Ausfallsicheres Internet: Wie funktioniert eigentlich Redundanz?

Warum ist Redundanz bei Netzwerken so wichtig?

In der digitalen Welt hängt vieles von einer stabilen und zuverlässigen Internetverbindung ab. Besonders bei Live-Events, Streaming-Produktionen oder geschäftskritischen Anwendungen kann ein Internetausfall katastrophale Folgen haben. Ein einfacher Neustart des Routers, wie er im Heimbereich oft hilft, ist hier keine Option. Deshalb spielt die Redundanz in Netzwerken eine entscheidende Rolle: Sie sorgt dafür, dass bei einem Ausfall sofort auf eine Ersatzverbindung umgeschaltet wird, ohne dass Nutzer oder Zuschauer etwas davon bemerken.

Wie funktionieren Netzwerke und warum sind sie anfällig?

Ein Netzwerk ist ein Zusammenschluss von zwei oder mehr Computern oder anderen elektronischen Geräten, die miteinander kommunizieren und Daten austauschen können. Die Kommunikation erfolgt über Protokolle wie TCP/IP, die Daten in Pakete aufteilen und zuverlässig an das Zielgerät senden. Der Router übernimmt dabei die Rolle des Verkehrsleiters, der sicherstellt, dass die Datenpakete ihr Ziel erreichen. Doch Netzwerke sind anfällig für Störungen – sei es durch technische Defekte, externe Einflüsse oder menschliche Fehler. Deshalb ist eine Redundanzstrategie notwendig, um solche Schwachstellen abzusichern.

Wie funktioniert Redundanz konkret?

Redundante Netzwerke arbeiten mit mehreren Verbindungen gleichzeitig oder halten Ersatzverbindungen bereit, die bei einem Ausfall automatisch oder manuell aktiviert werden. Technologien wie Failover und Bonding ermöglichen es, eine nahtlose Umschaltung sicherzustellen. Diese Methoden minimieren Ausfallzeiten und gewährleisten eine konstante Verbindung, selbst wenn eine Hauptleitung plötzlich versagt.

Gerade im Eventbereich, wo alles live ist, spielt ausfallsicheres Internet eine übergeordnete Rolle.

Bestimmt haben Sie bei Internet-Problemen schon einmal diesen Tipp gehört: „Starten Sie das Gerät einfach mal neu“. Im Heimbereich ist das kein Problem und hilft tatsächlich in vielen Fällen. Aber während einer Liveproduktion? Da ist es natürlich vollkommen undenkbar. Doch wenn es um Internetanbindungen geht, steht meistens die Frage nach der Bandbreite, also der Geschwindigkeit, im Vordergrund. Dabei gibt es einen Punkt, der ebenso wichtig ist: die Ausfallsicherheit der Verbindung.

Doch wirklich ausfallsicheres Internet gibt es nicht. Ein Ausfall der Internetverbindung kann jederzeit und aus jedem Grund passieren. In der heutigen, digitalisierten Welt bedeutet das schnell den Verlust von Livestreams, cloudbasierten Diensten oder der kompletten Kommunikation. Man sollte deshalb auf den Ausfall einer Verbindung immer vorbereitet sein – zu jeder Zeit. Zum Glück gibt es Lösungen, um das Risiko stark zu reduzieren.

In diesem Zusammenhang taucht meistens das Wort „Redundanz“ auf. Doch was bedeutet das konkret? Und wo liegen die Unterschiede in den einzelnen Ansätzen? Darum geht es in diesem Artikel.

Was ist Redundanz?

Redundanz meint erst mal nur das Vorhalten von technisch identischen Systemen in mehrfacher Ausführung. Im Normalbetrieb sind die redundanten Komponenten eigentlich überflüssig. Doch sobald der Extremfall eintritt und ein System versagt, kommt das redundante System ins Spiel und übernimmt die jeweilige Aufgabe. Bei ausfallsicherem Internet sind das z. B. mehrere Verbindungen statt nur einer einzigen. Wikipedia erklärt das noch etwas genauer.

Allerdings sagt das noch nichts darüber aus, wie die Übergabe von einem ausgefallenen System an das Ersatz-System erfolgt. Steckt ein Mitarbeiter einfach per Hand das Kabel um? Soll die Umschaltung auf die Ersatzleitung automatisch geschehen? Und wie schnell muss das passieren?

Redundanz in Netzwerken

Redundanz in Netzwerken bedeutet, dass es mehrere Verbindungen oder Systeme gibt, die im Falle eines Ausfalls eines Systems oder einer Verbindung weiterhin funktionieren können. Dies kann durch die Verwendung von Backup-Verbindungen, Failover-Lösungen oder Bonding erreicht werden. Redundanz ist wichtig, um sicherzustellen, dass das Netzwerk auch im Falle eines Ausfalls weiterhin funktioniert und dass die Kommunikation zwischen den Geräten nicht unterbrochen wird.

Lösungen für redundante Verbindungen

Ein normaler Internetanschluss ist keine redundante Verbindung. Wenn die Verbindung ausfällt, ist das Signal weg und man kann nur warten und hoffen, dass es schnell wieder funktioniert. Für eine digitale Infrastruktur auf Veranstaltungen oder in Event-Locations ist das keine gute Option.

Besser ist es, eine oder mehrere Ersatzverbindungen vorzuhalten – je nachdem, wie entscheidend eine durchgehende Internetverbindung für das Projekt ist. Die redundanten Verbindungen können z. B. ein zweiter DSL-Anschluss, ein Satelliten-Uplink oder ein LTE-Router sein.

Dafür gibt es verschiedene Methoden. Die Lösungen Backup, Failover und Bonding möchten wir hier vorstellen.

Lösungen für redundante Verbindungen

Ein normaler Internetanschluss ist keine redundante Verbindung. Wenn die Verbindung ausfällt, ist das Signal weg und man kann nur warten und hoffen, dass es schnell wieder funktioniert. Für eine digitale Infrastruktur auf Veranstaltungen oder in Event-Locations ist das keine gute Option.

Besser ist es, eine oder mehrere Ersatzverbindungen vorzuhalten – je nachdem, wie entscheidend eine durchgehende Internetverbindung für das Projekt ist. Die redundanten Verbindungen können z. B. ein zweiter DSL-Anschluss, ein Satelliten-Uplink oder ein LTE-Router sein.

Dafür gibt es verschiedene Methoden. Die Lösungen Backup, Failover und Bonding möchten wir hier vorstellen.

Backup

Eine Backup-Verbindung ist einfach ein zweiter verfügbarer Anschluss, auf den im Notfall zurückgegriffen werden kann, um das Internet ausfallsicher zu machen. Fällt das Signal der Hauptverbindung aus, wird das Kabel einfach umgesteckt. Diese Methode ist leicht umzusetzen, da lediglich eine zweite Verbindung bereitgestellt werden muss. Allerdings muss auch immer jemand bereitstehen, der erkennt, dass es ein Problem gibt und dann schnell die zweite Verbindung in Betrieb nimmt.

Da sich die Ersatzverbindung mit einer anderen IP-Adresse ins Internet einwählt, werden sämtliche Dienste, die eine Anmeldung erfordern, unterbrochen. So müssen sich z. B. Teilnehmer von Livestreams neu einwählen oder sich Nutzer von Online-Services wie z. B. Maildiensten oder Cloud-Speichern neu einloggen. Beim reinen surfen im Internet mach es sich meistens nicht bemerkbar.

Failover / Same-IP-Failover

Eine Failover-Lösung schaltet, im Falle einer Unterbrechung, automatisch auf die redundante Verbindung um. Dafür muss eingestellt werden, ab wann die Hauptleitung als unterbrochen gilt. In den meisten Fällen sendet man Testpakete, sogenannte Pings, an einen Server im Internet, den man für zuverlässig hält. Wird der Empfang von dem Server bestätigt, gilt die Verbindung als aktiv. Das birgt jedoch das Risiko, dass die Verbindung auch dann als „unterbrochen“ eingestuft wird, wenn der entsprechende Server aus anderen Gründen nicht antwortet. Zum Beispiel, weil er selbst ein Problem hat. Es empfiehlt sich daher, die Pings immer an mindestens zwei unabhängige Server zu senden. Eine gängige Einstellung ist, nach drei unbeantworteten Pings von zwei Servern die Leitung als tot einzustufen und den Wechsel auf die Ersatzleitung einzuleiten.

Auch beim Failover wählt sich die Ersatzverbindung mit einer anderen IP-Adresse ins Internet ein. Wie auch beim Backup führt das möglicherweise dazu, dass Dienste wie Livestreaming oder Online-Services einen erneuten Login der Nutzer verlangen.

Als Lösung bieten wir „Same-IP Failover“ an. Hierbei wird jedes Signal erst (per VPN-Tunnel) zu unserem Rechenzentrum gesendet und von dort aus mit der immer gleichen IP-Adresse ins Internet geleitet. Dadurch bleibt die Verbindung für alle Anwendungen im Internet „gefühlt“ die gleiche und auch sicherheitskritische Dienste verlangen keine erneute Anmeldung. Selbst dann, wenn die eigentliche Verbindung ausfällt und deshalb auf die Ersatzverbindung gewechselt wird.

Bonding

Beim Signal-Bonding werden alle genutzten Verbindungen (per VPN-Tunnel) in ein Rechenzentrum gesendet und dort in ein gebündeltes Signal umgewandelt. Von dort aus geht das Signal mit der immer gleichen IP-Adresse ins Internet. Die verfügbaren Verbindungen sind beim Bonding immer aktiv und können parallel genutzt werden. Alle Datenpakete werden gleichzeitig über alle Leitungen gesendet. Das Paket, das als Erstes im Rechenzentrum eintrifft, wird übernommen. Alle anderen werden verworfen. Die genaue Funktion von Bonding haben wir in einem anderen Blogartikel beschrieben.

Der Vorteil von Bonding ist, dass es keine Umschaltzeiten gibt, falls eine der genutzten Verbindungen ausfällt. Denn alle Verbindungen laufen durchgehend parallel. Das ist besonders für Livestreams sinnvoll, da die Unterbrechung einer Leitung nach außen hin überhaupt nicht bemerkt wird. Mit zwei unabhängigen Verbindungen kann man das Setup bereits als recht ausfallsicheres Internet bezeichnen. Verwendet man statt nur einer Ersatzverbindung gleich zwei oder mehr, kann die Verbindung mehrfach redundant betrieben werden. Das Ausfallrisiko ist damit so gut wie null. Allerdings erfordert diese Methode immer auch eine Gegenstelle im Rechenzentrum, in der die Signale synchronisiert und gebündelt werden. Wie auch die anderen Lösungen können Sie das Bonding, inkl. drei LTE-Verbindungen, projektweise bei uns mieten. In Verbindung mit einem Hausanschluss haben Sie somit bereits eine vierfache Ausfallsicherheit.

Welche Lösung für ausfallsicheres Internet die Richtige ist, hängt letztlich vom jeweiligen Projekt ab. Manche Anwendungen, wie z. B. Terminals für bargeldloses Bezahlen, kommen mit ein paar Minuten Verbindungsausfall klar. Bei Livestreams ist es dagegen der Super-GAU, wenn die Verbindung auch nur eine Sekunde lang abreißt.

Wir beraten Sie gerne zu Ihrem Projekt.