Ausfallsicherheit

Ausfallsicherheit ist die Fähigkeit eines Systems, bei Störungen weiter zu funktionieren oder sich schnell wiederherzustellen. Sie zielt darauf ab, Betriebsbereitschaft und Integrität auch bei Teilausfällen zu gewährleisten. Der Begriff wird in IT, Industrieautomatisierung und kritischer Infrastruktur verwendet und wird oft synonym mit Verfügbarkeit oder Fault Tolerance verwendet, wobei unterschiedliche Kontexte bestehen.

Zentrale Designprinzipien umfassen Redundanz, Fehlererkennung, Isolierung von Fehlern, Fehlertoleranz, Wiederherstellung und kontinuierliche Überwachung. Redundanz kann physisch (duplizierte Komponenten) oder logisch (redundante Datenpfade) erfolgen. Je nach Ausführung unterscheidet man aktive Redundanz (gleiche Funktion läuft parallel), passiv oder warmes Standby.

Architekturen zur Ausfallsicherheit umfassen Failover-Cluster, Load Balancer, redundante Netzwerke und Datenreplikation. In verteilten Systemen kommen Muster wie Bulkheads, Idempotenz, Transaktionsprotokolle und regelmäßige Konsistenzprüfungen zum Einsatz. In Software können Microservices mit Circuit Breakern und Strategien zur graceful degradation helfen.

Messgrößen sind Verfügbarkeit (oft als Anteil der Betriebszeit), MTBF, MTTR und MTTF. Weitere Ziele sind Recovery Time Objective (RTO) und Recovery Point Objective (RPO). Die Bewertung erfolgt durch Tests, Stresstests, Failover-Übungen sowie Root-Cause-Analysen.

Ausfallsicherheit findet Anwendung in IT-Infrastruktur, Industrieautomation, Telekommunikation, Energieversorgung und Luft- bzw. Raumfahrt. International relevante Standards betreffen Safety und Reliability, z. B. IEC 61508/61511 und ISO 26262; in der IT häufige Rahmenwerke wie ITIL oder ISO/IEC 27001 zur Systemstabilität.

Kosten, Komplexität und Wartungsaufwand steigen mit der gewünschten Verfügbarkeit. Eine vollständige Ausfallsicherheit ist oft unrealistisch; es wird stattdessen auf verhältnismäßige Redundanz und eine degradierbare Funktionalität gesetzt.