Gegevensredundantie verwijst naar gegevensduplicatie binnen een databank of opslagsysteem. Dit gebeurt wanneer hetzelfde stukje gegevens op meerdere plaatsen wordt opgeslagen, hetzij binnen dezelfde database, hetzij in verschillende databases. Redundantie kan om vele redenen voorkomen, waaronder het ontbreken van een coherente strategie voor gegevensbeheer, gegevens backup praktijken, of het ontwerp van het databasesysteem zelf, waarbij dezelfde gegevens opzettelijk op meerdere locaties worden opgeslagen voor eenvoudiger toegang of om de prestaties te verbeteren.
Hoewel redundantie de ophaaltijden van gegevens kan verbeteren en de betrouwbaarheid van gegevens kan vergroten backups verhoogt het ook de opslagkosten. Bovendien kan het het gegevensbeheer bemoeilijken, omdat updates van de gegevens moeten worden doorgegeven aan alle duplicaten om te kunnen worden onderhouden data-integriteit.
Database versus op bestanden gebaseerde gegevensredundantie
Databasesystemen en op bestanden gebaseerde systemen benaderen gegevensredundantie met fundamenteel verschillende paradigma's, elk met zijn voordelen en uitdagingen.
Databasesystemen beheren gegevensredundantie via gestructureerde mechanismen zoals normalisatie, waarbij gegevens in tabellen worden georganiseerd op een manier die duplicatie vermindert. Databases bieden ook functies zoals transacties, die ervoor zorgen dat alle gegevensbewerkingen volledig of helemaal niet zijn, waardoor de consistentie tussen alle gegevenspunten behouden blijft. Bovendien leggen databases integriteitsbeperkingen op om ervoor te zorgen dat gedupliceerde gegevens in verschillende tabellen consistent blijven.
Deze gecentraliseerde controle vergemakkelijkt het gegevensbeheer, het bijwerken en de integriteit van het hele systeem, waardoor databases zeer geschikt zijn voor omgevingen waar de nauwkeurigheid en consistentie van gegevens van het grootste belang zijn.
Aan de andere kant missen bestandsgebaseerde systemen vaak de geavanceerde mechanismen die in databasesystemen voorkomen om redundantie te beheren. Gegevensredundantie in op bestanden gebaseerde systemen treedt op wanneer meerdere kopieën van hetzelfde bestand op verschillende locaties worden opgeslagen zonder enige systeembrede strategie om consistentie of integriteit te garanderen.
Hoewel op bestanden gebaseerde systemen eenvoud en directe controle over individuele bestanden kunnen bieden, vereisen ze handmatige inspanningen om gegevens over meerdere bestanden bij te werken en te synchroniseren, wat zowel tijdrovend als foutgevoelig kan zijn. Bovendien wordt het garanderen van gegevensconsistentie in een op bestanden gebaseerd systeem tijdens gelijktijdige toegang of updates een aanzienlijke uitdaging, zonder de transactionele ondersteuning en integriteitsbeperkingen van databasesystemen.
Hoe werkt gegevensredundantie?
Gegevensredundantie werkt door het creëren en opslaan van extra kopieën van gegevens binnen een gegevenssysteem. Deze duplicatie van data kan op verschillende manieren plaatsvinden, afhankelijk van de context en de specifieke inrichting van het databeheer- of opslagsysteem. Hier wordt nader bekeken hoe gegevensredundantie in verschillende scenario's werkt.
Gegevensredundantie in databasesystemen
In gestructureerde databasesystemen kan redundantie opzettelijk of onbedoeld worden geïntroduceerd. Vaak wordt er bewust sprake van redundantie data security, prestatie-optimalisatie of om de beschikbaarheid van gegevens te garanderen. Databases kunnen bijvoorbeeld gegevens over verschillende netwerken repliceren servers of locaties om te beschermen tegen gegevensverlies als gevolg van hardwarestoringen of rampen. Dit staat bekend als gegevensreplicatie. Onbedoeld kan redundantie optreden als gevolg van een slecht databaseontwerp, zoals het niet normaliseren van databasetabellen, waardoor dezelfde informatie onnodig op meerdere plaatsen wordt opgeslagen.
Gegevensredundantie in op bestanden gebaseerde systemen
In op bestanden gebaseerde opslagsystemen treedt redundantie doorgaans op wanneer dezelfde bestanden op meerdere locaties worden opgeslagen door de gebruiker of door het systeem als een backup. Dit kan onderdeel zijn van een backup strategie naar gegevensverlies voorkomen. Zonder goede bestandsbeheerpraktijken kan dit er echter toe leiden dat er meerdere verouderde versies van hetzelfde bestand op een systeem bestaan, waardoor verwarring en gegevensinconsistentie ontstaan.
Data Backup en herstel
Redundantie is een kerncomponent van gegevens backup en ramp herstel strategieën. Door extra kopieën van gegevens te bewaren, zorgen organisaties ervoor dat ze kritieke informatie kunnen herstellen in het geval van een incident met gegevensverlies. Deze herstelstrategieën kunnen betrekking hebben op opslag backups op verschillende fysieke locaties of in gebruik cloud mediaopslag diensten om gegevens over meerdere te verspreiden data centers.
Gegevensdistributie voor prestaties
Redundantie wordt ook gebruikt om gegevens over meerdere te distribueren servers of locaties om de toegangstijden te verbeteren en balansbelastingen. in Content Delivery Networks (CDN's), Dezelfde inhoud wordt bijvoorbeeld op meerdere locaties wereldwijd opgeslagen, zodat deze overal snel aan gebruikers kan worden geleverd.
Wat veroorzaakt gegevensredundantie?
Gegevensredundantie kan om verschillende redenen plaatsvinden, vaak als gevolg van de manier waarop gegevens in verschillende systemen worden georganiseerd, opgeslagen en beheerd. De belangrijkste oorzaken zijn onder meer:
- Slecht databaseontwerp. Zonder zorgvuldige planning en implementatie van normalisatieprincipes kunnen databases dezelfde informatie in meerdere tabellen of rijen opslaan. Dit verspilt opslagruimte en bemoeilijkt het gegevensbeheer en de integriteit, omdat wijzigingen handmatig moeten worden doorgevoerd in alle instanties.
- Gebrek aan gegevensbeheer. In organisaties met een zwak of afwezig data-governancebeleid bestaat er vaak geen duidelijke strategie voor het beheren van de datalevenscycli, wat leidt tot overtollige data tussen systemen. Data governance omvat het toezicht houden op de beschikbaarheid, bruikbaarheid, integriteit en veiligheid van de gegevens die in een organisatie worden gebruikt. Zonder dit toezicht kunnen gegevens onbedoeld worden gedupliceerd, omdat verschillende afdelingen of individuen hun eigen silokopieën van informatie creëren.
- Data backup en herstelpraktijken bij rampen. Terwijl backup Strategieën zijn van cruciaal belang voor het garanderen van de beschikbaarheid van gegevens in het geval van systeemstoringen of rampen, maar kunnen ook redundantie introduceren. Het regelmatig maken van back-ups van gegevens op meerdere locaties of apparaten kan, als dit niet efficiënt wordt beheerd, leiden tot buitensporige en verouderde kopieën van gegevens, vooral als er geen systematische aanpak is voor het bijwerken of opschonen van oude gegevens. backups.
- Systeemmigraties en integraties. Tijdens systeemupgrades, migraties of integraties worden gegevens vaak naar nieuwe systemen gekopieerd zonder deze op de juiste manier uit de oude te verwijderen. Door dit proces kunnen identieke datasets verspreid over verschillende omgevingen achterblijven, wat tot redundantie leidt. Bovendien kan het integreren van ongelijksoortige systemen zonder een uniforme databeheerstrategie ervoor zorgen dat gegevens op verschillende platforms worden gedupliceerd.
- Gebruikersgedrag en handmatig gegevensbeheer. Gebruikers slaan kopieën van bestanden op meerdere locaties op voor het gemak of als handleiding backup, wat bijdraagt ​​aan redundantie. Dit komt vaak voor bij op bestanden gebaseerde systemen waar er geen centraal beheer is en gebruikers hun eigen gegevens onafhankelijk kunnen maken en beheren, wat er vaak toe leidt dat meerdere versies van hetzelfde bestand worden opgeslagen.
- Replicatie voor prestaties en beschikbaarheid. Opzettelijk gegevens dupliceren servers of geografische locaties verbeteren de systeemprestaties en zorgen ervoor hoge beschikbaarheid. Het distribueren van gegevens over een contentleveringsnetwerk of het repliceren van databases voor taakverdeling en failover-doeleinden introduceert bijvoorbeeld redundantie door het ontwerp om de latentie te verminderen en gegevensverlies te voorkomen.
- Wettelijke en regelgevende vereisten. Sommige sectoren zijn onderworpen aan regelgeving die het bewaren van meerdere kopieën van gegevens vereist voor nalevingsdoeleinden, zoals audits of bescherming tegen geknoei met gegevens. Hoewel deze praktijk noodzakelijk is voor compliance, leidt dit uiteraard tot een grotere gegevensredundantie.
Voor- en nadelen van gegevensredundantie
Gegevensredundantie brengt een aantal voor- en nadelen met zich mee voor organisaties en gebruikers.
Voordelen van gegevensredundantie
- Beschikbaarheid van data. Door meerdere kopieën van gegevens op verschillende locaties of systemen op te slaan, zorgt gegevensredundantie ervoor dat gegevens toegankelijk blijven, zelfs als één opslaglocatie uitvalt. Dit is cruciaal voor bedrijfscontinuïteit en noodherstel, omdat downtime en gegevensverlies worden geminimaliseerd.
- Gegevensbescherming. Redundantie beschermt tegen datacorruptie, verlies of hardwarefouten. Meerdere kopieën betekenen dat als één kopie beschadigd raakt of verloren gaat, andere kopieën kunnen worden gebruikt om de verloren of beschadigde gegevens te herstellen.
- Load-balancing. Het distribueren van gegevens over meerdere servers of locaties kunnen de belasting op elk afzonderlijk in evenwicht brengen server, waardoor de prestaties van de gegevenstoegang en de responstijden van applicaties worden verbeterd. Deze optimalisatie is vooral belangrijk voor websites en services met veel verkeer die een hoge beschikbaarheid en snelle toegang tot gegevens vereisen.
- Betrouwbaarheid. In systemen waar betrouwbaarheid van het grootste belang is, zoals in financiële of gezondheidszorgsystemen, zorgt gegevensredundantie ervoor dat kritieke informatie altijd beschikbaar en accuraat is, waardoor de algehele betrouwbaarheid van het systeem wordt vergroot.
- Data backup en herstel. Normaal backups maken deel uit van elke robuuste datamanagementstrategie. Backup redundantie zorgt voor meerdere herstelpunten en kopieën, waardoor er meer gegevensherstelprocessen plaatsvinden flexbaar en betrouwbaar.
- Data-analyse en mining. Het hebben van redundante gegevens is voordelig in scenario's waarin er behoefte is aan historische gegevensanalyse of datamining. Analisten kunnen met één set gegevens werken voor analyse, terwijl een andere set actief wordt gebruikt, zodat analytische processen de operationele systemen niet verstoren.
- Naleving van de regelgeving. Bepaalde brancheregelgeving schrijft het bewaren van meerdere kopieën van gegevens voor vanwege audittrajecten, juridische redenen of naleving van de wetgeving inzake gegevensbescherming. Redundantie helpt organisaties aan deze vereisten te voldoen zonder de gegevensintegriteit in gevaar te brengen.
- Geografische distributie. Voor wereldwijde activiteiten maakt dataredundantie de geografische distributie van data mogelijk, waardoor snellere toegangstijden voor gebruikers over de hele wereld en naleving van lokale wetten op het gebied van datasoevereiniteit worden gegarandeerd.
Nadelen van gegevensredundantie
- Hogere opslagkosten. Het onderhouden van meerdere kopieën van gegevens verhoogt de opslagvereisten aanzienlijk, wat leidt tot hogere opslagkosten. Dit omvat de fysieke hardware en de kosten die gepaard gaan met het onderhouden en voeden van deze infrastructuur, vooral bij grootschalige operaties.
- Gegevensinconsistentie. Wanneer gegevens over meerdere locaties of systemen worden gedupliceerd zonder de juiste synchronisatiemechanismen, kan dit tot inconsistenties leiden. Als één kopie van de gegevens wordt bijgewerkt, maar andere niet, kan er op verschillende plaatsen tegenstrijdige informatie worden bewaard, wat mogelijk tot foutieve beslissingen of analyses kan leiden.
- Complex databeheer. Ervoor zorgen dat alle kopieën van gegevens worden bijgewerkt, geback-upt en gesynchroniseerd, voegt complexiteit toe aan gegevensbeheerprocessen, waardoor geavanceerdere tools en procedures nodig zijn.
- Verspilde hulpbronnen. Naast alleen opslagkosten kunnen redundante gegevens leiden tot verspilling van computer- en netwerkbronnen, vooral in gevallen waarin dezelfde gegevens onnodig meerdere keren worden verwerkt of verzonden.
- toegenomen backup en hersteltijden. De aanwezigheid van redundante gegevens kan de benodigde tijd verlengen backup en hersteloperaties, waardoor de bandbreedtebehoefte toeneemt en de operationele efficiëntie wordt beïnvloed, vooral tijdens piekuren.
- Moeilijke gegevensopschoning. Gegevensredundantie bemoeilijkt het proces van gegevensopschoning en kwaliteitscontrole. Het identificeren en oplossen van problemen zoals duplicaten, onnauwkeurigheden of verouderde informatie wordt een grotere uitdaging wanneer er overtollige kopieën van gegevens op verschillende systemen of locaties voorkomen.
- Compliance- en veiligheidsrisico's. Het beheren van overtollige gegevens kan risico's met zich meebrengen die verband houden met de naleving van de regelgeving inzake gegevensbescherming, omdat gegevens mogelijk op niet-geautoriseerde locaties worden opgeslagen of niet goed beveiligd zijn. Bovendien verhoogt het hebben van meerdere kopieën van gevoelige gegevens de aanval opfaas voor mogelijke datalekken.
- Gecompliceerd noodherstel. Hoewel redundantie een belangrijk onderdeel is van strategieën voor herstel na een ramp, compliceert excessieve of slecht beheerde redundantie het herstelproces. Het identificeren van de meest actuele en nauwkeurige dataset tussen meerdere redundante kopieën tijdens herstel kan een uitdaging en tijdrovend zijn.
Hoe gegevensredundantie voorkomen en verminderen?
Het vermijden en verminderen van gegevensredundantie is essentieel voor het behoud van efficiënte, kosteneffectieve en beheerbare gegevenssystemen. Hier zijn enkele tips over hoe u dit kunt bereiken.
Implementeer gegevensnormalisatie
Gegevensnormalisatie is een databaseontwerptechniek die gegevens organiseert om redundantie te minimaliseren. Door gegevens in logische tabellen te verdelen en relaties daartussen tot stand te brengen, kunt u ervoor zorgen dat elk stukje informatie slechts één keer wordt opgeslagen. Dit vermindert de opslagvereisten en vereenvoudigt het gegevensbeheer doordat het gemakkelijker wordt om gegevens bij te werken zonder inconsistenties te introduceren.
Gebruik datadeduplicatietechnologieën
Gegevensontdubbeling is een proces dat dubbele kopieën van gegevens identificeert en elimineert, waarbij slechts één kopie van de gegevens wordt opgeslagen en waarnaar wordt verwezen voor volgende exemplaren. Dit kan de opslagruimte en kosten aanzienlijk verminderen, vooral in backup en herstelscenario's. Moderne opslagsystemen en backup software wordt geleverd met deduplicatiemogelijkheden die kunnen worden geconfigureerd om onnodige gegevensduplicatie automatisch te voorkomen.
Stel een robuust beleid voor gegevensbeheer vast
Het ontwikkelen en handhaven van een krachtig beleid voor gegevensbeheer helpt de gegevensredundantie onder controle te houden. Dit houdt in dat er duidelijke regels en procedures worden opgesteld voor het creëren, opslaan en beheren van gegevens, zodat ervoor wordt gezorgd dat gegevens in de hele organisatie op consistente wijze worden verwerkt. Organisaties vermijden onnodige duplicatie van gegevens tussen afdelingen en systemen door te definiëren wie verantwoordelijk is voor het beheer van verschillende soorten gegevens en hoe gegevens worden opgeslagen en gebruikt.
Regelmatig gegevens controleren en opschonen
Door regelmatig gegevensaudits uit te voeren, kunnen gebieden van redundantie en inconsistentie worden geïdentificeerd. Gegevensopschoningsprocessen moeten hierop aansluiten om onnodige gegevensduplicaten te elimineren, fouten te corrigeren en ervoor te zorgen dat alleen relevante en nauwkeurige gegevens behouden blijven. Regelmatige audits en opschoningen kunnen ook helpen bij het identificeren van verouderde gegevens die kunnen worden gearchiveerd of verwijderd, waardoor de opslaglast verder wordt verminderd.
Maak gebruik van gecentraliseerde gegevensbeheersystemen
Het gebruik van een gecentraliseerd gegevensbeheersysteem kan helpen de gegevensopslag te consolideren en redundantie te verminderen. Gecentraliseerde systemen bieden één enkele bron van waarheid voor gegevens, waardoor het beheren, bijwerken en toegankelijk maken van gegevens in de hele organisatie eenvoudiger wordt. Deze aanpak helpt het creëren van silo-gegevensopslagplaatsen te voorkomen die tot gegevensduplicatie kunnen leiden.
Optimaliseer gegevens Backup en herstelstrategieën
Terwijl backups zijn essentieel voor gegevensherstel. Het optimaliseren van deze strategieën helpt redundantie te verminderen. Dit omvat het gebruik van incrementeel of differentieel backup methoden, die alleen wijzigingen opslaan sinds de laatste volledige of gedeeltelijke backup, in plaats van elke keer een back-up van alle gegevens te maken. Bovendien is het gebruik van intelligente backup software die het dupliceren van ongewijzigde gegevens vermijdt, vermindert de redundantie nog verder.
Gebruiksscenario's voor gegevensredundantie
Hoewel gegevensredundantie vaak wordt gezien als iets dat moet worden geminimaliseerd, kan het in verschillende scenario's strategisch worden ingezet om de systeembetrouwbaarheid te vergroten, de prestaties te verbeteren en ervoor te zorgen data security. Hier volgen enkele belangrijke gebruiksscenario's waarbij gegevensredundantie nuttig is:
- Noodherstel en gegevens backup. Misschien wel de meest kritische use case voor dataredundantie betreft disaster recovery (DR) en data backup strategieën. Organisaties kunnen zich beschermen tegen gegevensverlies als gevolg van natuurrampen, hardwarestoringen of cyberaanvallen door redundante kopieën van gegevens op geografisch verschillende locaties te bewaren. Deze redundantie zorgt ervoor dat als er één is data center wordt aangetast, kan een ander het overnemen, waardoor downtime en gegevensverlies worden geminimaliseerd.
- Systemen met hoge beschikbaarheid. Voor systemen die een vrijwel continue uptime vereisen, zoals die worden gebruikt in de gezondheidszorg, de financiële wereld en de e-commerce, is gegevensredundantie cruciaal voor het behoud van een hoge beschikbaarheid. Door gegevens over meerdere te repliceren servers of data centers kunnen deze systemen automatisch overschakelen naar een redundant systeem server in geval van een storing, waardoor wordt gegarandeerd dat het systeem operationeel blijft, zelfs bij hardware- of softwarestoringen.
- Load-balancing. Gegevensredundantie verdeelt de gegevenstoegang en verwerkingsbelasting over meerdere serverS. Load-balancing optimaliseert niet alleen de systeemprestaties door ervoor te zorgen dat geen enkel probleem optreedt server wordt een knelpunt, maar verbetert ook de gebruikerservaring door de responstijden te verkorten. Redundante gegevenskopieën in verschillende servers zorgen voor een efficiënte distributie van verzoeken, waardoor de algehele doorvoer van het systeem wordt verbeterd.
- Datawarehousing en analyse. Bij datawarehousing en -analyse wordt redundantie vaak opzettelijk in het systeem ingebouwd om de queryprestaties te verbeteren. Door gegevens in meerdere formaten op te slaan of op verschillende manieren te aggregeren, kunnen analisten de gegevens efficiënter openen en verwerken. Deze redundante opslag kan complexe vragen versnellen, waardoor het gemakkelijker wordt om inzichten te verkrijgen en datagestuurde beslissingen te nemen.
- Contentleveringsnetwerken (CDN's). CDN's maken gebruik van gegevensredundantie om website-inhoud over meerdere websites te verspreiden servers verspreid over de hele wereld. Dit zorgt ervoor dat gebruikers toegang hebben tot inhoud zoals afbeeldingen, video's en webpagina's vanaf een server die geografisch het dichtst bij hen ligt, waardoor de latentie wordt verminderd en de laadtijden van de pagina worden verbeterd.
- Naleving van regelgeving en archivering. Bepaalde sectoren zijn onderworpen aan regelgeving die het bewaren van gegevens voor langere perioden vereist, soms in meerdere, redundante formaten. Redundante gegevensopslag voldoet aan deze wettelijke vereisten en zorgt ervoor dat kritieke gegevens kunnen worden opgehaald voor compliance-audits of juridische redenen.
- Fouttolerantie en systeembetrouwbaarheid. Redundantie is de sleutel tot het bouwen van fouttolerante systemen die soepel kunnen blijven functioneren in het geval van gedeeltelijke systeemstoringen. Door kritieke componenten en gegevens te dupliceren, kunnen deze systemen taken automatisch omleiden van de defecte componenten naar hun redundante tegenhangers, waardoor een ononderbroken service wordt gegarandeerd en de systeembetrouwbaarheid wordt verbeterd.
