Vom Telegrafen zum Internet — die Geschichte der Datenkommunikation

Das Fach Daten und Kommunikation dreht sich darum, Informationen zwischen Maschinen zu bewegen. Aber der Wunsch, Nachrichten schneller zu senden, als ein Mensch reisen kann, ist viel älter als der Computer. Die Geschichte beginnt im 19. Jahrhundert, als man zum ersten Mal lernte, Informationen über große Entfernungen mit Elektrizität zu senden — und sie führt in gerader Linie bis zu dem Netzwerk, an dem du heute Fehler suchst.

Bevor es Computer gab, gab es den Telegrafen. Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts konnte man Nachrichten als kurze und lange elektrische Impulse — Punkte und Striche im Morsecode — durch einen Kupferdraht senden. Das war eine Revolution: Eine Nachricht, die vorher mit Pferd oder Schiff Tage brauchte, konnte nun in Minuten ankommen. 1858 wurde das erste transatlantische Telegrafenkabel zwischen Europa und Nordamerika verlegt, und die Welt schrumpfte mit einem Schlag. Der Telegraf lehrte uns den Grundgedanken, auf dem das ganze Fach beruht: Information lässt sich in Signale umcodieren, über eine Leitung senden und am anderen Ende wieder decodieren.

Während der Telegraf Nachrichten als Zeichen sendete, machte das Telefon es möglich, die Stimme selbst als elektrisches Signal zu übertragen. Das Telefonnetz wuchs Ende des 19. Jahrhunderts und wurde über hundert Jahre lang auf einer Technik aufgebaut, die Leitungsvermittlung (circuit switching) heißt: Beim Anruf wurde eine feste Verbindung über den gesamten Weg reserviert, und sie war belegt, solange das Gespräch dauerte. Für Sprache funktionierte das gut, für Daten sollte es sich aber als schlechte Idee erweisen — und genau hier liegt einer der großen Umbrüche in der Geschichte des Fachs.

In den 1950er und 60er Jahren standen große Großrechner jeweils für sich isoliert. Forscher wollten Rechenleistung und Daten zwischen Maschinen an verschiedenen Universitäten teilen, aber die Leitungsvermittlung aus der Telefonwelt passte schlecht: Es war Verschwendung, eine ganze Leitung zu belegen, während zwei Computer nur in kurzen Schüben Daten austauschten. Die Lösung wurde die Paketvermittlung: Man zerhackt die Daten in kleine Pakete, die sich jeweils ihren Weg durch das Netz suchen und am anderen Ende wieder zusammengesetzt werden. Viele Absender können sich dieselben Leitungen teilen, und wenn ein Weg ausfällt, können die Pakete einen anderen nehmen. So funktioniert das Internet noch heute.

1969 wurde das erste paketvermittelte Netzwerk, ARPANET, in den USA in Betrieb genommen, finanziert von der Forschungsbehörde des amerikanischen Verteidigungsministeriums. Die ersten Nachrichten gingen zwischen ganz wenigen Universitätsrechnern. Das war der zaghafte Versuch, der zum Internet heranwachsen sollte.

Ein Problem zeigte sich schnell: Es entstanden mehrere verschiedene Netze, die nicht miteinander sprechen konnten. Anfang der 1970er Jahre entwarfen Vinton Cerf und Bob Kahn ein gemeinsames Protokoll, das als Brücke zwischen Netzen dienen konnte — daraus wurde TCP/IP. Die Idee ist einfach und genial: Jedes Netz darf innen gern auf seine eigene Weise funktionieren, solange die Pakete in ein gemeinsames Format verpackt werden, wenn sie weitergehen sollen. Am 1. Januar 1983 stellte das ARPANET offiziell auf TCP/IP um, und dieses Datum gilt oft als der Geburtstag des Internets. Kurz darauf kam das Domain Name System (DNS), das uns lesbare Namen statt Zahlen verwenden ließ.

Während das Internet zwischen Institutionen wuchs, wurden Computer auch lokal miteinander verbunden. Ethernet, das Robert Metcalfe Anfang der 1970er-Jahre bei Xerox PARC entwickelte, wurde die vorherrschende Art, Rechner in einem Büro zu verbinden — und Kabel, RJ45-Stecker und Switch sind bis heute Alltagsausstattung. 1989 schlug Tim Berners-Lee das World Wide Web vor, und als es Anfang der 1990er-Jahre für die Öffentlichkeit geöffnet wurde, verwandelte es das Internet von einem Werkzeug für Forscher in etwas für alle. Mit Modems, später Breitband und Glasfaser, kam das Internet in die Haushalte.

Der nächste große Wandel war, das Kabel zu durchtrennen. Der erste WLAN-Standard kam Ende der 1990er Jahre und machte das drahtlose lokale Netz zum Alltag. Parallel wuchsen die Mobilfunknetze von Sprache zu Daten, sodass das Internet in die Hosentasche kam. In den letzten Jahrzehnten ist vieles, was früher als physischer Server in einem Raum stand, in Rechenzentren gewandert — das, was wir die Cloud nennen — und Virtualisierung hat es möglich gemacht, viele Server auf derselben Hardware zu betreiben. Das Fach hat sich vom Kabelziehen dahin bewegt, ebenso sehr Dienste zu steuern, abzusichern und zu überwachen, die man selbst nicht anfassen kann.

Datenkommunikation ist eines der jüngsten Handwerke, aber sie steht auf den Schultern von Telegrafisten, Telefontechnikern und den Forschern, die die Paketvermittlung erfunden haben. Verändert haben sich Geschwindigkeit, Menge und das Drahtlose — der Grundgedanke ist aber derselbe wie 1858: Information wird kodiert, über eine Verbindung gesendet und wieder dekodiert. Verstehst du, woher die Ideen kommen, siehst du besser, warum die heutigen Netze so gebaut sind, wie sie sind — und warum Begriffe wie Schichten, Protokolle und Adressen gekommen sind, um zu bleiben.

“Jedes Mal, wenn du ein Patchkabel in einen Switch steckst, führst du einen Faden weiter, der mit dem ersten Telegrafenkabel gesponnen wurde.”

— Fachliche Betrachtung zu den Wurzeln der Datenkommunikation