Redundanz

Redundanz heißt: Etwas ist absichtlich mehrfach vorhanden, obwohl einmal rechnerisch reichen würde. In der Technik meint man damit Bauteile oder ganze Anlagen, die dasselbe können. Solange alles gut läuft, wirkt das wie Verschwendung. Sobald aber ein Teil kaputtgeht, übernimmt das Ersatzteil sofort die Arbeit. Ein Flugzeug mit zwei Triebwerken fliegt auch mit einem weiter, und genau dafür ist das zweite da. In der Informationstechnik funktioniert das Prinzip identisch, nur geht es dort um Festplatten, Server, Stromleitungen und Internetanbindungen.

Warum Ausfälle teurer sind als Ersatzteile

Jedes technische Bauteil geht irgendwann kaputt. Das ist keine Frage des Ob, sondern des Wann. Eine Festplatte hält vielleicht fünf Jahre, ein Netzteil brennt durch, ein Bagger reißt ein Glasfaserkabel durch. In einem großen Rechenzentrum mit zehntausenden Festplatten fällt statistisch jeden Tag mindestens eine aus. Wer darauf hofft, dass nichts passiert, hat kein Konzept, sondern Glück.

Für Unternehmen ist Ausfallzeit direkt in Geld messbar. Wenn ein Online-Shop eine Stunde offline ist, fallen die Umsätze dieser Stunde aus. Bei einer Bank oder einem Zahlungsdienstleister sind die Beträge schnell im Millionenbereich. Dazu kommt der Vertrauensverlust, der sich schlechter beziffern lässt. Deshalb sichern Anbieter in Verträgen eine bestimmte Verfügbarkeit zu, etwa 99,99 Prozent der Zeit.

Diese Zahl klingt nach Haarspalterei, ist aber entscheidend. 99 Prozent Verfügbarkeit erlauben rund 3,65 Tage Ausfall pro Jahr. 99,99 Prozent erlauben nur noch etwa 53 Minuten. Jede zusätzliche Neun kostet deutlich mehr Geld, weil sie mehr doppelte Hardware verlangt. Unternehmen rechnen deshalb genau aus, wie viel Redundanz sich lohnt.

Vom zweiten Netzteil bis zum zweiten Rechenzentrum

Redundanz baut man auf mehreren Ebenen auf. Auf der kleinsten Ebene hat ein Server zwei Netzteile, die an zwei verschiedenen Stromkreisen hängen. Bei Festplatten nutzt man RAID-Systeme, bei denen Daten über mehrere Platten verteilt und zusätzlich abgesichert werden. Fällt eine Platte aus, lassen sich ihre Daten aus den übrigen rekonstruieren. Der Techniker tauscht sie im laufenden Betrieb aus.

Eine Stufe höher liegen ganze Rechenzentren. Große Cloud-Anbieter betreiben sogenannte Verfügbarkeitszonen, also mehrere Standorte in einer Region. Diese Standorte haben getrennte Stromversorgung und getrennte Netzanbindung, liegen aber nah genug beieinander für schnelle Verbindungen. Ein Brand oder Stromausfall an einem Ort legt die anderen nicht lahm.

Entscheidend ist dabei der Begriff Single Point of Failure, also die einzelne Stelle, an der alles hängt. Zwei Server nützen wenig, wenn beide am selben Stromkabel und am selben Netzwerkschalter hängen. Genau dieser Fehler passiert in der Praxis oft. Echte Redundanz verlangt, dass die Ersatzsysteme auch unabhängig voneinander ausfallen können.

Redundanz in KI-Rechenzentren und in den Nachrichten

Beim Training großer KI-Modelle rechnen tausende Grafikchips wochenlang gemeinsam an einer Aufgabe. Fällt einer davon aus, steht rechnerisch der ganze Lauf still. Deshalb speichern die Betreiber regelmäßig Zwischenstände, sogenannte Checkpoints, und halten Ersatzchips bereit. Der Rechenlauf startet dann vom letzten gesicherten Punkt neu statt von vorn. Ohne diese Absicherung wären Trainingsläufe über mehrere Wochen praktisch unmöglich.

In den Wirtschaftsnachrichten taucht der Begriff meist dann auf, wenn Redundanz gefehlt hat. Große Cloud-Störungen legen regelmäßig Streamingdienste, Banking-Apps und Onlineshops gleichzeitig lahm. Der Grund ist oft, dass viele Firmen zwar mehrere Server nutzen, aber alle beim selben Anbieter und in derselben Region. Als Reaktion setzen manche Unternehmen auf mehrere Anbieter parallel, was Fachleute Multi-Cloud nennen.

Ein häufiger Irrtum ist, Redundanz mit Backup gleichzusetzen. Ein Backup ist eine Sicherungskopie von gestern, die man nach einem Schaden zurückspielt. Das dauert und kostet Zeit. Redundanz dagegen springt sofort ein, ohne dass jemand eingreift. Gegen versehentlich gelöschte Daten hilft sie allerdings nicht, denn die Löschung wird brav auf alle Kopien übertragen. Gute Systeme brauchen deshalb beides.