Wie funktionieren Suchmaschinen?

Suchmaschinen - Aufgaben, Funktionen und Technik

Was ist eine Suchmaschine?

Suchmaschinen sind Metamedien und zentrale Werkzeuge, die es dem Nutzer ermöglichen, im Internet gezielt nach Informationen zu suchen oder einfach nur zu stöbern. Durch die Eingabe von Suchbegriffen (auch Keywords genannt) in die Suchmaske erteilt der Nutzer der Suchmaschine den Auftrag, das Web nach diesen Begriffen zu durchsuchen. Dieser Prozess, auch Crawling oder Spidering genannt, wird von speziellen Bots durchgeführt, die das Internet in Bruchteilen von Sekunden durchsuchen. Die Suchmaschinen-Crawler durchsuchen Webseiten nach den eingegebenen Suchbegriffen und liefern eine Liste relevanter Ergebnisse – von Websites über Bilder bis hin zu Nachrichten. Der Nutzer kann dann den passenden Link auswählen und die gewünschte Seite aufrufen.

Zur Verfeinerung der Ergebnisse stehen verschiedene Filteroptionen zur Verfügung, mit denen die Suche weiter eingegrenzt werden kann. Suchmaschinen indexieren die Inhalte von Webseiten, indem sie sie in riesigen Datenbanken speichern. Dies ermöglicht eine schnelle und gezielte Anzeige der relevantesten Ergebnisse. Allerdings werden nicht alle Daten erfasst – so bleiben beispielsweise Inhalte aus dem Darknet von gängigen Suchmaschinen unberücksichtigt, da sie nicht in den Index aufgenommen werden. Insgesamt sind Suchmaschinen also unverzichtbare Instrumente zur Navigation im offenen, indizierten Internet. Ohne sie wäre eine effiziente Suche nach den besten und relevantesten Informationen kaum möglich.

Die Geschichte der Suchmaschinen

In den 90er Jahren entwickelte sich das Internet rasant. Immer mehr Menschen nutzten das World Wide Web und die Zahl der Websites stieg explosionsartig an. Es entstand ein dringender Bedarf an Werkzeugen, um Online-Inhalte gezielt zu durchsuchen. 1990 entwickelten die McGill-Studenten Alan Emtage, Bill Heelan und Peter Deutsch die erste Suchmaschine: Archie. Ihr Programm durchforstete das Internet, sammelte Informationen und legte sie in einem Archiv ab. Kurz darauf entstanden kommerzielle Suchmaschinen wie Lycos, Yahoo, Fireball, AltaVista, AOL und Excite. Viele dieser Dienste sind heute nicht mehr aktiv.

1998 gründeten Larry Page und Sergey Brin die Firma Google. Ursprünglich als Universitätsprojekt gestartet, entwickelte es sich zu einem der größten Internetkonzerne der Welt. Die Innovation lag im PageRank-Algorithmus, der Websites nach Anzahl und Qualität der eingehenden Links bewertete. Je mehr vertrauenswürdige Seiten auf eine Website verwiesen, desto höher rangierte sie in den Suchergebnissen. Heute ist „googeln“ ein Synonym für die Suche im Internet. Google dominiert den Markt mit aktuell 86 % (Stand Dezember 2024), auf PCs, Laptops, Tablets und Smartphones. Im Jahr 2023 wird Google künstliche Intelligenz und den Algorithmus RankBrain einsetzen, um auch völlig neue Suchanfragen präzise zu beantworten.

Was sind die Aufgaben einer Suchmaschine?

  • Durchsuchen und Erfassen – Webcrawler (auch Bots oder Spider genannt) durchsuchen das Internet nach neuen oder aktualisierten Inhalten.
  • Indexieren und Speichern – Gefundene Webseiten werden analysiert und in einer Datenbank gespeichert.
  • Bereitstellung der Ergebnisse – Auf eine Suchanfrage hin werden relevante Inhalte aus dem Index abgerufen und sortiert präsentiert.

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass Suchmaschinen das gesamte Internet in Echtzeit durchsuchen. Tatsächlich greifen sie auf eine zuvor gespeicherte Datenbank zu, die regelmäßig aktualisiert wird. Nicht indexierte Inhalte – wie das Darknet oder geschützte Bereiche von Webseiten – bleiben unberücksichtigt.

Wie funktioniert eine Suchmaschine?

Suchmaschinen durchsuchen nicht das gesamte Internet, sondern nur das indexierte World Wide Web. Dienste wie E-Mail, FTP, Chats oder bewusst nicht erfasste Inhalte bleiben außen vor. Der Suchvorgang ist komplexer, als es auf den ersten Blick scheint.

Technisch gesehen ist eine Suchmaschine ein Programm, das über den Browser auf den Suchmaschinenindex zugreift – eine ständig aktualisierte Datenbank, die das Web in strukturierter Form abbildet. Gibt ein Nutzer ein Suchwort oder eine Suchwortkombination ein, durchsuchen Webcrawler nach festgelegten Algorithmen das Internet, indexieren relevante Inhalte und liefern innerhalb von Sekundenbruchteilen eine Suchergebnisseite (SERP). Die Seiten mit der höchsten Relevanz erscheinen ganz oben.

Die Rankings dieser Suchergebnisse sind dynamisch. Suchmaschinen verbessern ständig ihre Algorithmen, um den Nutzern die besten und aktuellsten Ergebnisse zu liefern. Neue Webseiten kommen hinzu, bestehende werden angepasst – das beeinflusst die Reihenfolge der Suchergebnisse. Die Kunst der Suchmaschinen besteht darin, die relevantesten Inhalte für eine Suchanfrage zu erkennen. Die Algorithmen ändern sich regelmäßig, so dass auch bei gleichem Inhalt das Ranking schwanken kann.

Es stehen Filter und Suchoperatoren zur Verfügung, um die SERPs weiter zu verfeinern. Bei Google, Bing, Yahoo und anderen Suchmaschinenanbietern werden aber auch gekaufte Anzeigen zu diesem Keyword, die von SEO-Experten zur Suchmaschinenoptimierung geschaltet wurden, oben in der Liste angezeigt. Diese erscheinen häufig über den organischen Suchergebnissen. Die Darstellung der Suchergebnisse erfolgt in Form von Snippets – kurzen Vorschautexten, die dem Nutzer helfen, die Relevanz eines Treffers einzuschätzen. Diese Snippets können von Website-Betreibern definiert oder automatisch von der Suchmaschine generiert werden. Die Meta-Description und der Meta-Titel spielen dabei eine entscheidende Rolle für das Suchmaschinenmarketing und die Sichtbarkeit einer Website.

Technik von Suchmaschinen

Eine Suchmaschine setzt sich aus fünf zentralen Komponenten zusammen: dem URL-Server, den Crawlern, dem Parser, dem Store-Server und dem Index. Der URL-Server verwaltet Internetadressen, die neu in den Index aufgenommen oder aktualisiert werden müssen. Neue Webseiten oder Änderungen werden dort erfasst und an die Crawler weitergeleitet. Diese Bots, auch Spider oder Robots genannt, durchforsten das Internet, sammeln Inhalte und übermitteln die gesammelten Daten an die nächsten Verarbeitungsschritte.

Der Parser analysiert die gesammelten HTML-Seiten, vereinfacht ihre Struktur und gibt die relevanten Informationen an den Store-Server weiter. Dieser extrahiert die Inhalte und speichert sie im Index der Suchmaschine. Der Index selbst besteht aus drei wesentlichen Bestandteilen: dem Lexikon, den Hit Lists und dem Repository. Das Lexikon umfasst alle erfassten Begriffe aus dem Web, wobei nur dort enthaltene Wörter als Suchbegriffe genutzt werden können. Jeder Begriff ist mit einer Hit List verknüpft, die angibt, auf welchen Webseiten er vorkommt und welche Relevanz er hat. Die Hit Lists wiederum verweisen auf das Repository, in dem die eigentlichen Webseiten gespeichert sind.

Dank dieser technischen Struktur kann eine Suchmaschine Anfragen innerhalb von Sekundenbruchteilen verarbeiten, relevante Inhalte aus ihrem Index abrufen und diese in einer geordneten Ergebnisliste präsentieren.

Eine Suchmaschine besteht aus mehreren Komponenten:

  • URL-Server – Verwalten neue oder aktualisierte Webseiten.
  • ✅ Crawler (Bots, Spider) – Durchsuchen das Internet und sammeln Daten.
  • Parser – Wandeln Webseiten in eine vereinfachte Form um.
  • Store-Server – Speichert die Daten und organisiert sie.
  • Index – Die zentrale Datenbank mit allen gesammelten Inhalten.

Wodurch unterscheiden sich Suchmaschinen?

Suchmaschinen sind spezialisierte Computersysteme, die mit Hilfe von Crawlern das Internet durchsuchen und die gefundenen Informationen in einem Index speichern. Dieser Index ermöglicht es den Nutzern, gezielt nach Inhalten zu suchen. Die bekannteste Suchmaschine ist Google, es gibt jedoch zahlreiche weitere Anbieter (Bing, Yahoo! und Yandex) mit unterschiedlichen Funktionalitäten.

Grundsätzlich lassen sich Suchmaschinen in drei Hauptkategorien einteilen: Metasuchmaschinen, Katalogsuchmaschinen und Volltext-Suchmaschinen. Außerdem unterscheiden sie sich in ihrem Suchbereich – einige beschränken sich auf bestimmte Teilbereiche des Webs, während andere das gesamte frei zugängliche Internet durchsuchen.

Die verschiedenen Gruppen von Suchmaschinen:

Volltext-Suchmaschinen

Eine Volltext-Suchmaschine nutzt sogenannte Crawler – kleine Programme, die das Internet systematisch durchsuchen. Diese Crawler, auch als Bots, Robots oder Spider bekannt, analysieren den Text von indexierten Webseiten und folgen internen sowie externen Links, sofern kein nofollow-Attribut gesetzt wurde. Ein solches Attribut (rel="nofollow") signalisiert den Crawlern, bestimmte Seiten nicht zu durchsuchen, was insbesondere bei internen oder noch nicht veröffentlichten Seiten sinnvoll sein kann. Google empfiehlt in solchen Fällen die Nutzung einer .htaccess-Datei, um den Zugriff gezielt zu steuern.

Die Crawler arbeiten zeitplangesteuert, was bedeutet, dass sie nicht willkürlich, sondern nach einem festen Schema das Internet durchsuchen. Sie erhalten von einem URL-Server eine Liste mit zu besuchenden Adressen, die sie in IP-Adressen umwandeln, um die entsprechenden Server zu kontaktieren. Dabei stellen sie simultan zahlreiche Verbindungen her, um Ladezeiten zu minimieren und eine Überlastung einzelner Server zu vermeiden. Falls Probleme auftreten, können sie alternative Verbindungen nutzen, um Verzögerungen zu umgehen. Die gesammelten Daten werden anschließend an den Parser der Suchmaschine weitergegeben, der sie verarbeitet und strukturiert.

Die Crawling-Frequenz hängt von der Aktivität einer Webseite ab: Wird eine Seite selten aktualisiert, besuchen Suchmaschinen-Bots sie nur in längeren Zeitintervallen. Bei regelmäßigem Content-Update hingegen kommen sie häufiger vorbei, um Änderungen schnell in den Index aufzunehmen. Neue Webpräsenzen müssen in der Regel nur mit ihrer Startseite bei der Suchmaschine angemeldet werden – die Crawler erfassen dann automatisch alle Unterseiten, indem sie internen Links folgen. Auch veränderte Verlinkungen auf einer Website werden von den Suchmaschinen nach einer gewissen Zeit selbstständig erkannt, ohne dass eine manuelle Meldung erforderlich ist. Falls veraltete oder nicht mehr existierende Inhalte schneller aus den Suchergebnissen entfernt werden sollen, können Website-Betreiber dennoch manuell eine Aktualisierung bei der Suchmaschine beantragen.

Sobald eine Seite analysiert wurde, überführt der Parser ihren Inhalt in die Datenbank der Suchmaschine – den Index. Suchbegriffe, die von Nutzern eingegeben werden, durchsuchen diesen Index, nicht das gesamte Internet in Echtzeit. Die Benutzeroberfläche der Suchmaschine, das sogenannte Frontend, dient als Schnittstelle zwischen Nutzer und Datenbank. Hier werden die Suchergebnisse als klickbare Links präsentiert, die direkt zu den entsprechenden Inhalten führen.

Um die Suchergebnisse zu präzisieren, bieten Volltext-Suchmaschinen verschiedene Filtermöglichkeiten. Bei einer Bildersuche können beispielsweise Ergebnisse nach Auflösung oder Lizenzrechten gefiltert werden. Neben großen Suchmaschinen mit einem breiten Suchspektrum wie Google, Bing oder Yahoo existieren spezialisierte Themen-Suchmaschinen, die sich auf bestimmte Fachgebiete konzentrieren. Diese indexieren oft nur eine begrenzte Auswahl an Domains, die entweder vordefiniert oder von Nutzern vorgeschlagen wurden. Dadurch liefern sie in ihrem jeweiligen Bereich besonders relevante und qualitativ hochwertige Ergebnisse.

Meta-Suchmaschinen

Meta-Suchmaschinen haben keinen eigenen Index. Stattdessen greifen sie auf die Ergebnisse bestehender Suchmaschinen zurück, werten diese aus und präsentieren sie in einer neu gewichteten Liste. Da sie auf bereits indexierte Inhalte zurückgreifen, sind sie weniger verbreitet als indexbasierte Suchmaschinen, bieten aber durch die Kombination mehrerer Quellen eine größere Datenbasis.

Katalog-Suchmaschinen

Katalog-Suchmaschinen oder Webkatalog hingegen basieren auf einer manuellen Auswahl von Webseiten. Die erfassten Inhalte werden von Menschen geprüft, kategorisiert und in einem thematisch oder alphabetisch geordneten Verzeichnis angezeigt. Ein Beispiel ist die Kindersuchmaschine fragFINN.de, die gezielt jugendfreie Inhalte anbietet. Der Vorteil liegt in der sorgfältigen Vorauswahl, die den Nutzern gezielt geprüfte Inhalte bietet.

weitere Varianten von Suchmaschinen

Neben den klassischen Internet-Suchmaschinen gibt es spezialisierte Varianten, die sich auf bestimmte Anwendungsbereiche konzentrieren. Dazu gehören vertikale Suchmaschinen für bestimmte Themen, Desktop-Suchmaschinen für die lokale Dateisuche, Domain-Suchmaschinen für einzelne Webseiten, Intranet-Suchmaschinen für geschlossene Netzwerke sowie Usenet-Suchmaschinen für Diskussionsforen.