Das Prinzip der Redundanz dient in der Informationstechnologie (IT) dazu, die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Systemen zu erhöhen. Grundsätzlich kann Redundanz beabsichtigt oder unbeabsichtigt sein. Als Sicherheitskonzept bezeichnet sie die (beabsichtigte) Bereitstellung zusätzlicher Ressourcen oder Komponenten, die bei einem Ausfall die Funktionalität eines Systems sicherstellen sollen.
Das Gegenteil dieser mehrfachen Auslegung bezeichnet man als Single Point of Failure (SPoF): Hier führt der Ausfall einer nur einfach vorhandenen Komponente (zum Beispiel eines Servers) zum Ausfall des ganzen Systems, da kein Backup existiert. Zu unbeabsichtigter Redundanz kommt es häufig, wenn unnötige Datenduplikate existieren: Diese belegen Speicherplatz und erschweren die Datenpflege, in der Folge kann es zu Inkonsistenzen kommen.
Zweck
Das Redundanzprinzip bezweckt, die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz von IT-Systemen zu erhöhen. Durch die Implementierung redundanter Systeme stellen Unternehmen sicher, dass ihre Dienste auch im Falle von Hardware- oder Softwareausfällen verfügbar bleiben. Redundanz trägt somit zur Vermeidung von Ausfallzeiten und zur Sicherstellung des kontinuierlichen Geschäftsbetriebs bei. Als solche sollte das Redundanz-Prinzip auch Teil eines Business Continuity Plans (BCP) sein.
Arten
Datenredundanz
Redundante Daten sind Kopien oder Duplikate von Datensätzen, die entweder gespiegelt werden oder sich auf verschiedene Standorte und Server verteilen. Diese Praxis dient dazu, die Verfügbarkeit und Sicherheit der Daten zu erhöhen. Durch verschiedene Technologien, regelmäßige Backups, Virtualisierung oder Spiegelung wird sichergestellt, dass bei Hardwareausfällen oder anderen Schäden keine Daten verlorengehen. Zusätzlich ermöglichen redundante Datenstrukturen einen schnelleren Zugriff auf Informationen über größere Distanzen und unterstützen Strategien wie Backup und Disaster Recovery.
Funktionelle Redundanz
Funktionelle Redundanz bedeutet, dass mehrere Systeme oder Komponenten dieselbe Funktion erfüllen, um die Verfügbarkeit zu erhöhen. Ein Beispiel ist die Server-Redundanz: Hier werden mehrere Server parallel betrieben, so dass beim Ausfall eines Servers die erforderlichen Aufgaben von den anderen Servern übernommen werden. Redundante Server werden entweder im aktiven oder passiven Modus betrieben: Im aktiven Modus teilen sich alle Server die Last, während im passiven Modus ein Server nur dann aktiviert wird, wenn ein anderer ausfällt. Dies erhöht die Fehlertoleranz und reduziert das Risiko von Ausfallzeiten erheblich.
Netzwerkredundanz stellt sicher, dass durch die Implementierung mehrerer Netzwerkverbindungen und Pfade die Datenübertragung auch bei Ausfall eines Netzwerksegments nicht unterbrochen wird.
Georedundanz und Redundanz im Rechenzentrum
Georedundanz beinhaltet die Verteilung von Daten und Diensten über mehrere geografisch getrennte Standorte. Diese Verteilung schützt somit vor großflächigen Ausfällen, die durch Naturkatastrophen, regionale Stromausfälle oder andere schwerwiegende Vorfälle verursacht werden könnten. Durch die räumliche Trennung wird das Risiko minimiert, dass ein einzelnes Ereignis den gesamten Betrieb beeinträchtigt (vergleiche auch SPoF/Single Point of Failure). Das Prinzip der Georedundanz findet bei Rechenzentren unter anderem durch die Verteilung auf mehrere Standorte Anwendung, die sich oft in unterschiedlichen Ländern oder gar auf verschiedenen Kontinenten befinden.
Auch innerhalb des Rechenzentrums ist die Redundanz entscheidend und bezieht sich auf die Mehrfachauslegung technischer Komponenten und die Gestaltung der Infrastruktur. Sie kann mehrere Maßnahmen umfassen:
- Redundante Stromversorgung: Der Einsatz von Doppelstromversorgungssystemen, USV-Anlagen (unterbrechungsfreie Stromversorgung) und Notstromgeneratoren stellt sicher, dass bei einem Ausfall der primären Stromquelle weiterhin Energie zur Verfügung steht.
- Kühlung: Redundante Kühlsysteme gewährleisten eine kontinuierliche Kühlung der Server, selbst wenn ein Kühlsystem ausfällt. Überhitzung kann erhebliche Schäden an der Hardware verursachen und den Betrieb unterbrechen.
- Netzwerkkomponenten: Mehrere Netzwerkpfade und redundante Netzwerkgeräte sorgen dafür, dass der Datenverkehr auch bei einem Ausfall eines Netzwerkteils ungehindert weiterfließen kann.
Diese Maßnahmen tragen dazu bei, dass die Dienste eines Rechenzentrums auch bei Ausfällen einzelner Komponenten weiterhin verfügbar bleiben. Die Kombination aus Georedundanz und lokaler Infrastruktur-Redundanz erhöht somit die Sicherheit im Rechenzentrum.
