Computernetzwerke stehen im Zentrum der ständigen Weiterentwicklung der heutigen Landschaft der Informationstechnologie (IT). Netzwerk- und Kommunikationstechnologien haben diesen Aufstieg maßgeblich beeinflusst. Computernetzwerke ermöglichen die Verbindung von Endpunkten und Geräten in lokalen Netzwerken (LANs) oder Weitverkehrsnetzen (WANs). Dadurch werden Interaktion, Kommunikation und der Austausch von Ressourcen zwischen Unternehmen, Dienstanbietern und Verbrauchern ermöglicht.
Um zu verstehen, wie Netzwerke zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres heutigen Lebens wurden, ist es wichtig, ihre Ursprünge zu untersuchen. Die enorme Ausdehnung des Themas Computernetzwerke macht es schwierig, ihren genauen Ursprung zu bestimmen. Seit Ende der 1950er-Jahre ist der Einfluss von Netzwerken auf die technologische Entwicklung jedoch zunehmend wichtiger geworden.
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Netzwerke in den 1960er-Jahren
Die konkreten Anfänge der Computernetzwerke lassen sich bis in die 1960er-Jahre zurückverfolgen. Insbesondere der Beginn des United States Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) im Jahr 1969 war das einflussreichste Ereignis dieses Jahrzehnts. Darüber hinaus gab es in den 1960er-Jahren wichtige Ereignisse wie den Start von Telstar 1 im Jahr 1962 und die Einführung des ersten kommerziellen Telefons mit Tonwahl im selben Jahr.
In diesem Jahrzehnt wurde außerdem das erste Request-for-Comments-Dokument (RFC) veröffentlicht. Das Dokument definierte Verfahren für Computernetzwerke und Netzwerkprotokolle und lieferte dazu entsprechende Informationen. Als Ergebnis dieses RFC-Dokuments wurde das Network Control Protocol (NCP) spezifiziert. Dieses Protokoll wurde zum ersten Transportprotokoll des ARPANET.
Außerdem wurde 1964 die Mainframe-Computing-Umgebung System/360 von IBM eingeführt.
ARPANET
Das United States Advanced Research Projects Agency Network war das Netzwerk, das die Grundlagen des Internets schuf. Eine Reihe der heute verwendeten Netzwerkprotokolle wurde ursprünglich für das ARPANET entwickelt. Das 1969 erstmals eingesetzte Netzwerk war das erste öffentliche paketvermittelte Computernetzwerk; seine Hauptzwecke lagen in Wissenschaft und Forschung.
UNIX
1969 entwickelten die Bell Laboratories das Betriebssystem UNIX. Das ist bemerkenswert, da das Betriebssystem heute häufig in Unternehmensnetzwerken eingesetzt wird. Es war das erste Betriebssystem, das vollständig in der Programmiersprache C geschrieben wurde. In den 1970er-Jahren stieg seine Popularität in akademischen Computerumgebungen; es ermöglichte mehreren Benutzern, gleichzeitig auf das System zuzugreifen und ihre Programme auszuführen.
Seine breite Verbreitung setzte jedoch erst Mitte der 1970er-Jahre ein. Ein PDP-11-Minicomputer mit einfachen Terminals bildete ein grundlegendes UNIX-System.
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Zeichenkodierungssysteme
Als sich die Standards für Computernetzwerke in diesem Jahrzehnt weiterentwickelten, führte IBM den Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (EBCDIC) ein, das erste 8-Bit-Zeichenkodierungssystem. Der American Standard Code for Information Interchange (ASCII) wurde ein Jahr später als Konkurrenz zu EBCDIC eingeführt.
Das American National Standards Institute standardisierte ASCII 1968 offiziell. Obwohl ASCII 7-Bit-codiert war, setzte es sich gegen EBCDIC durch. Schließlich wurde ASCII auf alle Computer- und Netzwerktechnologien ausgeweitet.
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Netzwerke in den 1970er-Jahren
In den 1970er-Jahren wurde die heute beliebteste LAN-Technologie eingeführt: Ethernet.
Ethernet (Xerox)
Durch das Forschungslabor von Xerox entstand Ethernet 1973. Das Netzwerksystem von Xerox arbeitete ursprünglich mit 2,94 Mbit/s. Es war jedoch experimentell und wurde daher nicht kommerziell eingesetzt.
1979 wurde das DIX-Konsortium aus Digital Equipment Corporation, Intel und Xerox gegründet. Es legte die Spezifikation für das standardisierte 10-Mbit/s-Ethernet fest, die 1980 veröffentlicht wurde.
ARPANET
ARPANET wuchs in den 1970er-Jahren schnell, da es für viele Universitäten und staatliche Computer attraktiv war. Das Netzwerk wurde 1975 für betriebsbereit erklärt und zur Weiterentwicklung der Kommunikationstechnologie eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ermöglichten Satellitenverbindungen, Computer aus anderen Ländern an das ARPANET anzubinden. Außerdem wurde 1971 die erste E-Mail über das ARPANET versendet.
Transmission Control Protocol (TCP)
Die Popularität des ARPANET förderte den Aufstieg zahlreicher paketbasierter Netzwerke. Diese Netzwerke konnten jedoch nicht miteinander kommunizieren. Für die Kommunikation benötigten sie standardisierte Ausrüstung. TCP/IP wurde im ARPANET entwickelt, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Netzwerken zu ermöglichen. Es wurde 1977 erstmals eingesetzt.
Durch die Verbindung verschiedener Netzwerke etablierte sich TCP/IP als grundlegende Technologie des Internets.
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Netzwerke in den 1980er-Jahren
In diesem Jahrzehnt setzte sich das Wachstum von Client-Server-Architekturen auf Kosten des Mainframe-Computing fort.
ARPANET
Das ARPANET wurde 1983 in zwei Netzwerke aufgeteilt, um zwischen ziviler und militärischer Nutzung zu unterscheiden. Mitte der 1980er-Jahre gewannen jedoch andere Netzwerke an Bedeutung, was zu einem Rückgang der Bedeutung des ARPANET führte. Das Rückgrat des Internets verlagerte sich 1986 vom ARPANET auf das National Science Foundation Network (NSFNET).
Der Aufstieg kommerzieller Netzwerke und anderer Netzwerkanbieter trug dazu bei, dass das ARPANET 1989 abgeschaltet und 1990 endgültig außer Betrieb genommen wurde.
NSFNET
Das National Science Foundation Network war als Eckpfeiler des kommerziellen öffentlichen Internets leistungsfähiger als das ARPANET. Nach seiner Inbetriebnahme im Jahr 1986 bewältigte es den Großteil des Internetverkehrs. Das NSFNET sollte ausschließlich ein Netzwerk für akademische Forschung bereitstellen und nicht für private Geschäftstätigkeiten jeglicher Art genutzt werden.
Anfang der 1990er-Jahre wurde es jedoch in ein gewinnorientiertes und ein nicht gewinnorientiertes Netzwerk aufgeteilt, um die kommerzielle Entwicklung des Netzwerks zu ermöglichen.
Die Entwicklung von Ethernet
In den 1980er-Jahren war die Weiterentwicklung und Standardisierung von Ethernet die bedeutendste Entwicklung im LAN-Bereich. Das Project 802 des IEEE wurde gestartet, um einen einheitlichen Standard für alle LANs zu schaffen. Die Initiative wurde in verschiedene Gruppen aufgeteilt; die Gruppe mit Schwerpunkt auf Ethernet erhielt die Bezeichnung 802.3. 1983 veröffentlichte die 802.3-Gruppe IEEE 802.3 10Base5-Ethernet, die erste kommerziell verfügbare Ethernet-Variante. Sie wurde als Thicknet bezeichnet, da dicke Koaxialkabel zum Einsatz kamen.
Der 10Base2-Ethernet-Standard wurde 1985 veröffentlicht. Er wurde als Thinnet bezeichnet, da dabei dünne Koaxialkabel verwendet wurden.
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Network File System (NFS)
Das Network File System wurde 1985 entwickelt und steigerte die Nachfrage nach Ethernet. Der Grund dafür war, dass NFS zu einem schnellen Anstieg festplattenloser UNIX-Workstations mit integrierten Ethernet-Schnittstellen führte. NFS trug in den 1980er-Jahren dazu bei, die Vorherrschaft von UNIX in akademischen und professionellen Computerumgebungen zu festigen.
Token-Ring-Topologie
IBM reichte seine Token-Ring-Topologie-Technologie 1982 bei IEEE ein, doch erst 1984 wurde sie standardisiert. 1985 wurde die Technologie als Alternative zu Ethernet eingeführt.
Netzwerke in den 1990er-Jahren bis heute
Ethernet beherrschte in den 1990er-Jahren weiterhin die LAN-Technologien, da es seine Alternativen zunehmend verdrängte.
Vollduplex-Ethernet
Da Computernetzwerke zu dieser Zeit schnell wuchsen, wurde Ethernet mit höheren Geschwindigkeiten benötigt, um die Anforderungen bandbreitenhungriger Anwendungen zu erfüllen. Daher wurde 1992 das erste Vollduplex-Ethernet mit Geschwindigkeiten von 20 Mbit/s eingeführt. Ein standardisiertes Vollduplex-Ethernet war seit 1995 in Entwicklung und wurde 1997 fertiggestellt.
1992 wurde ein als kommerzieller Ethernet-Bus von Grand Junction Networks bekannter Ethernet-Bus eingeführt. Er erreichte Geschwindigkeiten von 100 Mbit/s. Diese Weiterentwicklung veranlasste die 802.3-Gruppe zur Einführung des 802u 100BaseT Fast-Ethernet-Standards. Der Standard übertrug Daten mit 100 Mbit/s über Glasfaser- und Twisted-Pair-Kabel.
Gigabit-Ethernet
Nach dem 100BaseT-Fast-Ethernet-Standard richtete sich der Blick auf Gigabit-Ethernet, die 1.000-Mbit/s-Version von Ethernet. Es wurde 1999 eingesetzt und ersetzte aufgrund der erheblichen Geschwindigkeitssteigerung gegenüber Fast Ethernet Ethernet in kabelgebundenen lokalen Netzwerken.
VoIP
Voice over IP (VoIP) gewann an Bedeutung, als Anbieter Unternehmen Ende der 1990er-Jahre zunehmend massive Einsparungen durch die Weiterleitung des Sprachtelefonverkehrs über IP-Netzwerke versprachen. Das Konzept von VoIP entstand jedoch bereits um 1995, als die Übertragung von Sprachdatenpaketen über IP anstelle der Nutzung des herkömmlichen Telefonnetzes möglich wurde.
Drahtlose Kommunikation
1997 wurde der erste 802.11-Wi-Fi-Standard eingeführt. Er bot Geschwindigkeiten von bis zu 2 Mbit/s. 1999 wurde er offiziell verabschiedet; er ermöglichte Übertragungsgeschwindigkeiten von 25 Mbit/s und nutzte das 5-GHz-Frequenzband.
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Computernetzwerke heute
Da die Anforderungen an Wi-Fi und Ethernet im Laufe der Jahre weiter stiegen, entwickelte sich auch die Netzwerktechnologie kontinuierlich weiter. Heute ist die Vernetzung durch den Bedarf an latenzarmen und bandbreitenstarken Netzwerktechnologien geprägt.
Zu den wichtigsten Technologien, die heute mit Netzwerken verbunden sind, gehören 5G und Wi-Fi 6, erweiterte Realität, virtuelle Realität, maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz, Cloud-Computing, das Internet der Dinge, softwaredefinierte Weitverkehrsnetze und mehr.