Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy (Dr. phil.) at the Faculty of Education at Bielefeld University Nowadays, hardly any area of modern society is working without Internet-based technologies. The basis of such technologies is an increasingly complex and expanding Internet infrastructure, which is to be constantly maintained and expanded in accordance with growing requirements. The ever-increasing interest in Internet-based information and communication technologies led to numerous studies dealing with the redesign and deployment of Internet technologies or investigating their impact. However, the redesign of existing information technology systems -in the sense of rebuilding the existing Internet infrastructure- has so far been almost completely disregarded. The reconstruction of the Internet infrastructure is extraordinarily complex. Therefore, it requires very special attention, since it has to be carried out in a continuously growing information technology infrastructure while taking into account the interoperability with already existing technologies. This thesis therefore aims to concentrate on and fill this existing research gap to some extent by examining the dynamics involved in the restructuring of the existing Internet infrastructure and to contribute to the further development of infrastructure research. This is carried out using the analysis of the Internet Protocol as an example; from the introduction of TCP/IP to the Internet Protocol version 6 (IPv6), which is currently being introduced. Using a systematic literature review on the reconstruction of Internet infrastructure research, the introduction process is reconstructed in historical comparative detail through a method triangulation of document analyses and interviews. This is done following the insights of the infrastructure theory (GTS) (c.f. Mayntz 1988; Mayntz und Hughes 1988; Braun und Joerges 1994; Hughes 1983; 1987; Joerges 1988; 1996) and Actor-Network-Theory (ANT) (c.f. Callon und Latour 2006a [1981]; Callon 2006b; 2006a [1986]; Latour 1987; Law 2006 [1992]) and based on the research logic as well as the methodologies of Grounded Theory (GTM) (c.f. Glaser und Strauss 1967; Strauss und Corbin 1996; 1990). The participating actors are clustered into social actors, factual elements, and temporal-spatial constellations, and their effects within the process is to be analyzed. Furthermore, phases in the development and introduction process are compared historically, and the strategies used for the development and introduction of infrastructure technologies in the current system are elaborated. This thesis shows a significant change in the field of social, factual, and temporal-spatial actor constellations, which is not exclusively historically determined but can be traced back to the peculiarities of the reconstruction of increasingly complex existing infrastructure systems. On the one hand, it is shown which technical, social, and temporal-spatial constellations of actors are driving the development and implementation process and how the increasing complexity of technical structures, the necessity of technical interoperability and the resulting increasing standardization have an influence. On the other hand, it is shown in how far strategies for development and introduction have changed, for example, due to changing temporal-spatial structures. Using the example of the investigation of the development and introduction of TCP/IP up to IPv6, the study thereby elaborates on three central development phases for the transformation of the Internet infrastructure: the early innovation phase, the process phase, and the migration phase. While in the early development phase the developers were also the users of the technology and the system was switched off for conversion, nowadays more and more Internet standards ensure operability in the process phase using already existing technologies. Furthermore, during migration phase, test environments are set up to test technical innovations, and a step-by-step implementation is pursued with the help of transitional solutions. Finally, the work highlights that development and adaptation are reflexive, increasingly regulated due to the complexity of the Internet (social and technical complexity), and, because of the network’s expansion, globally distributed. Finally, in this context, the shift away from social, factual, and temporal-spatial homogeneity in the development and introduction of Internet infrastructure technologies to social, factual, and temporal-spatial heterogeneity can be observed. These changes are by no means to be seen in an isolated way. On the contrary, they influence their environment to such an extent that they generate unintended side effects forming the basis for further developments. ; Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Philosophie (Dr. phil.) an der Fakultät für Erziehungswissenschaft der Universität Bielefeld Kaum ein Bereich der modernen Gesellschaft ist heutzutage ohne internetbasierte Technologien denkbar. Die Basis solcher Techniken ist eine immer komplexer werdende und sich ausbreitende Internetinfrastruktur, die permanent aufrechterhalten und den wachsenden Anforderungen entsprechend ausgebaut werden soll. Das wachsende Interesse an internetbasierten Informations- und Kommunikationstechnologien hat eine Vielzahl von Studien hervorgebracht, die sich mit der Neugestaltung und Einrichtung von Internettechnologien befassen oder deren Wirkung untersuchen. Die Umgestaltung bestehender informationstechnischer Systeme im Sinne des Umbaus der bestehenden Internetinfrastruktur wurde bislang aber gänzlich ausser Acht gelassen. Dabei ist insbesondere der Umbau der Internetinfrastruktur ausserordentlich komplex. Er bedarf besonderer Beachtung, da dieser im laufenden Betrieb unter Berücksichtigung der Interoperabilität mit bereits bestehenden Technologien in eine stetig wachsende informationstechnische Infrastruktur erfolgen muss. Die vorliegende Arbeit verfolgt daher das Ziel, diese Forschungslücke anhand der Untersuchung der Dynamiken beim Umbau der bestehenden Internetinfrastruktur ein Stück weit zu schliessen und einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Infrastrukturforschung zu leisten. Dies geschieht am Beispiel der Analyse des Internetprotokolls; von der Einführung des TCP/IP bis zum in der Einführung befindlichen Internet Protocol Version 6 (IPv6) mit dem Ziel, eine gegenstandsbezogene Theorie zum Umbau der Internetinfrastruktur zu generieren. Dazu wird auf Basis eines systematischen Literaturreviews zum Umbau der Internetinfrastrukturforschung der Einführungsprozess detailliert am Beispiel des Internetprotokolls durch eine Methodentriangulation aus Dokumentenanalyse und Interviews historisch vergleichend rekonstruiert. Dies geschieht in Anlehnung an die Verschränkung der Makroperspektive des Ansatzes grosstechnischer Infrastruktursysteme (GTS) (vgl. etwa Mayntz 1988; Mayntz und Hughes 1988; Braun und Joerges 1994; Hughes 1983; 1987; Joerges 1988; 1996) (engl. Large Scale Infrastructures) mit der Mikroperspektive der Akteur:innen-Netzwerk-Theory (ANT) (vgl. etwa Callon und Latour 2006b [1981]; Callon 2006a [1986]; Latour 1987; Law 2006 [1992]) und basierend auf der Forschungslogik sowie den Methodologien der Grounded Theory (GTM) (vgl. etwa Glaser und Strauss 1967; Strauss und Corbin 1996; 1990). Dabei werden die teilnehmenden Akteur:innen in soziale Akteur:innen, sachliche Elemente und zeitlich-räumliche Konstellationen geclustert sowie deren Wirkung innerhalb des Umbauprozesses der Internetinfrastruktur analysiert. Weiter werden Phasen im Entwicklungs- und Einführungsprozess historisch vergleichend generiert und die verwendeten Strategien zur Entwicklung und Einführung von Infrastrukturtechniken im laufenden System herausgearbeitet. Die Arbeit zeigt hier einen signifikanten Wandel im Bereich der sozialen, sachlichen und zeitlich-räumlichen Akteur:innenkonstellationen auf, welcher nicht ausschliesslich historisch bedingt ist, sondern sich auf die Besonderheiten des Umbaus zunehmend komplexer werdender laufender Infrastruktursysteme zurückführen lässt. Einerseits wird herausgestellt, welche technischen, sozialen und zeitlich-räumlichen Akteur:innenkonstellationen treibend auf den Entwicklungs- und Einführungsprozess wirken und wie die zunehmende Komplexität technischer Strukturen, die Notwendigkeit technischer Interoperabilität und die daraus resultierende zunehmende Standardisierung Einfluss nehmen. Andererseits wird aufgezeigt, wie sich Strategien zur Entwicklung und Einführung zum Beispiel durch sich wandelnde zeitlich-räumliche und organisationale Strukturen verändert haben. Die Studie erarbeitet dabei am Beispiel der Untersuchung der Entwicklung des Internets und Einführung des TCP/IP bis zum IPv6 drei zentrale Entwicklungsphasen für den Umbau der Internetinfrastruktur: Die Innovationsphase, die Stabilisierungsphase und die Migrationsphase. Während in der Innovationsphase die Entwickler:innen zugleich die Nutzer:innen der Technologie waren und das System für den Umbau abgeschaltet wurde, gewährleisten heutzutage in der Migrationsphase vermehrt Internetstandards die Operabilität mit bereits bestehenden Technologien. Weiter werden in der Migrationsphase Testumgebungen zur Erprobung technischer Neuerungen eingerichtet sowie eine schrittweise Implementierung mithilfe von Übergangslösungen verfolgt. Schliesslich stellt die Arbeit heraus, dass Entwicklung und Einpassung reflexiv sind und aufgrund der Komplexität des Internets (soziale und technische Komplexität) zunehmend reglementiert werden. Infolge der Ausweitung des Netzes werden sie ausserdem global verteilt. Weiter lässt sich ein Trend von einer sozialen, sachlichen und zeitlich-räumlichen Homogenität in der Entwicklung und Einführung von Internetinfrastrukturtechnologien beobachten, die sich zu einer in jedem Aspekt wirkenden Heterogenität verschiebt. Diese Veränderungen sind keineswegs isolierter Art. Vielmehr beeinflussen sie ihr Umfeld in einem solchen Mass, dass sie nicht-intendierte Nebenfolgen erzeugen, die die Basis für weitere Entwicklungen bilden.

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