¿Qué es la re­du­n­da­n­cia en in­fo­r­má­ti­ca?

Tanto en el fu­n­cio­na­mie­n­to de sistemas in­fo­r­má­ti­cos re­le­va­n­tes como en el manejo de conjuntos de datos críticos, una re­du­n­da­n­cia pla­ni­fi­ca­da debe ser un co­m­po­ne­n­te sólido de pre­ve­n­ción de riesgos y pro­te­c­ción de datos. Los sistemas son re­du­n­da­n­tes si los mismos co­m­po­ne­n­tes técnicos y conjuntos de datos están di­s­po­ni­bles varias veces en paralelo. Este tipo de sistemas protege contra pérdidas y fallos. Sin embargo, la re­du­n­da­n­cia no solo tiene ventajas.

El su­s­ta­n­ti­vo “re­du­n­da­n­cia”, al igual que el adjetivo “re­du­n­da­n­te”, viene del latín “redundare”. El término se compone de “re”, que significa “volver, y “unda”, que significa “ola”, y describe algo que existe en abu­n­da­n­cia, por lo tanto, también algo que existe varias veces y en exceso. Mientras que “re­du­n­da­n­te” no se utiliza tanto en el lenguaje diario, en in­fo­r­má­ti­ca, la llamada re­du­n­da­n­cia tiene una presencia mucho más im­po­r­ta­n­te.

Al hablar de re­du­n­da­n­cia en in­fo­r­má­ti­ca, hay que hacer re­fe­re­n­cia a la seguridad en los data centers y a la di­s­po­ni­bi­li­dad de los sistemas. Es decir, a los datos y a los co­m­po­ne­n­tes del sistema que son múltiples, paralelos, dobles o re­fle­ja­dos y que, por tanto, están di­s­po­ni­bles más de una vez. De­pe­n­die­n­do del contexto, esto puede ser positivo o negativo. La re­du­n­da­n­cia, en sentido positivo, se refiere a conjuntos de datos críticos para el sistema, que existen de manera múltiple o se reparten en muchos se­r­vi­do­res. Por su parte, la re­du­n­da­n­cia con co­n­no­ta­ción negativa hace re­fe­re­n­cia a aquellos datos du­pli­ca­dos de forma in­vo­lu­n­ta­ria que ocupan espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to in­ne­ce­sa­rio.

Por ello, hay que di­s­ti­n­guir entre re­du­n­da­n­cia in­vo­lu­n­ta­ria e in­te­n­cio­na­da:

Tanto la re­du­n­da­n­cia por error como la in­vo­lu­n­ta­ria en sistemas o centros de cálculo de una or­ga­ni­za­ción se puede encontrar en forma de conjuntos de datos al­ma­ce­na­dos de manera múltiple en un lugar o di­s­tri­bui­dos en múltiples ubi­ca­cio­nes.

Los du­pli­ca­dos de datos di­fi­cu­l­tan el cuidado de conjuntos de datos y conducen a anomalías, ya que no queda claro a qué datos se puede acceder o qué conjuntos de datos son actuales. Es por eso por lo que las re­du­n­da­n­cias in­vo­lu­n­ta­rias ocupan un im­po­r­ta­n­te espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to y consumen energía in­ne­ce­sa­ria­me­n­te. Esto se evita a través de la no­r­ma­li­za­ción de bancos de datos.

La re­du­n­da­n­cia in­te­n­cio­na­da tiene que ver con una re­pe­ti­ción múltiple pla­ni­fi­ca­da de co­m­po­ne­n­tes técnicos para ga­ra­n­ti­zar se­r­vi­do­res seguros, reforzar las vías de su­mi­ni­s­tros y poder proteger los datos críticos del sistema o la empresa. Es por esto por lo que se pueden di­fe­re­n­ciar los si­guie­n­tes conceptos de re­du­n­da­n­cia:

• Re­du­n­da­n­cia funcional: co­m­po­ne­n­tes del sistema técnicos es­ta­ble­ci­dos de manera múltiple y/o paralela, en su mayoría dentro de un di­s­po­si­ti­vo
• Re­du­n­da­n­cia geo­grá­fi­ca: centros de datos (conjuntos de datos) es­ta­ble­ci­dos de manera múltiple y di­s­tri­bui­dos en distintas ubi­ca­cio­nes
• Re­du­n­da­n­cia de datos: conjuntos de datos guardados de manera múltiple, re­fle­ja­dos o paralelos

La re­du­n­da­n­cia permite a las empresas pro­te­ge­r­se contra la pérdida de datos y la caída de procesos críticos si se pro­du­je­ran daños en el hardware, fallos en el sistema o ci­ber­ata­ques. Los datos se almacenan varias veces y de manera co­n­si­s­te­n­te en di­fe­re­n­tes lugares, mientras que los co­m­po­ne­n­tes im­po­r­ta­n­tes como las vías de su­mi­ni­s­tros de energía y la cli­ma­ti­za­ción están, al menos, du­pli­ca­dos.

En función de los co­m­po­ne­n­tes in­s­ta­la­dos, se distingue entre:

• Re­du­n­da­n­cia homogénea: diseño múltiple de co­m­po­ne­n­tes que son idénticos en cuanto a la te­c­no­lo­gía del fa­bri­ca­n­te. Debido a la similitud de los co­m­po­ne­n­tes, hay una clara de­s­ve­n­ta­ja. El riesgo de un fallo total debido a errores del fa­bri­ca­n­te o a ataques dirigidos a los fa­bri­ca­n­tes sigue siendo alto.
• Re­du­n­da­n­cia diversa: diseño múltiple de co­m­po­ne­n­tes que se di­fe­re­n­cian según el fa­bri­ca­n­te, la función y el tipo, lo que hace menos probable que haya errores generales en el sistema, un desgaste uniforme y fallos paralelos re­la­cio­na­dos con el fa­bri­ca­n­te.

La re­du­n­da­n­cia como criterio para ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas o seguridad del sistema existe de las si­guie­n­tes formas:

• Co­m­po­ne­n­tes técnicos re­du­n­da­n­tes: co­m­po­ne­n­tes de sistemas de or­de­na­do­res y redes (como el aire aco­n­di­cio­na­do, las vías de su­mi­ni­s­tro y los se­r­vi­do­res) que, a través de un diseño múltiple, bien asumen las tareas de los sistemas y co­m­po­ne­n­tes que fallan, bien funcionan como reserva. Puede aplicarse tanto a co­m­po­ne­n­tes técnicos de un sistema como a centros de datos enteros que, mediante re­du­n­da­n­cia geo­grá­fi­ca, están di­s­po­ni­bles varias veces en ubi­ca­cio­nes di­fe­re­n­tes.
• In­fo­r­ma­cio­nes re­du­n­da­n­tes: datos su­pe­r­fi­cia­les, in­ne­ce­sa­rios, antiguos o du­pli­ca­dos que no son re­le­va­n­tes para el sistema y que, por norma general, ocupan un espacio no deseado en la memoria de al­ma­ce­na­mie­n­to.
• Datos re­du­n­da­n­tes: datos múltiples, du­pli­ca­dos o di­s­tri­bui­dos en varias ubi­ca­cio­nes y se­r­vi­do­res que evitan la pérdida total de datos en caso de caída o daño. Esto es posible gracias a funciones RAID, copias de seguridad, vi­r­tua­li­za­ción o du­pli­ca­ción. Los datos re­du­n­da­n­tes sirven como copia de seguridad o como sistema de re­cu­pe­ra­ción ante desastres o permiten un acceso más rápido a distancia.
• Bits re­du­n­da­n­tes: las tra­n­s­fe­re­n­cias de datos se añaden como bits adi­cio­na­les para evitar la pérdida de datos durante la tra­n­s­fe­re­n­cia.

Si para las empresas es im­po­r­ta­n­te tener ac­ce­si­bi­li­dad in­i­n­te­rru­m­pi­da a los se­r­vi­do­res, se implanta una red in­fo­r­má­ti­ca, formada por sistemas de clúster con varios nodos de se­r­vi­do­res re­du­n­da­n­tes. En una red, cada ordenador tiene el mismo acceso a las bases de datos exi­s­te­n­tes y puede asumir las funciones de acceso a los datos y a las apli­ca­cio­nes críticas de los se­r­vi­do­res caídos en caso de urgencia. De este modo, puede estar casi co­m­ple­ta­me­n­te ga­ra­n­ti­za­da la pro­te­c­ción en caso de fallo.

Al di­s­tri­buir las ca­pa­ci­da­des in­fo­r­má­ti­cas, el ma­n­te­ni­mie­n­to operativo, la puesta en marcha sin discos duros físicos a través del al­ma­ce­na­mie­n­to en red y la su­s­ti­tu­ción de se­r­vi­do­res de­fe­c­tuo­sos son también posibles sin in­te­rru­m­pir los procesos de la empresa.

En función del concepto, podemos di­fe­re­n­ciar dos modos de se­r­vi­do­res re­du­n­da­n­tes:

• Clúster activo/activo (simétrico): en el marco de un clúster activo/activo, los se­r­vi­do­res trabajan como nodos de clúster en vivo, en los que trabajan múltiples or­de­na­do­res de forma paralela con capacidad di­s­tri­bui­da o in­de­pe­n­die­n­tes unos de otros. En caso de fallo, la capacidad de cálculo se divide entre el resto de se­r­vi­do­res que estén co­ne­c­ta­dos.
• Clúster activo/pasivo (asi­mé­tri­co): los clústeres activos/pasivos se llaman clúster de co­n­mu­ta­ción por error y se basan en la exi­s­te­n­cia de un servidor re­du­n­da­n­te o servicios de red que funcionan como sistema de reemplazo en un modo inactivo y asumen las funciones del sistema principal en caso de fallos uni­la­te­ra­les mediante una co­n­mu­ta­ción. Esto conlleva una au­to­ma­ti­za­ción a través del software de gestión de clústeres/equi­li­bra­dor de carga. Con ello también se consigue un ma­n­te­ni­mie­n­to operativo sin pérdida de re­n­di­mie­n­to.

Para im­ple­me­n­tar la re­du­n­da­n­cia en sistemas de redes y or­de­na­do­res, existen di­fe­re­n­tes conceptos y formas:

RAID viene de “Redundant Array of In­de­pe­n­de­nt Disks” y se refiere a múltiples medios de al­ma­ce­na­mie­n­to físico (matrices RAID) que se unen para formar una partición. Con esto, la co­n­si­s­te­n­cia y la in­te­gri­dad de los conjuntos de datos se mantienen incluso si existen errores y permiten el in­te­r­ca­m­bio de co­m­po­ne­n­tes sin pérdidas. Esto se hace, entre otros, a través del reflejo de discos duros o con paridades con datos di­s­tri­bui­dos en la matriz. Sin embargo, los sistemas RAID se deben utilizar siempre junto con una copia de seguridad in­de­pe­n­die­n­te de todos los datos críticos.

Tal y como hemos mostrado an­te­rio­r­me­n­te con los clústeres activo/activo o activo/pasivo, una red de or­de­na­do­res como clúster de alta di­s­po­ni­bi­li­dad o de equi­li­brio de carga ofrece una mejor di­s­po­ni­bi­li­dad, di­s­tri­bu­ción de la carga y seguro de fallos mediante a la eli­mi­na­ción de puntos únicos de error (Single Points of Failure) y a la co­n­ti­nui­dad de las ope­ra­cio­nes.

La re­du­n­da­n­cia geo­grá­fi­ca se encuentra fre­cue­n­te­me­n­te como concepto de re­du­n­da­n­cia en el clúster de or­de­na­do­res. Se utiliza cuando hay que proteger los sistemas es­pe­cia­l­me­n­te críticos contra errores. Con esto, se co­n­s­tru­yen sistemas de or­de­na­do­res idénticos, separados de manera local unos de otros, y los datos se almacenan de forma geo­grá­fi­ca­me­n­te in­de­pe­n­die­n­te. Si un centro de cálculo se cae, el centro de cálculo re­du­n­da­n­te puede en­ca­r­gar­se de todas las tareas o restaurar co­m­ple­ta­me­n­te los conjuntos de datos. La re­du­n­da­n­cia geo­grá­fi­ca óptima existe cuando existen copias de seguridad de datos adi­cio­na­les en otros di­s­po­si­ti­vos.

Los snapshots son imágenes virtuales o in­s­ta­n­tá­neas de los discos duros y permiten guardar de forma re­du­n­da­n­te los datos y los estados del sistema en otros centros de al­ma­ce­na­mie­n­to. Con ello, en caso de pérdida de datos en una ubicación, podemos realizar una re­cu­pe­ra­ción de datos. Los re­qui­si­tos de al­ma­ce­na­mie­n­to de los snapshots son no­to­ria­me­n­te menores que los de las copias de datos, ya que se tratan de ma­r­ca­do­res de re­fe­re­n­cia para las ubi­ca­cio­nes del al­ma­ce­na­mie­n­to de datos y no copias reales.

Un backup requiere mayor volumen de al­ma­ce­na­mie­n­to si se compara con los snapshots, ya que los datos se copian y guardan como copias de seguridad de forma re­du­n­da­n­te. Gracias a esta re­du­n­da­n­cia de datos, se puede re­es­ta­ble­cer el estado de los datos por completo. Se re­co­mie­n­da hacer siempre una copia de seguridad adicional con una red de or­de­na­do­res re­du­n­da­n­te.

Con el CDP los datos se guardan en un marco respaldo de datos continuo, que supervisa cambios y actualiza la copia de seguridad de manera au­to­má­ti­ca. Se trata entonces de una re­du­n­da­n­cia de datos que guarda datos críticos a tiempo real y protege contra fallos.

Las ventajas de la re­du­n­da­n­cia in­te­n­cio­na­da son palpables: los sistemas y redes con múltiples co­m­po­ne­n­tes técnicos y medios de al­ma­ce­na­mie­n­to ofrecen una mayor re­si­lie­n­cia, un acceso a los datos más rápido y ope­ra­cio­nes más so­s­te­ni­bles, ya que, incluso si hubiera fallos graves, la re­cu­pe­ra­ción y co­n­ti­nui­dad de los datos están ga­ra­n­ti­za­das. La de­s­ve­n­ta­ja de los sistemas re­du­n­da­n­tes son los costes re­la­ti­va­me­n­te altos de los co­m­po­ne­n­tes múltiples, el espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to necesario y la ac­tua­li­za­ción continua de las copias de datos.

A pesar de todo, la re­du­n­da­n­cia en centros de cálculo cada vez está ad­qui­rie­n­do más im­po­r­ta­n­cia en vista de las nuevas amenazas ci­be­r­né­ti­cas, la te­c­no­lo­gía anticuada de los sistemas y los re­qui­si­tos estrictos de pro­te­c­ción de datos. Tanto los usuarios finales como los ope­ra­do­res de los centros de cálculo deberían prestar atención no solo en integrar de forma eficaz la co­n­mu­ta­ción por error y la seguridad del sistema a través de conceptos re­du­n­da­n­tes, sino también en ide­n­ti­fi­car­los como una ventaja co­m­pe­ti­ti­va y USP mediante los niveles de calidad de los centros de cálculo.