Eine oft unbekannte Tatsache: Schleichende Datenkorruption

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Gegen schleichende Datenkorruption scheint kein Kraut gewachsen zu sein: Keines der proprietären Dateisysteme grosser Hersteller bietet vollkommenen Schutz gegen den Verlust von Daten.



“Bit rot” heisst es manchmal, “Data Corruption”, oder aufgrund der Heimlichkeit in der es keimt auch “Silent Data Corruption”. Auf Deutsch passt wohl am besten: Schleichende Datenkorruption. Das Stille hinwegraffen von Bits ist ein wenig beachtetes aber durchaus ernst zu nehmendes Phänomen, das Dateninhalte von Dokumenten befällt und über eine gewisse Zeit dazu führt, dass Informationen unwiederbringlich verloren gehen. Im Prinzip werden beim Schreiben der Daten Bits  geändert und können beim Lesen der Daten natürlich nicht richtig wiedergegeben werden. Man sollte meinen, ein modernes und intelligentes Dateisystem würde das fehlerhafte Schreiben erkennen, den Fehler melden und beheben. Die Wahrheit jedoch ist, dass die meisten modernen Dateisysteme diese geänderten Bits nicht erkennen können und somit munter das Schreiben von fehlerhaften Daten unterstützen. Bei der weltweit rasant steigenden Datenmenge steigt also auch die Gefahr Daten zu verlieren mit.


Wie groß ist das Problem stiller Datenkorruption?


Man stelle sich einmal vor, dass persönliche Krankendaten in einer Klinik nicht richtig gesichert sind und die Daten sich beim Schreiben oder Sichern verändert haben. Anstatt von 100 Milligramm erhält der Patient nun 10 Milligramm eines Medikaments. Auch Kontodaten einer Bank könnten sich durch fehlerhafte Bits radikal verändern. Sehr wahrscheinlich würden wohl eher ein paar Nullen fehlen, anstatt hinzukommen und den Inhaber des Kontos in Kürze vom Millionär zum Bettler machen. Ohne sicheres Backup und der Fähigkeit Silent Data Corruption beim fehlerhaften Schreiben zu erkennen, werden Fehler außerdem immer wohl erst erkannt, wenn die Daten bereits verloren sind.


Eine kürzlich veröffentlichte Studie, die über einen Zeitraum von 41 Monaten erstellt wurde, analysierte korrupte Daten in Speichersystemen mit mehr als 1,53 Millionen Festplatten. Die Studie spürte drei Arten von Datenkorruption auf: Prüfsummen-Versatz, Identitäts-Diskrepanzen und Paritäts-Inkonsistenzen. Die Studie fand mehr als 400.000 Zwischenfälle von stiller Datenkorruption, wobei Prüfsummen-Versatz der häufigste Fehler war. Dabei wurden die meisten der Fehler erst nach der RAID-Restoration erkannt. 


Eine weitaus bekanntere Studie des CERN zeigte bereits im Jahre 2007, dass korrupte Daten statistisch in einer von 1.500 Dateien vorkommen. Auch eine Studie die 3.684 Hosts mit 12.204 LUNs beobachtete, kam zu dem Ergebnis, dass 11,5 Prozent aller LUNs zum Teil zerfallene Daten hatten.


Dabei ist das heimliche Sterben von Daten kein Mysterium oder eine impulsive Aktion die einem System widerfährt. Die Gründe für Datenkorruption sind eigentlich ziemlich ordinär: Bootstorms, doppelte Software, Softwarefragmente in der Registry, Überschreiben von Treibern statt diese zu löschen oder auch fehlerhafte  Motherboards, Controllerkarten und Firmware können die Ursache sein.  


Zwar nutzen viele traditionelle Dateisysteme Prüfsummen mit einer Größe von 8 Bit, speichern diese jedoch im entsprechenden Datenblock. Damit können diese zwar Bit Rot erkennen, nicht jedoch Phantom-Schreibvorgänge, falsch adressierte Schreibvorgänge, DMA Paritätsfehler, Treiberbugs oder zufälliges Überschreiben.


Autor: Claudia Hildebrandt, Sales Engineer bei Nexenta Systems


 


 

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