Failover

Große Internetdienste laufen nicht auf einem einzelnen Computer, sondern auf vielen Rechnern gleichzeitig. Jeder einzelne davon kann kaputtgehen: ein Netzteil brennt durch, eine Festplatte stirbt, ein Stromkabel wird versehentlich gezogen. Failover ist die Antwort darauf. Es bedeutet, dass die Arbeit automatisch von einem Ersatzrechner übernommen wird, sobald der eigentliche Rechner nicht mehr antwortet. Niemand muss dafür nachts aufstehen und einen Knopf drücken. Im besten Fall dauert die Umschaltung wenige Sekunden, und der Nutzer bemerkt höchstens eine kurze Verzögerung.

Was ein Ausfall ohne Ersatzsystem kostet

Bei einem Onlineshop bedeutet jede Minute Stillstand verlorenen Umsatz. Bei einer Bank können Überweisungen und Kartenzahlungen hängen bleiben. Bei einem Krankenhaus geht es um Patientendaten, die sofort verfügbar sein müssen. Deshalb versprechen Anbieter ihren Kunden in Verträgen eine bestimmte Verfügbarkeit. Üblich sind Werte wie 99,99 Prozent pro Jahr. Das klingt nach viel, erlaubt aber nur etwa 52 Minuten Ausfall im ganzen Jahr.

Solche Zahlen sind ohne Failover nicht zu halten. Schon eine geplante Software-Aktualisierung würde das Budget aufbrauchen. Mit einem Ersatzsystem kann man dagegen den einen Rechner in Ruhe aktualisieren, während der andere den Betrieb weiterführt. Danach tauscht man die Rollen. Failover dient also nicht nur für Notfälle, sondern auch für normale Wartung.

Auch in der KI-Branche ist das Thema aktuell. Wenn ein Anbieter von Sprachmodellen ausfällt, stehen auf einen Schlag tausende Apps still, die auf ihn zugreifen. Viele Firmen hinterlegen deshalb einen zweiten Anbieter als Rückfalloption. Man nennt das Multi-Provider-Strategie: ein Failover nicht innerhalb der eigenen Technik, sondern zwischen zwei Zulieferern.

Herzschlag, Ersatzrechner und der Sprung der Adresse

Technisch braucht Failover drei Dinge. Erstens einen Ersatz, der dieselbe Aufgabe übernehmen kann. Zweitens eine Überwachung, die den Ausfall erkennt. Drittens einen Weg, den Datenverkehr auf den Ersatz umzulenken. Die Überwachung funktioniert meist über kurze Kontrollsignale, die man Heartbeat nennt, also Herzschlag. Der aktive Rechner meldet sich etwa jede Sekunde. Bleiben mehrere Meldungen aus, gilt er als tot.

Dann übernimmt der Ersatz. Häufig wandert dabei eine Netzwerkadresse mit, sodass Anfragen von außen automatisch beim neuen Rechner landen. Man kann sich das wie eine Rufnummernumleitung vorstellen: die Nummer bleibt gleich, das Telefon dahinter ist ein anderes. Damit der Ersatz auch die richtigen Daten hat, werden sie vorher laufend kopiert. Diese ständige Kopie heißt Replikation.

Ein typischer Irrtum ist, Failover mit einem Backup zu verwechseln. Ein Backup ist eine Sicherungskopie von gestern, aus der man Daten mühsam zurückholt. Failover hält den Betrieb sofort weiter, schützt aber nicht vor versehentlich gelöschten Dateien, denn die Löschung wird brav mitkopiert. Gefährlich ist außerdem der Fall, dass beide Rechner sich gleichzeitig für den aktiven halten, weil nur die Verbindung zwischen ihnen gestört war. Fachleute nennen das Split Brain, und es kann Daten unbrauchbar machen.

Failover in Rechenzentren, News und im eigenen WLAN

Cloud-Anbieter verkaufen Failover als Produktmerkmal. Man verteilt seine Server auf mehrere sogenannte Verfügbarkeitszonen, also getrennte Gebäude mit eigener Stromversorgung. Fällt eine Zone aus, laufen die anderen weiter. Auch Datenbanken bieten meist einen Standby-Server an, der im Notfall einspringt.

In Nachrichten begegnet der Begriff oft dann, wenn er versagt hat. Bei großen Störungen von Cloud-Diensten heißt es später häufig, die Umschaltung habe nicht funktioniert oder zu lange gedauert. Deshalb testen Firmen den Fall inzwischen absichtlich und schalten im laufenden Betrieb Rechner ab. Diese Praxis ist unter dem Namen Chaos Engineering bekannt.

Im Kleinen kennt man das Prinzip aus dem Alltag. Ein Router, der bei Ausfall des Kabelanschlusses auf Mobilfunk wechselt, macht Failover. Ein Notstromaggregat im Krankenhaus ebenfalls. Und wer beim Referat eine Kopie der Präsentation auf einem USB-Stick dabeihat, hat sich privat ein Ersatzsystem organisiert.