Redundanzmethoden

Redundanzmethoden bezeichnen Techniken, mit denen die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Fehlertoleranz von Systemen durch das Hinzufügen von redundanten Informationen oder Bauteilen erhöht werden. Ziel ist es, Fehler zu erkennen, zu isolieren oder zu korrigieren, ohne den Betrieb zu unterbrechen.

Man unterscheidet Informations- von Architektur- bzw. Hardware-Redundanz. Informationsredundanz ergänzt Daten mit zusätzlichen Bits oder Parität, wie Parität, Checksummen, CRCs oder Hamming-Codes, um fehlerhafte Bits zu erkennen oder zu korrigieren. Hardware-Redundanz umfasst duplizierte Komponenten oder redundante Pfade, etwa RAID-Speicher (RAID 1 Spiegelung, RAID 6 mit Parität), Failover-Konzepte oder redundante Netzteile. Weiterhin gibt es aktive Redundanz (mehrere funktionsfähige Einheiten arbeiten gemeinsam) und passive Redundanz (duplizierte Komponenten, die im Fehlerfall aktiviert werden).

Eine weitere Unterscheidung betrifft Erasure Coding (z. B. Reed-Solomon) zur Redundanz in verteilten Speichersystemen, sowie LDPC- oder andere Codes in der digitalen Kommunikation, die Ausfälle durch fehlerhafte Bits robust korrigieren. In der Software- und Systemsicherheit finden sich Diversitätsstrategien wie N-Version Programming, Recovery Blocks und Diverse-Redundanz, um designbedingte Fehler zu verringern.

Vor- und Nachteile hängen vom Fehlermodell, dem gewünschten Verfügbarkeitsziel und dem Overhead ab. Redundanz erhöht Speicher- oder Bandbreitenbedarf, Rechenaufwand und Komplexität, kann aber erhebliche Verbesserungen der Ausfallzeiten liefern. Die Wahl einer Redundanzmethode erfolgt meist durch Kosten-Nutzen-Analysen und berücksichtigt Faktoren wie Latenz, Ausfallwahrscheinlichkeit und Systemarchitektur.