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Redundanz im Rechenzentrum verstehen

12. März 2022

Die Maximierung der Betriebszeit sollte für jedes Rechenzentrum oberste Priorität haben, egal ob es sich um ein kleines oder ein Hyperscale-Rechenzentrum handelt. Um Ihr Rechenzentrum konstant am Laufen zu halten, ist ein Plan für Redundanzsysteme ein Muss.

Was ist Redundanz-Rechenzentrum?

Die Redundanz eines Rechenzentrums bezieht sich auf ein Systemdesign, bei dem entscheidende Komponenten wie USV-Einheiten, Kühlsysteme und Ersatzgeneratoren dupliziert werden, damit der Betrieb des Rechenzentrums auch bei Ausfall einer Komponente fortgesetzt werden kann. Ein redundantes USV-System beginnt beispielsweise bei einem Stromausfall zu arbeiten. Bei Ausfällen aufgrund von Unwettern, Stromausfällen oder Komponentenfehlern übernehmen die Backup-Komponenten des Rechenzentrums, um den Betrieb des gesamten Systems aufrechtzuerhalten.

Warum ist die Redundanz von Rechenzentren wichtig?

Für Unternehmen ist es unerlässlich, die Betriebszeit zu erhöhen und sich schneller von unerwarteten oder geplanten Ausfallzeiten zu erholen. Ausfallzeiten schaden dem Geschäft. Sie können schwerwiegende und direkte Auswirkungen auf das Markenimage, den Geschäftsbetrieb und die Kundenzufriedenheit haben, was zu verheerenden finanziellen Verlusten, verpassten Geschäftsmöglichkeiten und einem geschädigten Ruf führt. Selbst für kleine Unternehmen können ungeplante Ausfälle Hunderte von Dollar pro Minute kosten.

Die Redundanzkonfiguration in Rechenzentren trägt dazu bei, das Risiko von Ausfällen zu verringern und so Verluste durch unerwünschte Auswirkungen zu reduzieren. Ein gut geplanter Redundanzentwurf bedeutet auf lange Sicht kürzere potenzielle Ausfallzeiten. Außerdem gewährleisten redundante Komponenten, dass die Daten sicher sind, da der Betrieb des Rechenzentrums weiterläuft und nie ausfällt.

Die Redundanz ist auch ein entscheidender Faktor bei der Bewertung der Zuverlässigkeit, Leistung und Verfügbarkeit von Rechenzentren. Das Uptime Institute bietet ein Tier-Klassifizierungssystem an, das Rechenzentren nach vier verschiedenen Tiers zertifiziert – Tier 1, Tier 2, Tier 3 und Tier 4. Jedes Tier hat strenge und spezifische Anforderungen an den Redundanzgrad des Rechenzentrums.

Verschiedene Redundanzniveaus

Es gibt kein einheitliches Redundanzkonzept, das für alle passt. Ein geringeres Maß an Redundanz bedeutet auf lange Sicht mehr potenzielle Ausfallzeiten. Mehr Redundanz bedeutet weniger Ausfallzeiten, aber höhere Kosten für die Wartung der redundanten Komponenten. Wenn das Geschäftsmodell jedoch so wenig Ausfallzeiten wie möglich erfordert, ist dies im Hinblick auf den Gewinn und das Nettowachstum insgesamt oft vertretbar. Um die richtige Konfiguration für Ihr Unternehmen zu wählen, ist es wichtig, die Möglichkeiten und Risiken der verschiedenen Redundanzmodelle zu kennen, einschließlich N, N+1, N+X, 2N, 2N+1 und 3N/2.

📈 N-Modell

N ist die Menge an Kapazität, die erforderlich ist, um eine Einrichtung bei voller IT-Last mit Strom zu versorgen, zu sichern oder zu kühlen. Es kann die Einheiten darstellen, die Sie duplizieren möchten, wie z. B. einen Generator, eine USV oder eine Kühleinheit. Wenn ein Rechenzentrum zum Beispiel drei USV-Einheiten benötigt, um mit voller Kapazität zu arbeiten, würde N gleich drei sein.

Eine Architektur mit N bedeutet, dass die Einrichtung so ausgelegt ist, dass ein Rechenzentrum nur mit voller Kapazität betrieben werden kann. Einfach ausgedrückt: N ist gleichbedeutend mit Null-Redundanz. Wenn das Rechenzentrum voll ausgelastet ist und es zu einem Hardwareausfall, einer planmäßigen Wartung oder einem unerwarteten Ausfall kommt, würden geschäftskritische Anwendungen darunter leiden. Bei einem N-Design würde jede Unterbrechung dazu führen, dass Ihr Unternehmen nicht mehr auf Ihre Daten zugreifen kann, bis das Problem behoben ist.

📈 N+1- oder N+X-Modell

Ein N+1-Redundanzmodell bietet ein minimales Maß an Ausfallsicherheit, indem eine einzelne Komponente - eine USV, ein HLK-System oder ein Generator - zur N-Architektur hinzugefügt wird, um einen Ausfall zu bewältigen und eine volle Arbeitslast aufrechtzuerhalten. Wenn ein System offline ist, übernimmt die zusätzliche Komponente die Leistung. Um auf das vorherige Beispiel zurückzukommen: Wenn N gleich drei USV-Einheiten ist, bietet N+1 vier. Ebenso bietet ein N+2-Redundanzdesign zwei zusätzliche Komponenten. In unserem Beispiel bietet N+1 fünf USV-Einheiten anstelle von vier. N+X bietet also N+X zusätzliche Komponenten, um die Risiken im Falle mehrerer gleichzeitiger Ausfälle zu verringern.

📈 2N-Modell

Die 2N-Redundanz erstellt ein Spiegelbild der ursprünglichen USV, des Kühlsystems oder der Generatoren, um eine vollständige Fehlertoleranz zu gewährleisten. Das bedeutet, dass, wenn drei USV-Einheiten erforderlich sind, um die volle Kapazität zu unterstützen, dieses Redundanzmodell einen zusätzlichen Satz von drei USV-Einheiten umfasst, sodass insgesamt sechs Systeme vorhanden sind. Bei diesem Entwurf werden auch zwei unabhängige Verteilersysteme verwendet.

Mit einem 2N-Modell können die Betreiber von Rechenzentren eine ganze Reihe von Komponenten zur Wartung abschalten, ohne den normalen Betrieb zu beeinträchtigen. Im Falle eines ungeplanten Ausfalls mehrerer Komponenten übernimmt der zusätzliche Komponentensatz die Aufgabe, um die volle Kapazität aufrechtzuerhalten. Die Ausfallsicherheit dieses Modells verringert die Risiken von Ausfallzeiten erheblich.

📈 2N+1-Modell

Wenn 2N für volle Fehlerverträglichkeit steht, bietet 2N+1 das vollständig fehlertolerante 2N-Modell plus eine zusätzliche Komponente für zusätzlichen Schutz. Dieses Modell kann nicht nur mehrere Komponentenausfälle überstehen, sondern auch im schlimmsten Fall, wenn das gesamte Primärsystem offline ist, eine N+1-Redundanz aufrechterhalten. Aufgrund seiner hohen Zuverlässigkeit wird dieses Redundanzmodell in der Regel von Unternehmen verwendet, die nicht einmal geringfügige Serviceunterbrechungen tolerieren können.

N+1 2N+1-Redundanz

📈 3N/2-Modell

Das Drei-zu-zwei- oder 3N/2-Redundanzmodell bezieht sich auf eine Redundanzmethode, bei der die zusätzliche Kapazität auf der Last des Systems basiert. In einem 3N/2-Szenario versorgen drei Stromversorgungssysteme zwei Server, was bedeutet, dass jedes Stromversorgungssystem 67 % der verfügbaren Kapazität nutzt. In einem 4N/3-Szenario gibt es vier Stromversorgungssysteme, die drei Arbeitslasten (drei Server) versorgen. Das 3N/2-Modell könnte auf 4N/3 aufgerüstet werden, aber nur theoretisch. Der Grund dafür ist, dass ein so aufwändiges Modell so viele Komponenten hat, dass es sehr schwierig wäre, die Lasten zu verwalten und auszugleichen, um die Redundanz zu erhalten.

3N/2 redundancy

Welches ist das Richtige für Sie?

Die Wahl eines redundanten Modells, das den Anforderungen Ihres Unternehmens entspricht, kann eine Herausforderung sein. Es kommt darauf an, das richtige Gleichgewicht zwischen Zuverlässigkeit und Kosten zu finden. Für Unternehmen, die so wenig Ausfallzeiten wie möglich benötigen, sind höhere Redundanzniveaus im Hinblick auf den Gewinn und das Nettowachstum insgesamt vertretbar. Für Unternehmen, die so wenig Ausfallzeiten wie möglich benötigen, sind höhere Redundanzniveaus im Hinblick auf den Gewinn und das Nettowachstum insgesamt vertretbar. Für Unternehmen, bei denen dies nicht der Fall ist, sind niedrigere Redundanzniveaus akzeptabel. Sie sind billiger und energieeffizienter als die anderen, anspruchsvolleren Redundanzkonzepte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es kein richtiges oder falsches Redundanzmodell gibt, da dies von einer Reihe von Faktoren wie Ihren Geschäftszielen, Ihrem Budget und Ihrer IT-Umgebung abhängt. Wenden Sie sich an Ihren Rechenzentrumsanbieter oder sprechen Sie mit Ihrem IT-Team, um die beste Option für Sie herauszufinden.

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