Deduplikation

Die Deduplikation bezeichnet ein Verfahren zur Reduktion redundanter Daten, bei dem identische Datenblöcke nur einmal gespeichert und weitere Vervielfältigungen als Referenzen auf diesen Block verwiesen werden. Ziel ist es, Speicherbedarf, Kosten und Bandbreite zu senken, insbesondere in Backup-Systemen, Archivierungslösungen und virtuellen Festplatten.

Funktionsweise: Die Daten werden in Blöcke oder Chunkgrößen zerlegt. Für jeden Block wird ein Fingerabdruck oder Hashwert berechnet, häufig mittels Prüfsummen wie SHA-256. Ein Dedup-Index hält fest, ob ein Block bereits vorhanden ist. Neue Daten speichern einen neuen Block; Duplikate führen zu einem Verweis auf den bestehenden Block. Die Referenzzählung wird entsprechend aktualisiert. Viele Systeme kombinieren Deduplikation mit Kompression, während ein Teil der Arbeit inline erfolgt und ein anderer Teil nachträglich (Post-Process) durchgeführt wird. Eine automatische Bereinigung sorgt dafür, dass nicht mehr referenzierte Blöcke entfernt werden.

Typen: Deduplikation kann innerhalb einzelner Dateien oder systemübergreifend über mehrere Dateien erfolgen. Blockbasierte Deduplikation kann auf festgelegten Blöcken (Fixed-Length) oder auf inhaltsabhängigen Blöcken (Content-Defined Chunking) basieren, oft unter Einsatz von Rabin-Fingerprinting. Inline-Deduplikation erfolgt während des Schreibvorgangs; Post-Process-Deduplikation findet danach statt.

Anwendungsbereiche: Typische Einsatzfelder sind Backup- und Archivsysteme, Speicher-Virtualisierung, Cloud-Speicher und E-Mail-Server. Vorteile sind reduzierter Speicherbedarf, geringere Bandbreite bei der Übertragung und effizientere Replikation. Die Effizienz hängt stark von der Arbeitslast ab.

Herausforderungen: Der Prozess erfordert zusätzliche Rechenleistung und Metadatenverwaltung, was Speicher- und CPU-Last verursachen kann. Verschlüsselung erschwert oder verhindert Deduplikation, und Fragmentierung kann die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. In Mehrmandantenumgebungen ist Cross-Tenant-Deduplikation aus Datenschutz- und Compliance-Gründen oft eingeschränkt. Die Zuverlässigkeit der Wiederherstellung hängt von der Integrität des Dedup-Indexes ab.