Inhaltsübersicht: Ch. Meinel, H. Sack: WWW - Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien

Dieses Kapitel bietet dem Leser einen ersten umfassenden Überblick über das WWW (World Wide Web, auch kurz Web genannt). Es beschreibt die Komponenten des WWW und die ihm zugrunde liegenden Basistechnologien, gibt geschichtliche Hintergrundinformationen und skizziert, welche Mechanismen und Institutionen den reibungslosen Betrieb dieses weltweit wichtigsten und populärsten Internet-Dienstes garantieren.

Die Fähigkeit zur Kommunikation und das Know How, Kommunikationsinhalte
dauerhaft festzuhalten, zählen zu den wichtigsten Kulturtechniken der Menschheit. Dieses Kapitel lädt den Leser ein zu einer kurzen Reise durch die geschichtliche Entwicklung der Kommunikationsmedien: Angefangen von der Entwicklung der Schrift, über die Anfänge der Telekommunikation und ihre explosionsartige Verbreitung bis hin zum Internet-Chat werden die wichtigsten Etappen auf dem Weg zum WWW skizziert.

Dank der neuen Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) und des WWW wachsen die klassischen Medien immer mehr zusammen: Sprachkommunikation, Datenübertragung und Fernsehen, das WWW bietet ein integratives Kommunikationsmedium für ein multimediales Medienumfeld, für das der Computer, genauer der Browser, eine einheitliche, für alle Belange gleichermaßen geeignete Schnittstelle bietet. Natürlich müssen die unterschiedlichen Medien für eine Computer-Darstellung aufbereitet, kodiert und gegebenenfalls komprimiert werden. Dieses Kapitel gibt einen Einblick in die verschiedenen Ideen und Techniken zur Informationskodierung und behandelt die wichtigsten Text-, Audio-, Bild- und Video Datenformate des WWW.

Dieses Kapitel gibt dem Leser Einblick in die Arbeitsweise von Computernetzwerken und das Zusammenwirken ihrer vielfältigen Komponenten und Mechanismen, die das Internet überhaupt erst möglich machen. Im Detail wird der Schichtenaufbau des Internets (das sogenannte TCP/IP Schichtenmodell) vorgestellt, mit dem der Gesamtkomplex der Internet Netzwerkkommunikation mit seinen zahlreichen ineinandergreifenden Mechanismen (sogenannte Protokolle) hierarchisch aufgebaut verstanden werden kann. Dazu werden wichtige Funktionsprinzipien, wie das Prinzip der Paketvermittlung oder die Wirkungsweise fehlererkennender und fehlerkorrigierender Techniken hier besprochen, die eine sichere und effiziente Datenübermittlung im Internet gewährleisten.

Lokale Netze -- sogenannte LANs (Local Area Networks) -- verbinden Rechner in räumlich enger Nachbarschaft. Ausgehend von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen zwei benachbarten Einzelrechnern bis hin zu Campusnetzen, über die hunderte oder sogar tausende von Rechnern über ein gemeinsames Übertragungsmedium miteinander kommunizieren -- wird dem Leser ein umfassender Einblick in Basiskomponenten, Protokollmechanismen und Funktionsprinzipien der aktuellen LAN-Technologien gegeben. Anhand ausgewählter Technologiebeispiele werden die vorgestellten unterschiedlichen LAN-Konzepte vertieft.

Jenseits der engen räumlichen Grenzen eines LANs bieten WANs (Wide Area Network) die Möglichkeit, auch sehr weite Entfernungen zwischen einzelnen Rechnern und Rechnernetzen zu überbrücken, wozu spezielle Übertragungsmedien und Schaltelemente notwendig sind. Um sich über ein WAN mit dem Internet zu verbinden, gibt es eine Vielzahl von Zugangsmöglichkeiten. In diesem Kapitel werden die wichtigsten Konzepte und Techniken für den Aufbau und Betrieb solcher WANs vorgestellt. Schwerpunktmäßig wird auf Adressierung und Routing eingegangen. Anhand unterschiedlicher Technologiebeispiele wird ein tieferer Einblick in die Funktionsweise von WANs gegeben.

Das Internet Protokoll, genauer die Internet-Protokollfamilie TCP/IP der Version 4, IPv4, stellt auch heute noch das Kernstück der Internet-Technologie dar. Wider erwarten, und obwohl es kaum mit dem unvorhersehbaren, gigantischen Wachstum des Internets Schritt halten kann -- seit geraumer Zeit steht mit IPv6 schon ein leistungsfähigerer Nachfolger in den Startlöchern --, erweist sich TCP/IP als überaus robust und praxistauglich. Dieses Kapitel erl"autert die Protokollfunktionen der Internet- und Transportschicht des TCP/IP-Schichtenmodells und stellt die beiden Protokolle IP und TCP ausführlich vor.

Dienste und Anwendungen im Internet basieren in aller Regel auf einem Client/Server-Modell, so auch die in diesem Kapitel vorgestellten Applikationen auf der Anwendungsschicht des TCP/IP-Schichtenmodells. Namens- und Verzeichnisdienste, Email, Dateitransfer, Netzwerkmanagement und multimediale Echtzeit-Kommunikation stehen dabei im Vordergrund und werden in diesem Kapitel am Beispiel besonders populärer Vertreter beschrieben.

Die Abwicklung von geschäftlicher und privater Kommunikation im Internet ist nur dann sinnvoll möglich, wenn ihre Vertraulichkeit, Unversehrtheit, Verfügbarkeit und Nachweisbarkeit garantiert ist. Alle dazu notwendigen Verfahren und Techniken werden unter dem Begriff der Netzwerk-Sicherheit bzw.~Internet-Sicherheit zusammengefaßt. Dieses Kapitel geht der Frage nach, wie die verschiedenen Sicherheitsziele auf den unterschiedlichen Ebenen des TCP/IP-Schichtenmodells des Internet gewährleistet werden können.

Hyperlinks sind Charakteristikum und Kernelement des WWWs. Sie verknüpfen weltweit die unterschiedlichsten Informationsressourcen miteinander und ermöglichen so eine Erschließung des gewaltigen Wissensraums des WWWs. Damit eine einzelne Informationseinheit auch tatsächlich im WWW gefunden und referenziert werden kann, benötigt sie einen eindeutigen und dauerhaften Namen, den Universal Ressource Identifier.

Wenn sich WWW-Browser und WWW-Server unterhalten, folgen sie einem gemeinsamen Kommunikationsprotokoll, dem HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Als sehr einfaches und vor allen Dingen schnelles Protokoll wurde es seit seiner Einführung beständig erweitert und bietet heute ergänzt um Komponenten wie SSL (Secure Socket Layer), TLS (Transport Layer Security) oder auch PEP (Protocol Extension Protocol) eine flexible und sichere Infrastruktur für den effizienten Datentransfer im WWW. Proxy-Server, Caches und Gateways steigern dabei maßgeblich die Effizienz. Dieses Kapitel stellt die Basisbestandteile, die Funktionsweise, den Befehlssatz und zugehörige Erweiterungen des HTTP-Protokolls vor und bietet dem Leser so einen umfassenden Einblick in die Mechanismen der Kommunikation im WWW.

Seit der Erfindung des Buchdrucks versehen Autoren ihre Manuskripte mit Anweisungen für den Setzer, die die anschließende Formatierung des Dokuments festlegen. Diese Markierungen oder Auszeichnungen (im Englischen Markup genannt) bilden die Grundlage vieler Dokumenten-Beschreibungssprachen wie SGML oder auch LaTeX. Dieses Kapitel ist der Markup-Sprache HTML (Hypertext Markup Language) gewidmet, der ersten Dokumenten-Beschreibungssprache des WWWs, und gibt einen Einblick in deren Syntax und Anwendung.

Die Trennung von Struktur und Darstellung ist eine der Grundideen der Markup Sprachen. Beschreibt HTML die Dokumentenstruktur, so ist für die layoutmäßige Umsetzung und Darstellung dieser Struktur auf einem spezifischen Ausgabemedium ein sogenanntes Stylesheet zuständig, das die entsprechende Formatierung des Dokuments übernimmt. Dieses Kapitel beschreibt die Grundfunktionalität der Cascading Stylesheets (CSS) und gibt einen Einblick in deren Syntax und Anwendung.

Der Wunsch nach größerer Flexibilität und zur Festlegung eigener Auszeichnungselemente und Markup-Sprachen führte zur Entwicklung von XML (Extensible Markup Language). Mit dieser Fähigkeit, neue Auszeichnungselemente festlegen zu können, wurde XML schnell zur Ausgangsbasis einer ganzen Reihe von anwendungsspezifischen Markup-Sprachen, die auf die Bedürfnisse ganz spezieller Ausgabegeräte, wie z.B. mobile Endgeräte (WML), oder auf ganz spezifische Anwendungsbereiche (MathML, CML, SVG, SMIL, u.a.) zugeschnitten sind. XPath und XLink ermöglichen die Navigation im XML-Dokumentenraum und XSLT bietet Möglichkeiten zur Formatierung und Transformation von XML Dokumenten. All das eröffnet dem Web bisher ungeahnte Möglichkeiten und bietet Raum für vollkommen neue Anwendungen.

Das WWW stellt nicht nur statisch erzeugte Informationsressourcen zur Verfügung, sondern gestattet dem Nutzer auch interaktiven Zugriff auf und Manipulationsmöglichkeiten für dynamisch erzeugte Informationsressourcen. Java und JavaScript ermöglichen die Einbindung interaktiver Funktionselemente und Applikationen. CGI (Common Gateway Interface) und DOM (Domain Object Model) stellen dem WWW-Autor und -Programmierer dazu einheitliche Schnittstellen zur Verfügung, die Anwendungen aus unterschiedlichsten Programmier- und Skriptsprachen, wie z.B. C, Perl oder PHP, mit dem WWW verknüpfen und so das WWW mit Leben erf"ullen.

	Christoph Meinel (Hasso-Plattner-Institut, Potsdam), Harald Sack (Universität Jena) WWW - Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1.Auflage, 2004. 1179 Seiten 69,95 Euro ISBN 3-540-44276-6
	Inhaltsübersicht
1	All about	1
	Dieses Kapitel bietet dem Leser einen ersten umfassenden Überblick über das WWW (World Wide Web, auch kurz Web genannt). Es beschreibt die Komponenten des WWW und die ihm zugrunde liegenden Basistechnologien, gibt geschichtliche Hintergrundinformationen und skizziert, welche Mechanismen und Institutionen den reibungslosen Betrieb dieses weltweit wichtigsten und populärsten Internet-Dienstes garantieren.

	Teil 1. Die Kommunikation und ihre Medien

2	Kommunikationsmedien im Wandel - von der Höhlenmalerei zum WWW	55
	Die Fähigkeit zur Kommunikation und das Know How, Kommunikationsinhalte dauerhaft festzuhalten, zählen zu den wichtigsten Kulturtechniken der Menschheit. Dieses Kapitel lädt den Leser ein zu einer kurzen Reise durch die geschichtliche Entwicklung der Kommunikationsmedien: Angefangen von der Entwicklung der Schrift, über die Anfänge der Telekommunikation und ihre explosionsartige Verbreitung bis hin zum Internet-Chat werden die wichtigsten Etappen auf dem Weg zum WWW skizziert.

3	WWW - das universelle Kommunikationsmedium	91
	Dank der neuen Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) und des WWW wachsen die klassischen Medien immer mehr zusammen: Sprachkommunikation, Datenübertragung und Fernsehen, das WWW bietet ein integratives Kommunikationsmedium für ein multimediales Medienumfeld, für das der Computer, genauer der Browser, eine einheitliche, für alle Belange gleichermaßen geeignete Schnittstelle bietet. Natürlich müssen die unterschiedlichen Medien für eine Computer-Darstellung aufbereitet, kodiert und gegebenenfalls komprimiert werden. Dieses Kapitel gibt einen Einblick in die verschiedenen Ideen und Techniken zur Informationskodierung und behandelt die wichtigsten Text-, Audio-, Bild- und Video Datenformate des WWW.

	Teil II. Basics der Internet-Technologie

4	Wie sich Rechner unterhalten - Grundkonzepte der Rechnervernetzung	193
	Dieses Kapitel gibt dem Leser Einblick in die Arbeitsweise von Computernetzwerken und das Zusammenwirken ihrer vielfältigen Komponenten und Mechanismen, die das Internet überhaupt erst möglich machen. Im Detail wird der Schichtenaufbau des Internets (das sogenannte TCP/IP Schichtenmodell) vorgestellt, mit dem der Gesamtkomplex der Internet Netzwerkkommunikation mit seinen zahlreichen ineinandergreifenden Mechanismen (sogenannte Protokolle) hierarchisch aufgebaut verstanden werden kann. Dazu werden wichtige Funktionsprinzipien, wie das Prinzip der Paketvermittlung oder die Wirkungsweise fehlererkennender und fehlerkorrigierender Techniken hier besprochen, die eine sichere und effiziente Datenübermittlung im Internet gewährleisten.

5	Datentransfer ins Nachbarbüro - LAN-Technologien	259
	Lokale Netze -- sogenannte LANs (Local Area Networks) -- verbinden Rechner in räumlich enger Nachbarschaft. Ausgehend von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen zwei benachbarten Einzelrechnern bis hin zu Campusnetzen, über die hunderte oder sogar tausende von Rechnern über ein gemeinsames Übertragungsmedium miteinander kommunizieren -- wird dem Leser ein umfassender Einblick in Basiskomponenten, Protokollmechanismen und Funktionsprinzipien der aktuellen LAN-Technologien gegeben. Anhand ausgewählter Technologiebeispiele werden die vorgestellten unterschiedlichen LAN-Konzepte vertieft.

6	Datentransfer ans andere Ende der Welt - WAN-Technologien	383
	Jenseits der engen räumlichen Grenzen eines LANs bieten WANs (Wide Area Network) die Möglichkeit, auch sehr weite Entfernungen zwischen einzelnen Rechnern und Rechnernetzen zu überbrücken, wozu spezielle Übertragungsmedien und Schaltelemente notwendig sind. Um sich über ein WAN mit dem Internet zu verbinden, gibt es eine Vielzahl von Zugangsmöglichkeiten. In diesem Kapitel werden die wichtigsten Konzepte und Techniken für den Aufbau und Betrieb solcher WANs vorgestellt. Schwerpunktmäßig wird auf Adressierung und Routing eingegangen. Anhand unterschiedlicher Technologiebeispiele wird ein tieferer Einblick in die Funktionsweise von WANs gegeben.

7	Wie das Internet funktioniert - Internetworking	475
	Das Internet Protokoll, genauer die Internet-Protokollfamilie TCP/IP der Version 4, IPv4, stellt auch heute noch das Kernstück der Internet-Technologie dar. Wider erwarten, und obwohl es kaum mit dem unvorhersehbaren, gigantischen Wachstum des Internets Schritt halten kann -- seit geraumer Zeit steht mit IPv6 schon ein leistungsfähigerer Nachfolger in den Startlöchern --, erweist sich TCP/IP als überaus robust und praxistauglich. Dieses Kapitel erl"autert die Protokollfunktionen der Internet- und Transportschicht des TCP/IP-Schichtenmodells und stellt die beiden Protokolle IP und TCP ausführlich vor.

8	Wozu das Internet alles gut ist - Dienste und Anwendungen im Internet	573
	Dienste und Anwendungen im Internet basieren in aller Regel auf einem Client/Server-Modell, so auch die in diesem Kapitel vorgestellten Applikationen auf der Anwendungsschicht des TCP/IP-Schichtenmodells. Namens- und Verzeichnisdienste, Email, Dateitransfer, Netzwerkmanagement und multimediale Echtzeit-Kommunikation stehen dabei im Vordergrund und werden in diesem Kapitel am Beispiel besonders populärer Vertreter beschrieben.

9	Unter vier Augen - Sicherheit im Internet	649
	Die Abwicklung von geschäftlicher und privater Kommunikation im Internet ist nur dann sinnvoll möglich, wenn ihre Vertraulichkeit, Unversehrtheit, Verfügbarkeit und Nachweisbarkeit garantiert ist. Alle dazu notwendigen Verfahren und Techniken werden unter dem Begriff der Netzwerk-Sicherheit bzw.~Internet-Sicherheit zusammengefaßt. Dieses Kapitel geht der Frage nach, wie die verschiedenen Sicherheitsziele auf den unterschiedlichen Ebenen des TCP/IP-Schichtenmodells des Internet gewährleistet werden können.

	Teil III. Web-Technologien

10	Jedes Ding braucht einen Namen - URL: Universal Resource Identifier	721
	Hyperlinks sind Charakteristikum und Kernelement des WWWs. Sie verknüpfen weltweit die unterschiedlichsten Informationsressourcen miteinander und ermöglichen so eine Erschließung des gewaltigen Wissensraums des WWWs. Damit eine einzelne Informationseinheit auch tatsächlich im WWW gefunden und referenziert werden kann, benötigt sie einen eindeutigen und dauerhaften Namen, den Universal Ressource Identifier.

11	Zustelldienst im Web - HTTP: Hypertext Transfer Protocol	735
	Wenn sich WWW-Browser und WWW-Server unterhalten, folgen sie einem gemeinsamen Kommunikationsprotokoll, dem HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Als sehr einfaches und vor allen Dingen schnelles Protokoll wurde es seit seiner Einführung beständig erweitert und bietet heute ergänzt um Komponenten wie SSL (Secure Socket Layer), TLS (Transport Layer Security) oder auch PEP (Protocol Extension Protocol) eine flexible und sichere Infrastruktur für den effizienten Datentransfer im WWW. Proxy-Server, Caches und Gateways steigern dabei maßgeblich die Effizienz. Dieses Kapitel stellt die Basisbestandteile, die Funktionsweise, den Befehlssatz und zugehörige Erweiterungen des HTTP-Protokolls vor und bietet dem Leser so einen umfassenden Einblick in die Mechanismen der Kommunikation im WWW.

12	Die erste Sprache des Web - HTML: Hypertext Markup Language	805
	Seit der Erfindung des Buchdrucks versehen Autoren ihre Manuskripte mit Anweisungen für den Setzer, die die anschließende Formatierung des Dokuments festlegen. Diese Markierungen oder Auszeichnungen (im Englischen Markup genannt) bilden die Grundlage vieler Dokumenten-Beschreibungssprachen wie SGML oder auch LaTeX. Dieses Kapitel ist der Markup-Sprache HTML (Hypertext Markup Language) gewidmet, der ersten Dokumenten-Beschreibungssprache des WWWs, und gibt einen Einblick in deren Syntax und Anwendung.

13	Für jeden Zweck das passende Design - CSS: Cascading Stylesheets	885
	Die Trennung von Struktur und Darstellung ist eine der Grundideen der Markup Sprachen. Beschreibt HTML die Dokumentenstruktur, so ist für die layoutmäßige Umsetzung und Darstellung dieser Struktur auf einem spezifischen Ausgabemedium ein sogenanntes Stylesheet zuständig, das die entsprechende Formatierung des Dokuments übernimmt. Dieses Kapitel beschreibt die Grundfunktionalität der Cascading Stylesheets (CSS) und gibt einen Einblick in deren Syntax und Anwendung.

14	Alles ist möglich - XML: Extensible Markup Language	943
	Der Wunsch nach größerer Flexibilität und zur Festlegung eigener Auszeichnungselemente und Markup-Sprachen führte zur Entwicklung von XML (Extensible Markup Language). Mit dieser Fähigkeit, neue Auszeichnungselemente festlegen zu können, wurde XML schnell zur Ausgangsbasis einer ganzen Reihe von anwendungsspezifischen Markup-Sprachen, die auf die Bedürfnisse ganz spezieller Ausgabegeräte, wie z.B. mobile Endgeräte (WML), oder auf ganz spezifische Anwendungsbereiche (MathML, CML, SVG, SMIL, u.a.) zugeschnitten sind. XPath und XLink ermöglichen die Navigation im XML-Dokumentenraum und XSLT bietet Möglichkeiten zur Formatierung und Transformation von XML Dokumenten. All das eröffnet dem Web bisher ungeahnte Möglichkeiten und bietet Raum für vollkommen neue Anwendungen.

15	Das Web wird lebendig - Skriptsprachen und CGI-Programmierung	1021
	Das WWW stellt nicht nur statisch erzeugte Informationsressourcen zur Verfügung, sondern gestattet dem Nutzer auch interaktiven Zugriff auf und Manipulationsmöglichkeiten für dynamisch erzeugte Informationsressourcen. Java und JavaScript ermöglichen die Einbindung interaktiver Funktionselemente und Applikationen. CGI (Common Gateway Interface) und DOM (Domain Object Model) stellen dem WWW-Autor und -Programmierer dazu einheitliche Schnittstellen zur Verfügung, die Anwendungen aus unterschiedlichsten Programmier- und Skriptsprachen, wie z.B. C, Perl oder PHP, mit dem WWW verknüpfen und so das WWW mit Leben erf"ullen.

	Anhänge
A	Personenregister	1111
B	Wichtige RFCs	1125
C	Wichtige Internetadressen	1131
D	Abkürzungen und Akronyme	1147
	Lieraturverzeichnis	1147
	Sachverzeichnis	1157

WWW - Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien,