARPANET,...

Historische Innovationen derInformatik:

Vinton G. Cerf

Tobias Wingerath

26. Februar 2006

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3

2 Biographie 3

3 ARPANET 43.1 Historische Hintergründe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2 Entwicklungsbeginn des ARPANET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3 Dokumentation mittels RFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.4 Das NCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.5 Entwurf des TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.6 Das TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.7 Entstehung des Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Interplanetares Internet 94.1 Was ist IPN? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 TCP/IP nutzbar im IPN? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5 Vision: Automated Speech 10

6 Warum „surfen“ wir im Internet 11

7 Zusammenfassung 11

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1 Einleitung

Dies ist die Ausarbeitung meines Vortrages über Vinton Gray Cerf, welchen ich im Rahmendes Proseminars „Historische Innovationen der Informatik“ an der TU Kaiserslautern am22.12.2005 gehalten habe.

Vinton G. Cerf war an der Entstehung des Internets maßgeblich beteiligt. Schon beimVorgänger des Internets, dem ARPANET, wirkte er an der Entstehung der für die Da-tenübertragung zuständigen Protokolle mit. Später sorgte er durch seine Entwicklung desTransmission Internet Protocols (kurz: TCP) für die noch heute zu Grunde liegende Struk-tur des Internets. Neben der Gründung der Internet Society engagiert er sich noch heutein die Vergrößerung und Sicherung des Internets beispielsweise als Präsident der ICANNoder als Berater für diverse Organisationen.

2 Biographie

Vinton Gray Cerf (aktuelles Bild von ihm siehe Abbildung 1), wurde am 23. Juni 1943 inNew Haven im US-Bundesstaat Connecticut geboren.

Abbildung 1: Vinton G. Cerf

1965 verließ er mit bestandenem Bachelor of Science die Stanford Universität und er-hielt eine Arbeitsstelle bei IBM. Dort war er als Systemanalytiker beschäftigt und für einTime-Sharing-System, welches in der Fortran ähnlichen Programmiersprache Quiktran ge-schrieben war, zuständig. 1967 entschloss er sich weiter zu studieren und schrieb sich ander UCLA, der University of Carlifornia in Los Angeles, ein. Hier nahm er unter Ande-rem an einem Projekt teil, welches sich mit der Entwicklung des ARPANET beschäftigte.1

1970 machte er den zum Bachelor gehörigen Master of Science und wurde 1972 AssistantProfessor an der Stanford Universität. Als Dozent lehrte er in den Gebieten Netzwerke,Betriebssysteme, Algorithmen und Datenstrukturen. 1974 schrieb er mit Robert Kahn denArtikel „A Protocol for Packet Network Intercommunictaion“, welcher das erste Design fürdas Transmission Internet Protocol (TCP) festlegte2. 1976 wechselte Vint Cerf zur DAR-PA, der Defense Advanced Research Projects Agency. Diese Organisation war in den USAfür die Entwicklung von Technologien für das Militär verantwortlich. Cerf arbeitete dortals wissenschaftlicher Leiter und war für Projekte im Bereich der Netzwerksicherheit so-wie der Netzwerktechnologien zuständig. 1982 wurde er Vizepräsident bei MCI Digital,bei denen er für den weltweit ersten Mailservice MCI Mail das Design entwarf und dieImplementierung vornahm. Vier Jahre später, 1986, wechselte er zur „Corporation for Na-tional Research Initiatives“, bei der Cerf als Vizepräsident für Internet Projekte und digitale

1Das ARPANET wird im folgenden Kapitel näher behandelt2Siehe Abschnitt 3.5

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Bibliotheken zuständig war. Ab 1994 arbeitete er wieder für MCI, wobei sein Zuständig-keitsgebiet in den Bereich der Internetarchitektur sowie deren Technologien fiel. 1998 wur-de MCI von Worldcom aufgekauft und so gelangte Cerf als Vizepräsident zu Worldcom,die im Jahre 2002 nach Bilanzfälschungen Insolvenz anmeldete. Seitdem firmiert World-com wieder unter dem Namen MCI, wohin Vint Cerf mitwechselte. Trotz des Aufkaufsvon MCI durch Verizon Communications im Jahr 2005 ist Cerf weiterhin Senior Vize Prä-sident für den Bereich Firmenstrategien, Erwerbungen und Partnerschaften geblieben. Am3. Oktober 2005 wechselte er zur bekannten Suchmaschine Google als „Chief InternetEvangelist“, um beim Aufbau von Netzwerk-Infrastrukturen und Standarts für die nächsteGeneration von Internetanwendungen zu helfen (vgl [11]).

3 ARPANET

3.1 Historische Hintergründe

Um genauer verstehen zu können, wie es zur Entwicklung des Internet kam, muss manzuerst die historischen Hintergründe zum Jahr 1968 kennen. Es begann damit, dass dieRechner für die damalige Zeit entsprechend leistungsfähig wurden. Eine neue Entwick-lung ermöglichte es, dass man im Time-Sharing-Betrieb arbeiten konnte. Dies bedeutet,dass mehrere Benutzer von Terminals aus auf einen Großrechner, also einen Server, zu-greifen und dort gleichzeitig Arbeiten ausführen lassen konnten. Hierzu wurde ihnen vomGroßrechner Rechenzeit zugewiesen, die für die Arbeiten, hauptsächlich numerische Kal-kulationen, dann zur Verfügung stand. Um die Terminals mit dem Server zu verbinden,baute man ein Netzwerk auf, das der Sterntopologie folgte (siehe Abbildung 2). Viele Ter-minals waren mit einem einzigen Host verbunden, der die Anfragen der Terminals bediente.

Abbildung 2: Sterntopologie

Leider hatte dieser sternförmige Aufbau auch eine gewaltigen Nachteil. Der Aufwand,Daten von einem Großrechner auf einen anderen Server zu transferieren, war erheblich undkonnte nur mittels Lochkarten bewerkstelligt werden. Daher war es wünschenswert, voneinem Terminal auf möglichst viele Großrechner zugreifen zu können, um dessen Dienstein Anspruch zu nehmen. Außerdem war der sternförmige Aufbau auch anfällig für Fehler.Sollte der Host einmal ausfallen, wurden sämtliche angeschlossenen Terminals lahm gelegt.Ebenso war die Verbindungsleitung zwischen einem Terminal und dem Host sehr anfälligfür Störungen. Neben diesen Problemen kam noch hinzu, dass an den Host nur Terminalsselben Typ, also mit der selben Hardware, und selbem Betriebssystem angeschlossen wer-den konnte. Da zu der damaligen Zeit eine Menge verschiedener Computerhersteller vor-handen waren, von denen jeder zu seinem Rechner ein eigenes Betriebssystem mitlieferte,war die Wahl eines einzigen Herstellers Pflicht.

So kam man auf die Idee ein Netzwerk zu erschaffen, das störungsresistent und mög-lichst zuverlässig ist und zu dem auch Computer unterschiedlichen Typs bzw. von unter-schiedlichen Herstellern miteinander verbunden werden können. Zur Realisierung solltedie verteilte Topologie genommen werden (siehe Abbildung 3). Dies bedeutet, dass alleRechner miteinander verbunden sind, sodass, sollte eine Leitung ausfallen, die Daten überAusweichstrecken weitergesendet werden können. So ist ein Totalausfall des Netzwerks

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nur noch dann möglich, wenn sämtliche Computer ausfallen. Um die Verteilung der Datenauf das Netzwerk zu verbessern, sollte das Netzwerk die Methode des „Packet switching“übernehmen. Dies bedeutet, dass die versendeten Daten in Pakete aufgespaltet werden.Diese werden über das Netzwerk versendet und beim Empfänger zu den ursprünglichenDaten wieder zusammengesetzt. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, manche Pakete überAusweichrouten zu versenden, sodass das Risiko der Überlastung einzelner Leitungen ver-mindert wird.

Abbildung 3: verteilte Topologie

3.2 Entwicklungsbeginn des ARPANET

1968 wurde nach einem Vertragspartner gesucht, der die gewünschte Entwicklung einessolchen Netzwerks übernahm. Da die University of Carlifornia, Los Angeles (UCLA)schon mehrere Verträge der ARPA (Advanced Research Project Agency) besaß, bekam sieauch hier den Zuschlag. So begann 1968 die Entwicklung des ARPANET an der UCLA, ander sich Vint Cerf 1967 eingeschrieben hatte und sich als Student an dem Projekt beteiligte.

Die Verbindung der Hosts untereinander wurde mittels IMPs (Interface Message Pro-cessor, siehe Abbildung 4) bewerkstelligt. Dies waren Geräte, die zwischen Host und demNetzwerk gehängt wurden und für die eigentliche Verbindung ins Netzwerk zuständig wa-ren. Ein IMP konnte mit 4 Hosts und 6 IMPS verbunden werden und übernahm die Steue-rung der verschickten und empfangenen Daten der Hosts. Außerdem nahm es die Zerlegungder Daten in Pakete vor und verschickte diese über die richtigen Wege zum Ziel-IMP, derdie Pakete zu den ursprünglichen Daten zusammensetzte und an den Host weiterreichte.Ebenso war es für die Zusammensetzung empfangener Pakete und die Weiterleitung derentstandenen Daten an den richtigen Host zuständig.

Abbildung 4: Interface Message Processor

Um die Übertragungen zwischen den einzelnen Verbindungsstücken zu gewährleisten,wurden Protokolle eingesetzt. Bevor diese näher erklärt werden, folgt ein kurzer Einschubüber die Dokumentation der Protokolle sowie weiterer technischer Arbeiten.

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3.3 Dokumentation mittels RFCs

Da die einzelnen Strukturen auch dokumentiert werden mussten, wurde 1969 die Möglich-keit geschaffen, dies mittels RFC zu tun. RFC steht für „Request for Comment“ und warein Schriftstück, indem der Autor seine Meinung zu einem Thema kund gab. Da sehr vieleStudenten an diesem Projekt teilnahmen (unter anderen auch Vint Cerf), war man skep-tisch, ob diese die fachliche Kompetenz hatten, um Vorschläge auf herkömmliche Weisemit Gelehrten zu diskutieren. Durch ein RFC konnte jeder seine Meinung bekannt gebenund forderte andere Beteiligte zum Nachdenken auf, ohne Autoritäten zu verletzen.

Um ein einheitliches Schema dafür zu finden, wurde der Aufbau, den Jon Postal zurDokumentation seines NLS-Systems entwickelt hatte, adaptiert. Er war der erste RFC-Editor, der für die letzte Durchsicht der Dokumente verantwortlich war. Heute wird dieseAufgabe von einer kleinen Gruppe der Internet Society übernommen.

Das 1. RFC schrieb Steve Crocker 1969, danach folgten bis heute (Jahr 2006) über 4000RFCs, unter denen einige sind, die von Vint Cerf geschrieben wurden bzw. an denen ermitgewirkt hat. (vgl. [4]).

3.4 Das NCP

Am Anfang des Projektes wurden Computer in 4 Forschungseinrichtungen miteinanderverbunden, um das Netzwerk entstehen zu lassen. Diese waren die UCLA, das Stanford Re-search Institute, University Santa Barbara (UCSB) und die University of Utah in Salt LakeCity. Vint Cerf war bei der Programmierung der für die Übertragung zuständigen Proto-kolle beteiligt. Ein Protokoll ist eine Vereinbarung, wie Informationen über das Netzwerkausgetauscht werden. Hierzu gehört zum einen das Telnet, mit dem es möglich ist, überdie Netzwerkverbindung auf entfernte Rechner zuzugreifen und diese zu steuern. Da manauf guten Datenaustausch zwischen den Rechnern achtete, wurde das FTP (File TransferProtocol) entwickelt, das die Möglichkeit bat, Daten zwischen 2 Rechnern zu verschieben.Das Herzstück waren allerdings die drei für die Verbindung entscheidenden Protokolle: dasHOST-zu-HOST-Protokoll, das IMP-zu-HOST-Protokoll und das IMP-zu-IMP-Protkoll.

Das HOST-zu-HOST-Protkoll war Bestandteil des Betriebssystems und wurde auch NCP(Network Control Program) genannt. Wollte ein Prozess über das Netzwerk Daten senden,musste eine Verbindung zu dem Zielrechner hergestellt werden. Dazu suchte das NCP imNetzwerk den Zielrechner und baute zu diesem einen Steuerungkanal auf, der für jedenProzess einzigartig war. Über diesen Kanal wurden der Verbindungsaufbau sowie -abbaugesteuert. Außerdem kontrollierte es den Datenfluss, sodass die Datenübertragung ohneVerluste vollzogen werden konnte. Um die Daten des Prozesses zu versenden, wurden die-se in sogenannte „Messages“ unterteilt und an das HOST-zu-IMP-Protokoll weitergereicht.Dieses leitete die Messages an den IMP weiter und teilte dem NCP mit, wenn Messages er-folgreich empfangen bzw. gesendet wurden. Die Messages wurden vom Ziel-IMP zum IMPdes Empfängers über die Leitung gesendet. Hierzu war das IMP-zu-IMP-Protokoll verant-wortlich. Dazu beinhaltete es einen Mechanismus, der das Routing, also die Weiterleitungder Daten an das entsprechende Ziel über das Netzwerk, übernahm. Ebenso enthielt es eineFehlerkontrolle ,die defekte Messages entdeckte und diese Fehler durch Neuversendungbzw. Neuanforderung beheben konnte. Die empfangenen Messages wurden vom IMP desEmpfängers überprüft und an das NCP des Empfängers weitergereicht, das die ursprüng-lichen Daten zusammenbaute und rekonstruierte. Wie die Schichten aneinander angepasstwaren, ist in Abbildung 5 dargestellt. Hierbei erkannt man, wie die einzelnen Protokolleandere nutzen, um die Daten versenden zu können. Das abgebildete RJE-Protokoll wurdezu der Zeit von IBM entwickelt, und diente zum Austausch von Daten zwischen Rechnern.Hierzu nutzte es die zu Grunde liegenden Schichten aus File Transfer Protocol und Telnet.

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Abbildung 5: Protokolle im ARPANET

3.5 Entwurf des TCP

Während der Bildung des ARPANET wurden noch ein Satellitennetzwerk und ein Netz-werk, das mit Radiowellen operierte, entwickelt. Bei einem Versuch, alle drei Netzwerkemiteinander zu verbinden, fiel auf, dass die Kommunikation nicht möglich war. Dies wardarauf zurückzuführen, dass die Protokolle untereinander inkompatibel waren. Man hatteim ARPANET darauf geachtet, dass keine Daten verloren gehen konnten, da man alle In-formationen über feste Verbindungen verschickte und dabei eine Fehlerüberprüfung laufenhatte. Jedoch war diese Art der Übertragung nicht auf Netzwerke auslegbar, die Daten perFunk übertrugen und dabei sehr leicht Verluste auftreten konnten.

Daher machte sich Vint Cerf zusammen mit seinem Kollegen Robert Kahn darüber Ge-danken und stellte in einem Artikel „A Protocol for Packet Network Intercommunication“,der 1974 erschien, ein erstes Design für ein neues Protokoll vor. Dieses hatte als Ziel, allemöglichen Netzwerke miteinander verbinden zu können (vgl [14]).

Hierzu schlug er ein neues Protokoll, das TCP („Transmission Control Program“) vor3.Dieses sollte für das Akzeptieren und Übertragen der Daten verantwortlich sein. Als wich-tige Aufgabe des TCP war die Aufteilung der Daten in Pakete zum Senden und Zusammen-setzen beim Empfang vorgesehen. Um die Kommunikation zwischen 2 Prozessen eindeutigzu machen, führten sie in dem Artikel die Rolle der Ports ein. Er stellt eine Komponentedes Paketkopfes dar, sodass damit eindeutig wurde, auf welchem Kanal die beiden Prozes-se miteinander kommunizierten. Neben der Einführung der Ports wurde die Adressierungder Netzwerke umgestellt. Sie schlugen zwei Felder im Kopf des Paketes vor, indem zumeinen das genaue Netzwerk spezifiziert wurde, und zum anderen die Adresse des Zielhosts.So sollte es möglich werden, die Daten zuerst zum richtigen Netzwerk zu routen und vondort aus an den gesuchten Empfänger weiterzuleiten. Als Hilfe sollten so genannte Gate-ways dienen, die mit mehreren Netzwerken gleichzeitig verbunden sind und dafür sorgen,dass die Pakete in das richtige weitergeleitet werden. Ebenso ist der Gateway dafür verant-wortlich, zu große Pakete an das Zielnetzwerk anzupassen, indem diese nochmals gesplittetwerden.

Da die Daten als Pakete verschickt wurden und das Routing unterschiedlich schnell ab-laufen konnte, waren die eingehenden Pakete am Empfänger nicht unbedingt in der Reihen-folge, in der sie verschickt wurden. Daher schlugen Cerf und Kahn vor, eine Sequenznum-mer einzuführen. Über diese konnte die richtige Reihenfolge beim Empfänger rekonstru-iert und die Daten aus den Paketen korrekt zusammengesetzt werden. Um die Sicherheitder Daten zu gewährleisten, musste das TCP des Empfängers jeden Empfang eines Paketesquittieren, indem er dem Sender eine Meldung darüber zurückschickte. Sollte ein Paketinnerhalb einer bestimmten Zeit nicht quittiert werden, sollte es erneut verschickt werden.Neben dieser Maßnahme wurde mit Hilfe einer neuen Strategie der Puffer beim Sender

3Heute wird es als „Transmission Control Protocol“ übersetzt. Cerf stell es jedoch in seinem Artikel als „Pro-gram“ vor

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überwacht, sodass dieser nicht überlaufen und damit Pakete verschwinden konnten. Eben-so beschreiben sie, wie die Prozesse mit dem TCP kommunizieren sollen, damit die Datenvom TCP übernommen und verschickt werden können.

Mit Hilfe der beschriebenen Mittel sollten die Daten sicherer verschickt werden. Außer-dem wurde hierbei das Weiterleiten unter den verschiedenen Netzwerken verbessert.

3.6 Das TCP

Durch den Artikel wurde die Entwicklung des TCP in die Gänge gesetzt. Es sollte dasNCP ersetzen und dessen Funktionen erweitern, sodass mehrere Netzwerke miteinanderverbunden werden können.

Daher wurde, wie in der Publikation von Cerf und Kahn beschrieben, sämtliche Verant-wortung für die Übertragung auf die Hosts verlegt, indem auf ihnen das TCP implementiertwurde. Das TCP baute, wie das NCP, neben der eigentlichen Verbindung zur Übertragungder Daten einen Steuerungskanal auf, für jeden Prozess genau einen. Dieser wurde überdie Portnummer identifiziert. Über ihn wurden neben Auf- und Abbau der Verbindung undder Datenflusskontrolle (also die Überwachung des Puffers des Empfängers) auch Nach-richten über den Status der Daten ausgetauscht. Dies waren vor allem Meldungen darüberwelches Paket der Empfänger bekommen hat, sodass bei Verlusten oder bei fehlerhaftenDaten nachgesendet werden konnte.

Wie im Bericht von Cerf vorgeschlagen, sollte nun das TCP statt dem IMP die Datenin Pakete aufteilen und für das Versenden sorgen. Ebenso war es auch für die Zusammen-setzung der ankommenden Pakete zuständig.Außerdem wurde in das TCP das Routing derDaten zum richtigen Zielrechner implementiert. Durch die Einführung der IP-Adressenkonnte jeder Rechner in jedem Netzwerk mit einer eindeutigen Nummer versehen wer-den, sodass der gesuchte Zielrechner eindeutig gefunden werden konnte. Dazu wurde dieZieladresse im Kopf des Paketes vermerkt.

Nachteilig an TCP war jedoch, dass es durch die Kontrollmechanismen langsamer alsNCP war. Daher kam man 1978 auf die Idee, vom TCP den Teil, der für Routing undreine Übertragung verantwortlich ist, abzuspalten. So entstand TCP/IP, das in einer zwarverbesserten Version heute noch benutzt wird, aber vom Grundaufbau gleichgeblieben ist.Hierbei ist das OSI-Schichtenmodell, mit eingeführt, indem verschiedene Schichten zurÜbertragung verwendet werden. Das TCP gehört zur Transportschicht (Schicht vier) undbleibt für Segmentierung der Daten und deren Kontrolle verantwortlich.

Die Arbeit von IP (Internet Protocol) beschränkt sich auf die Übertragung und auf dasRouting. Es gehört zur Schicht drei des OSI-Modells. Die fehlenden Kontrollmechanismensind im TCP enthalten. Als weiteres Protokoll ist zu dieser Zeit das UDP („User DatagramProtocol“) entstanden, welches ebenfalls das IP zur Übertragung der Daten nutzt, jedochim Vergleich zu TCP nur mit einer Prüfsumme zur Fehlerüberprüfung auskommt. Dies war(und ist es heute auch noch) zur Übertragung von Sprache sehr nützlich, da es recht schnellist und verloren gegangene Sprachfetzen nicht nachgesendet werden müssen.

1981 wurde TCP im RFC 793 standardisiert.

3.7 Entstehung des Internet

1977 wurde das „Internet“ zum ersten Mal demonstriert. Hierbei wurden die 3 NetzwerkeARPANET, SATNET (ein Satellitennetzwerk) und ein Radiowellennetzwerk zusammen-geschlossen. Erst 1982 wurde beschlossen, komplett auf TCP umzusteigen. Da das ARPA-NET mittlerweile stark angewachsen ist, dauert es bis zum Januar 1983, bis NCP komplettabgeschaltet wird. Mit der Entstehung des „Internet Activities Boards“, an der auch VintCerf mitgewirkt hat, wurde die Vergrößerung des Internets vorangetragen. 1985 war esdann soweit, dass TCP erstmals auf Unix implementiert war. 1992 wurde die Internet So-ciety (ISOC) gegründet, dessen Mitbegründer und erster Präsident Vint Cerf war. Diese warund ist für die Überwachung der im Internet zu Grunde liegenden Architektur zuständig.

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Ebenso engagierte sich Cerf in eine Taskforce, die sich um ein interplanetares Netzwerk4

kümmern sollte. Seit 1997 ist er Vorsitzender der ICANN, der Internet Corporation for As-signed Names and Numbers, die für die Vergabe der IP-Adressen und Domains im Internetverantwortlich ist.

4 Interplanetares Internet

4.1 Was ist IPN?

Wie schon im letzten Kapitel erwähnt, hat sich Vint Cerf im Rahmen seiner Arbeit ander Internet Society für eine Taskforce engagiert, die sich um die Entwicklung eines inter-planetaren Netzwerks kümmern sollte. Das Ziel eines solchen Netzwerkes ist es, mehrereInternets von verschiedenen Planeten oder von Satelliten miteinander zu verbinden und zueinem großen Netzwerk zu vereinen. Hierzu ist ein vereinfachter Überblick in Abbildung6 dargestellt. Das dort gezeigte interplanetarische Netzwerk setzt sich aus 2 Planeten (linksdie Erde, rechts der Mars) und einem Satelliten zusammen, auf denen jeweils ein Internetbereitgestellt wird. Diese müssen nun, um ein interplanetarisches Netzwerk zu erstellen,kabellos miteinander verbunden werden.

Abbildung 6: Überblick IPN bestehend aus 2 Planeten und einem Satelliten [3]

Jedoch ist dafür eine Architektur nötig, die gegenüber Laufzeiten tolerant ist. Die Arbei-ten, die bei uns im Internet auf der Erde das TCP/IP übernimmt, soll hier das noch in derEntwicklung steckende „Bundling“ als Ende-zu-Ende-Protokoll erledigen.

Zuerst muss man einmal verstehen, warum die Laufzeiten ein für die Entwicklung nichtunerhebliches Problem darstellen. Auf Grund der zur Zeit aktuellen Forschungen und Ex-peditionen zum Planeten Mars muss man planen, dass auf diesem vielleicht in ein paarJahren ein Internet laufen könnte. Die Übertragungszeiten zwischen Mars und Erde vari-ieren, je nach Stellung der Planeten und sonstiger Störungen auf der Strecke, zwischen 8Minuten im besten Fall und 40 Minuten im schlechtesten Fall. Daher ist es nicht möglich,wie TCP/IP dies im Internet vorsieht, eine dauerhaft aufgebaute Verbindung zwischen denEndpunkten zu bewerkstelligen. Deshalb zählt das IPN (Interplanetary Network) zu einerneuen Klasse von „Delay toleranted Networks“, also Netzwerken, die möglichst nachsich-tig mit den Laufzeiten umgehen.

Da, wie oben schon erklärt, keine dauerhafte Verbindung aufgebaut werden kann, mussdie Art der Übertragung umstrukturiert werden. Delay toleranted Networks (kurz: DTN)

4dazu weitere Erläuterungen in Kapitel 4

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basieren auf „Message switching“. Die zu versendenden Daten werden unterteilt, in Messa-ges verpackt und in einzelnen Etappen über Zwischenstationen zum Ziel verschickt. Dabeibesteht keine dauerhafte Verbindung zwischen Sender und Empfänger, sondern nur einekurzfristige zwischen den einzelnen Etappen. Es wird dabei vorausgesetzt, dass irgend-wann eine Verbindung besteht und die Message dem Ziel ein Stück näher gebracht wird.Dazu ist es jedoch notwendig, genügend Speicher auf den Zwischenstationen zur Verfü-gung zu stellen, um die wartenden Messages kurzfristig speichern können und sobald wiemöglich weiterzusenden.

Die Fehlerentdeckung stellt bei dieser Form der Übertragung besondere Ansprüche. Soll-te erst am Ziel bemerkt werden, dass die Message defekt ist, muss über die komplette Stre-cke hinweg eine Mitteilung gesendet werden, mit der Aufforderung, diese Message erneutzu senden. Da dies zuviel Zeit in Anspruch nehmen würde, muss jede Zwischenstationauf der Etappe sämtliche Maßnahmen zur Fehlerentdeckung implementiert haben. Wirdfrühzeitig ein Übertragungsfehler entdeckt, ist der Weg zum Sender kürzer, und ihm kannmitgeteilt werden, dass diese Message neu gesendet werden soll. Dadurch erreicht man einebeträchtliche Zeitersparnis. Ebenso wird es erforderlich, Möglichkeiten zur Datenrettungeinzubauen, damit die Daten an einer Zwischenstation vielleicht sogar repariert werdenkönnen und die Message nicht neu verschickt werden muss.

4.2 TCP/IP nutzbar im IPN?

Da wir oben auf TCP/IP näher eingegangen sind, sollte man sich die Frage stellen, warumdieses Protokoll nicht für diese Zwecke nutzbar ist. TCP/IP erwartet, dass die kompletteSitzung über eine dauerhafte Verbindung zwischen Empfänger und Sender existiert. Dieswird dauerhaft überprüft und sollte die Verbindung abbrechen wird sie neu aufgebaut. Al-lerdings setzt man bei TCP/IP voraus, dass eben der Verbindungsabbruch recht unwahr-scheinlich ist. Während des Sendens wird die Dauer der Übertragung gemessen, und soein geeigneter Timer gesetzt, mit dem überprüft werden kann, ob ein Paket schon ange-kommen sein kann. Wenn der Empfänger dem Sender keine Quittung für das erfolgreicheÜbertragen der Daten zukommen lässt, das Paket aber schon zu lang unterwegs ist, wirddas Paket neu gesendet. Dazu wurde vorher der Überwachungstimer gesetzt. Da bei einemIPN keine dauerhafte Verbindung besteht und die Übertragungzeiten zwischen Sender undEmpfänger nicht konstant sind, kann TCP/IP hier nicht verwendet werden. Die Timer, diein TCP eingebaut sind, würden den kompletten Ablauf zunichte machen.

5 Vision: Automated Speech

Auch wenn Vint Cerfs Vision nur auf der Grundlage des Internets arbeitet und nicht di-rekt mit der zu Grunde liegenden Struktur zu tun hat, so hat sie doch einen praktischenWert. Seine Idee ist das „Voice Web“, das heißt, dass man verschiedene Funktionen überdas Internet hinweg nur mit der Sprache steuern kann. Als Beispiel führt er den Kauf einesFlugtickets an, den man während einer Autofahrt nur mit Hilfe der Sprache durchführenkann. Hierzu soll eine kleine Box dienen, die mit dem Internet verbunden ist, zum Beispielüber WLan, und so die Verbindung zum Flughafen aufbaut, bei dem man dann durch kurzeAnweisungen seine Karte kaufen kann. Die Handhabung soll so ähnlich wie ein Telefon-computer funktionieren, nur dass hier eben kein Telefon sondern die Spracherkennung vonComputern genutzt werden soll. Vorteile sieht er in der einfachen Bedienbarkeit, da fürSprache kein Training nötig ist. Ebenso ist das Arbeiten ohne Eingabegeräte wie Tastaturund Maus wesentlich schneller durchzuführen, und ist bei geringer Größe an allen Stellenim Alltag nutzbar. Um diese Idee umzusetzen, soll die grundlegende Struktur des Internetsgenutzt werden, um Verbindungen aufzubauen und die Daten zu versenden.

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6 Warum „surfen“ wir im Internet

Diese Frage mag jeden von uns schon einmal beschäftigt haben: Wieso „surfen“ wir über-haupt im Internet? Selbst bei diesem Thema hat Vint Cerf seine Hände im Spiel gehabt.1989 wollte die Firma General Atonomics ein Netzwerk aufbauen, dass Forschungsein-richtungen miteinander verbinden sollte. Der geplante Name für das Netzwerk war „SURF-NET“, und die dazu gehörende Werbekampagne war schon ausgearbeitet. Plötzlich fiel ih-nen auf, dass es in den Niederlanden schon ein Netzwerk mit eben diesem Namen gab,welches auch den selben Zweck erfüllte. Daher wurde der Name in „CERFNET“ umgeän-dert, angelehnt an Vint Cerf, der seine Zustimmung zu Nutzung des Namens gab. So wurdedie Werbekampagne „Surf the Net“ gerettet, wobei der Unterschied nur in der Schreibweiseund nicht in der Aussprache des Markennamens zu bemerken war.

7 Zusammenfassung

Dieser Teil meiner Ausarbeitung dient der Zusammenfassung, um die verschiedenen Aspek-te des Lebens von Vint Cerf hervorzuheben.

Vint Cerf arbeitete schon von Anfang seines Lebens mit Computern. Da er sich an derUCLA einschrieb, hatte er das Glück, an den Forschungsarbeiten für das ARPANET bereitsvon Anfang an mitzuwirken. So war er schon dort an der Entwicklung der einzelnen Pro-tokolle, die für die Übertragung notwendig waren, beteiligt. Später legte er zusammen mitRobert Kahn mit der Veröffentlichung eines Artikels den Grundstein für das „TransmissionControl Protocol“. Seit dem setzte er sich viel mit der Struktur des Internets auseinander,half an der Weiterentwicklung der Protokolle mit, gründete die Internet Society und istheute Präsident der ICANN. Heute engagiert er sich in die Entstehung des Interplaneta-ren Internets und äußert weitere Ideen in Zusammenhang mit der Nutzung, Sicherheit undErweiterbarkeit des Internets.

Wie er in seiner Rede auf der Pacific Telecommunication Conference (PTC) im Januar2006 mitteilte, sieht er noch lange kein Ende des Internets. Das große Ziel, dass mehr alsdie Hälfte der Weltbevölkerung mit dem Internet verbunden ist, sei bald erreicht. Auch siehter die Möglichkeiten des Internets noch lange nicht ausgeschöpft. Gerade bei den Dienstenim Bereich der Sprache und der Videos sollen bahnbrechende Erfindungen folgen. Ebensosei das Vernetzen von Geräten wie Kühlschränken keine ferne Illusion mehr. Auch auf demBereich des interplanetarischen Internets sei noch nichts entschieden, es fehle lediglich dasInteresse der Internetdienstleister an diesem speziellen Gebiet.(vgl [12] und [13])

Was genau die Zukunft bringt, kann man auf dem Sektor nur schwer abschätzen. Sicherist aber, es wird noch viel passieren.

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Literatur

[1] MCI Enterprise Cerf’s Up. http://www.verizonbusiness.com/resources/cerfs_up/5

[2] Technical Histories of the Internet, Netzwerk Architekturen.http://www.cs.utexas.edu/users/chris/think/

[3] InterPlaNetary Internet. http://www.ipnsig.org/

[4] Offizielles RFC Archive. http://www.rfc-editor.org/rfc.html

[5] Hobbes’ Internet Timeline. http://www.zakon.org/robert/internet/timeline/

[6] Überblick Vint Cerf. http://en.wikipedia.org/wiki/Vint_Cerf

[7] Vint Cerf, How the Internet came to be.http://www.virtualschool.edu/mon/Internet/CerfHowInternetCame2B.html

[8] Wikipedia Begriffsklärungen. http://www.wikipedia.org

[9] Geschichte des Internet. http://www.points.de/geschichte-des-internet.php

[10] Jochen Musch. Die Geschichte des Internets: Ein historischer Abriss

[11] Chief Internet Evangelist bei Google. http://www.heise.de/newsticker/meldung/63742

[12] Cerfs Rede PTC 2006. http://www.heise.de/newsticker/meldung/68583

[13] Cerf Rede PTC 2006, Präsentation.http://www.ptc06.org/program/public/t_plenary.html

[14] Artikel von Cerf und Kahn „A Protocol for Network Intercommunication“.http://www.verizonbusiness.com/resources/cerfs_up/technical_writings/protocol_paper/

5sämtliche Links der Literaturangabe am 25.02.2006 geprüft

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