N-1 Redundanz beschreibt ein Sicherheitsprinzip für technische Systeme. Fällt eine von n vorhandenen Komponenten aus, übernehmen die verbleibenden n-1 Komponenten die volle Funktion. Im Rechenzentrum betrifft das vor allem Stromversorgung, Kühlung und Netzwerkanbindung. Ohne diese Reserve führt ein einzelner Defekt direkt zu einem Ausfall des Betriebs.
Was bedeutet N-1 Redundanz?
Der Begriff stammt ursprünglich aus der Planung von Stromnetzen und beschreibt dort das (n-1)-Kriterium. Ein Netzabschnitt muss auch dann stabil bleiben, wenn eine einzelne Leitung oder ein Transformator ausfällt. Aus diesem Grundsatz hat sich das Prinzip auf kritische Infrastrukturen übertragen, darunter auch die Redundanz im Rechenzentrum.
Im Rechenzentrum bedeutet N-1 Redundanz: Für eine bestimmte Funktion, etwa die Stromversorgung, stehen mehrere gleichwertige Komponenten zur Verfügung. Fällt eine davon aus, reicht die verbleibende Kapazität aus, um den Betrieb ohne Unterbrechung fortzusetzen. Die Betriebssicherheit ergibt sich aus der Auslegung des gesamten Systems, unabhängig von einer einzelnen Komponente.
N-1 und N+1: zwei Begriffe, die oft verwechselt werden
In der Praxis werden N-1 und N+1 häufig synonym verwendet, obwohl sie unterschiedliche Blickrichtungen auf dasselbe Prinzip beschreiben.
- N-1 beschreibt den Ausfall selbst. Von n Komponenten fällt eine aus, die verbleibenden n-1 übernehmen die Funktion. Der Begriff stammt aus der Netzplanung und der KRITIS-Sicherheit.
- N+1 beschreibt die Architektur, mit der dieser Ausfall abgesichert wird. Zur Anzahl n benötigter Komponenten kommt eine zusätzliche Reservekomponente hinzu.
Für die Praxis heißt das: Eine N+1-Architektur erfüllt das N-1-Kriterium, weil sie den Ausfall einer Komponente ohne Unterbrechung kompensiert. Wer im Rechenzentrumskontext von N-1 Redundanz spricht, meint in der Regel dasselbe wie N+1.
Redundanzstufen im Überblick
Redundanz lässt sich in verschiedenen Stufen umsetzen. Je höher die Stufe, desto größer die Ausfallsicherheit, aber auch der bauliche und finanzielle Aufwand.
- N: Grundlast ohne Reserve. Jede Komponente wird nur einmal vorgehalten, ein Ausfall führt direkt zur Unterbrechung.
- N+1: Zur Grundlast kommt eine zusätzliche Komponente hinzu. Fällt eine Einheit aus, übernimmt die Reserve, ohne dass der Betrieb unterbrochen wird.
- N+2: Zwei zusätzliche Komponenten stehen bereit, etwa für den Fall, dass eine Einheit ausfällt, während eine zweite gewartet wird.
- 2N: Jede kritische Komponente ist vollständig doppelt vorhanden. Zwei unabhängige Systeme laufen parallel, keines davon bildet einen Single Point of Failure.
- 2N+1: Die vollständige Verdopplung aus 2N wird um eine weitere Reservekomponente ergänzt, die höchste in der Praxis übliche Ausbaustufe.
Welche Stufe sinnvoll ist, hängt von der Kritikalität der IT-Prozesse ab, nicht allein von der Unternehmensgröße. Ein modulares Rechenzentrum eignet sich gut, um von N+1 schrittweise auf höhere Stufen zu erweitern, ohne die gesamte Infrastruktur neu zu planen. Wie sich diese Stufen baulich umsetzen lassen, entscheidet sich schon in der Planungsphase: räumliche Trennung kritischer Systeme, getrennte Versorgungswege, ausreichend Fläche für Notfall- und Wiederanlaufkonzepte. Diese Fragen gehören in eine durchdachte Architekturplanung für Rechenzentren, lange bevor der erste Stein gesetzt wird.
Zusammenhang mit den Tier-Stufen
Die Redundanzstufen N bis 2N+1 stehen in engem Zusammenhang mit der Tier-Klassifizierung des Uptime Institute. Tier I und Tier II bieten wenig bis teilweise Redundanz und eignen sich für Anwendungen mit geringeren Verfügbarkeitsanforderungen. Tier III setzt in der Regel eine N+1-Redundanz für alle kritischen Komponenten voraus. Tier IV verlangt eine 2N- oder 2N+1-Architektur mit vollständig unabhängigen Versorgungswegen. Die Tier-Einstufung beschreibt also, wie konsequent ein Rechenzentrum die Redundanzstufen in seiner gesamten Infrastruktur umsetzt, nicht nur in einzelnen Bereichen.
N-1 Redundanz und KRITIS: rechtlicher Rahmen
Für Betreiber kritischer Infrastrukturen ist Redundanz keine freiwillige Option. Das BSI-Gesetz und die IT-Sicherheitsgesetzgebung verpflichten KRITIS-Betreiber, angemessene Vorkehrungen gegen Störungen nachzuweisen. Der BSI-IT-Grundschutz empfiehlt dafür eine redundante Auslegung kritischer Infrastrukturkomponenten, die Umsetzung erfolgt meist im Rahmen einer Risikoanalyse nach BSI-Standard 200-2.
Für Unternehmen außerhalb des KRITIS-Sektors sind diese Vorgaben nicht bindend, dienen aber häufig als Orientierung für die eigene Sicherheitsplanung. Welche Anforderungen im Einzelfall greifen und welche Redundanzstufe dafür angemessen ist, lässt sich am besten im Rahmen einer RZ Beratung klären, bevor die konkrete Planung beginnt.
Georedundanz als Ergänzung
Georedundanz geht über die Redundanz einzelner Komponenten hinaus. Statt Reservekomponenten am selben Standort vorzuhalten, werden Systeme oder Daten an einem zweiten, geografisch getrennten Standort gespiegelt. Das BSI empfiehlt dafür einen Mindestabstand von 200 Kilometern, damit ein regionales Ereignis wie ein großflächiger Stromausfall oder eine Naturkatastrophe nicht beide Standorte gleichzeitig betrifft.
Nicht jedes Unternehmen benötigt von Anfang an ein zweites festes Rechenzentrum. Für die Übergangszeit, etwa während ein georedundanter Standort geplant und gebaut wird, oder für einzelne Projekte mit befristetem Bedarf, bietet sich ein mobiles Rechenzentrum als flexible Zwischenlösung an. Es lässt sich kurzfristig an einem beliebigen Standort in Betrieb nehmen und schließt so die Lücke, bis eine dauerhafte georedundante Infrastruktur steht.
Wo N-1 Redundanz in der Praxis zum Einsatz kommt
N-1 Redundanz betrifft in der Praxis vor allem drei technische Bereiche, die bei einem Ausfall den größten Einfluss auf die Betriebssicherheit haben.
- Stromversorgung: Fällt die Netzversorgung aus, muss eine unterbrechungsfreie Stromversorgung die Systeme innerhalb von Millisekunden übernehmen. Eine USV im Serverraum wird bereits bei der Planung so ausgelegt, dass sie den Ausfall einer Komponente kompensiert, ohne dass der Betrieb unterbrochen wird.
- Kühlung: Auch bei der Klimatisierung gilt das Prinzip: Fällt eine Kühleinheit aus oder steht zur Wartung an, muss die verbleibende Kapazität ausreichen, um die Wärmelast weiter abzuführen. Für kritische Infrastrukturen lässt sich eine Kühlung im Serverraum entsprechend redundant auslegen.
- Brandmelde- und Löschtechnik: Gerade bei Telekommunikations-Rechenzentren mit besonders hohen Verfügbarkeitsanforderungen zählen auch sicherheitsrelevante Systeme zur Redundanzplanung. Der Brandschutz im Serverraum wird hier so konzipiert, dass Brandmelde- und Löschanlagen ebenfalls redundant ausgelegt sind und mit den Redundanzkonzepten für Strom und Kühlung abgestimmt werden.
Wie Daterra Redundanzkonzepte plant und umsetzt
Redundanz entsteht nicht durch das nachträgliche Hinzufügen einzelner Komponenten, sondern durch eine Planung, die Stromversorgung, Kühlung, Sicherheitstechnik und Gebäudestruktur von Anfang an als ein zusammenhängendes System betrachtet. Wird eine USV-Anlage isoliert von der Kühlung oder der baulichen Trennung geplant, entstehen Schnittstellen, an denen die theoretische Redundanzstufe in der Praxis nicht mehr trägt.
Bei der RZ Planung legt Daterra die Redundanzstufe bereits in der Konzeptphase fest, gemeinsam mit der Dimensionierung von Stromversorgung, USV- und Netzersatzanlagen sowie Kühlung. Die anschließende technische Umsetzung übernimmt der Rechenzentrum-Bau, auch bei Erweiterungen im laufenden Betrieb.
Diese Planungstiefe betrifft nicht nur Unternehmen mit eigenem Rechenzentrum. Auch Betreiber von Colocation-Flächen stehen vor der Aufgabe, die geforderten Redundanzstufen baulich und technisch umzusetzen, Daterra unterstützt hier als Planungs- und Baupartner.
Darauf können Sie sich bei der Zusammenarbeit mit Daterra verlassen:
Ein Ansprechpartner für alle Gewerke:
Erfahrung im Bestand:
Baurechtliche Begleitung:
Deutschlandweite Umsetzung:
Redundanzkonzept für Ihr Rechenzentrum planen lassen
Von der Auslegung der passenden Redundanzstufe bis zur technischen Umsetzung: Daterra begleitet Ihr Projekt von der ersten Analyse bis zur Inbetriebnahme.
Häufig gestellte Fragen zu N-1 Redundanz
Was bedeutet N-1 Redundanz?
N-1 Redundanz bezeichnet ein Sicherheitsprinzip: Von n vorhandenen Komponenten darf eine ausfallen, die verbleibenden n-1 Komponenten übernehmen die Funktion vollständig. Der Begriff wird synonym mit dem N-1-Kriterium und dem N-1-Prinzip verwendet und stammt ursprünglich aus der Planung von Stromnetzen.
Was ist der Unterschied zwischen N-1 und N+1?
N-1 beschreibt den Ausfall selbst, N+1 die Architektur, die diesen Fall absichert. Bei einer redundanten Stromversorgung mit N+1 kommt zur benötigten Anzahl n an Komponenten eine zusätzliche Reservekomponente hinzu. Fällt eine Einheit aus, erfüllt diese Architektur das N-1-Kriterium, weil die verbleibende Kapazität ausreicht.
Was versteht man unter 1:1-Redundanz?
Bei einer 1:1-Redundanz erhält jede aktive Komponente eine eigene, fest zugeordnete Reservekomponente. Das unterscheidet sie von N+1, wo sich mehrere aktive Komponenten eine gemeinsame Reserve teilen. 1:1-Redundanz bietet eine höhere Ausfallsicherheit, benötigt dafür aber auch mehr Hardware.
Was ist Redundanz im Rechenzentrum?
Redundanz im Rechenzentrum bedeutet, dass kritische Systeme wie Stromversorgung, Kühlung und Netzwerkanbindung mehrfach vorgehalten werden. Fällt eine Komponente aus, übernehmen die übrigen die Funktion, sodass der Betrieb ohne Unterbrechung weiterläuft.
Was ist Georedundanz?
Georedundanz bedeutet, Systeme oder Daten an einem zweiten, geografisch getrennten Standort zu spiegeln. Das BSI empfiehlt dafür einen Mindestabstand von 200 Kilometern, damit ein regionales Ereignis nicht beide Standorte gleichzeitig betrifft.