Was ist Datenspeicherung?
Die Datenspeicherung, ein Eckpfeiler der Datenverarbeitung, bezieht sich auf die Aufbewahrung digitaler Informationen auf einem Medium, um sie später wieder abrufen zu können. Von Anfang an wurden diese Informationen als binäre Daten gespeichert, die durch eine Folge von Einsen und Nullen dargestellt werden.
Im Laufe der Jahre haben sich die Datenträger, auf denen diese Daten gespeichert werden, erheblich weiterentwickelt und sind immer schneller und umfangreicher geworden. Heutzutage ist die Datenspeicherung ein grundlegender Pfeiler für den Geschäftsbetrieb, der den reibungslosen Ablauf der täglichen Aktivitäten ermöglicht und fortschrittliche Analysen erleichtert. In diesem Prozess sammeln Unternehmen oft große Mengen an Informationen an, einschließlich sensibler Daten, die sie aufgrund von Vorschriften vor unsachgemäßer Verwendung und möglichem Datenverlust schützen müssen.
Datenspeicherung erklärt
Bei der Datenspeicherung werden digitale Informationen auf einem Medium gespeichert, um sie später wieder abrufen zu können. Die grundlegende Einheit der Datenspeicherung ist ein Bit, das einen binären Wert von entweder eins oder null darstellt. Bits werden in größeren Einheiten gruppiert, die Bytes genannt werden und normalerweise aus acht Bits bestehen. Digitale Informationen werden in eine Reihe von Bits und Bytes kodiert, die dann auf verschiedenen Medien gespeichert werden, je nach gewünschter Leistung, Zugänglichkeit und Langlebigkeit.
Moderne Datenspeicherung
Die moderne Datenspeicherung stützt sich stark auf Cloud-basierte Lösungen, die Flexibilität, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz bieten. Dabei kommen je nach Datentyp und Anforderungen an die Zugänglichkeit verschiedene Speicherarchitekturen zum Einsatz, z. B. Objekt-, Block- oder Dateispeicher. Objektspeicher werden für unstrukturierte Daten verwendet und speichern diese als Objekte mit eindeutigen Kennungen und Metadaten, während Blockspeicher Daten in Blöcke fester Größe unterteilen und Dateispeicher Daten hierarchisch in Ordnern organisieren.
Um Datensicherheit und Datenschutz in der Cloud zu gewährleisten, implementieren die Anbieter mehrere Schutzschichten. Datenverschlüsselung, sowohl im Ruhezustand als auch bei der Übertragung, gewährleistet Vertraulichkeit, indem sie Daten in unlesbaren Chiffretext umwandelt. Zugangskontrollmechanismen , wie z.B. die rollenbasierte Zugangskontrolle (RBAC) oder die attributbasierte Zugangskontrolle (ABAC), regeln den Zugriff der Benutzer auf Daten auf der Grundlage ihrer Rollen und Privilegien. Sichere Datenübertragungsprotokolle wie HTTPS oder TLS schützen die Daten auf dem Weg zwischen dem Benutzer und dem Cloud-Speicher.
Cloud-Speicher bieten verschiedene Servicemodelle, darunter öffentliche, private und hybride Clouds.
- Öffentliche Clouds, wie Amazon S3 oder Google Cloud Storage, bieten Speicherdienste über das Internet an.
- Private Clouds sind einer einzigen Organisation vorbehalten, was eine bessere Kontrolle und Sicherheit gewährleistet.
- Hybride Clouds vereinen die Vorteile beider Varianten und ermöglichen die nahtlose gemeinsame Nutzung von Daten und Anwendungen zwischen öffentlichen und privaten Umgebungen.
Cloud-Anbieter bieten Speicherstufen wie Hot-, Cool- oder Archivspeicher an, die sich in Zugriffsgeschwindigkeit, Haltbarkeit und Kosten unterscheiden, so dass Benutzer die für ihre Speicheranforderungen am besten geeignete Option auswählen können. In dieser verteilten Infrastruktur werden die Daten in mehreren Rechenzentren gespeichert, die sich oft an verschiedenen geografischen Standorten befinden. Dadurch werden Redundanz, hohe Verfügbarkeit und Fehlertoleranz gewährleistet.
Was sind die verschiedenen Arten der Datenspeicherung?
Von Magnetbändern bis hin zu optischen Festplatten, von Servern vor Ort bis hin zu entfernten Cloud-Infrastrukturen können Daten an verschiedenen Orten gespeichert werden. Jeder Speichertyp hat unterschiedliche Leistungskennzahlen, wie Geschwindigkeit, Latenz, Kapazität und Haltbarkeit. Einige Lösungen legen den Schwerpunkt auf den schnellen Abruf von Daten und sind daher ideal für zeitkritische Vorgänge, während andere Lösungen auf die langfristige Aufbewahrung von Daten ausgerichtet sind, auch wenn dies auf Kosten der Abrufgeschwindigkeit geht. Die Bestimmung der am besten geeigneten Speicherlösung hängt von den Daten und den Bedürfnissen der Organisation ab.
Primärer Speicher
Der Primärspeicher im Cloud-Computing bezieht sich auf den Hauptspeicher, der für die vorübergehende Speicherung von Daten verwendet wird, während diese von Anwendungen verarbeitet werden oder auf sie zugegriffen wird. Diese Art von Speicher ist in der Regel flüchtig, d.h. die Daten gehen verloren, wenn der Strom abgeschaltet wird. Beispiele für Primärspeicher in der Cloud sind RAM und Cache-Speicher.
Sekundärer Speicher
Der Sekundärspeicher im Cloud-Computing besteht aus nichtflüchtigen Speichermedien, die zur langfristigen Speicherung von Daten verwendet werden, auch wenn der Strom abgeschaltet ist. Beispiele sind Festplattenlaufwerke (HDDs), Solid-State-Laufwerke (SSDs) und Cloud-Speicherdienste. Sekundärer Speicher ist für die Aufbewahrung digitaler Informationen, Backups und Archive in der Cloud unerlässlich. Cloud-Anbieter müssen Sicherheitsmaßnahmen wie Verschlüsselung und Zugriffskontrollen implementieren, um auf Sekundärspeichern gespeicherte Daten vor unbefugtem Zugriff und Datenverletzungen zu schützen.
Tertiärspeicher
Tertiärspeicher im Cloud-Computing bezieht sich auf langfristige Speicherlösungen mit hoher Kapazität, aber langsameren Zugriffszeiten im Vergleich zu Primär- und Sekundärspeichern. Dieser Speichertyp wird häufig für Archivierungs- und Sicherungszwecke verwendet, bei denen ein schnelles Abrufen keine Priorität ist. Beispiele für Tertiärspeicher in der Cloud sind Magnetbandbibliotheken und Cold Storage Services.
Offline-Speicher
Bei der Offline-Speicherung werden Daten auf einem Medium gespeichert, auf das ein Computersystem nicht kontinuierlich zugreifen kann. Um online zu gehen, ist ein menschliches Eingreifen erforderlich, z.B. das physische Anbringen eines Speichergeräts oder das Einlegen eines Sicherungsbands in ein Bandlaufwerk.
Im Zusammenhang mit der Cloud-Sicherheit kann Offline-Speicher für die Archivierung, Sicherung und langfristige Aufbewahrung von Daten verwendet werden, was eine angemessene Handhabung und Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Daten vor unbefugtem Zugriff oder Beschädigung erfordert.
Objektspeicher
Objektspeicher ist eine skalierbare und flexible Speicherarchitektur, die für die Speicherung großer Mengen unstrukturierter Daten entwickelt wurde. Es speichert Daten als Objekte, jedes mit einem eindeutigen Bezeichner, Metadaten und den Daten selbst. Beim Cloud-Computing bieten Objektspeicherdienste hochverfügbaren, verteilten und fehlertoleranten Speicher für große Datenspeicheranforderungen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Datei- oder Blockspeichersystemen ist Objektspeicher skalierbarer und kostengünstiger für die Speicherung großer Datenmengen, wie Mediendateien, Backups oder Protokolle. Sicherheitsmaßnahmen wie Verschlüsselung, Zugriffskontrolle und Datenklassifizierung schützen die Daten im Objektspeicher.
Netzwerk-Attached Storage
Ein Netzwerkspeicher (NAS) ist ein dediziertes Speichergerät, das mit einem Netzwerk verbunden ist und die dateibasierte Speicherung und Freigabe von Daten für mehrere Clients ermöglicht. In Cloud-Umgebungen bieten NAS-Lösungen einen zentralisierten Datenspeicher, der einfach verwaltet und skaliert werden kann und auf den Benutzer und Anwendungen innerhalb des Netzwerks zugreifen können.
NAS-Geräte verfügen oft über integrierte Datensicherungsfunktionen wie RAID, Snapshots und Backups.
Storage Area Network
Ein Storage Area Network (SAN) ist ein dediziertes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, das Zugriff auf konsolidierten Speicher auf Blockebene bietet. SANs werden in erster Linie in Unternehmensumgebungen für die Speicherung und den Abruf von Daten eingesetzt und unterstützen Anwendungen und Dienste, die hohe Leistung, geringe Latenz und Zuverlässigkeit erfordern. Beim Cloud-Computing können SANs dazu verwendet werden, große Datenmengen auf mehreren Speichergeräten zu speichern und so eine effiziente Datenverwaltung und einen schnellen Zugriff zu gewährleisten.
Zu den Sicherheitsmaßnahmen für SANs in der Cloud gehören Zoning, Maskierung der logischen Einheitennummer (LUN) und Verschlüsselung, um die Daten zu schützen und die Leistung und Integrität des Netzwerks zu erhalten.
Was sind strukturierte Daten?
Strukturierte Daten sind eine Art von Daten, die einer bestimmten und konsistenten Organisation oder einem bestimmten Format folgen, wodurch sie leicht durchsuchbar und abrufbar sind. Diese Organisation erfolgt häufig in Form von Zeilen und Spalten, ähnlich wie in einer Tabelle oder einem Tabellenkalkulationsblatt. In strukturierten Datensystemen hat jede Spalte einen bestimmten Datentyp, und jede Zeile enthält bestimmte Informationen oder Datensätze. Ein typisches Beispiel für strukturierte Daten ist eine relationale Datenbank, in der Daten in Tabellen mit vordefinierten Spalten für Attribute und Zeilen für einzelne Datensätze gespeichert werden.
Die strukturierte Natur dieser Daten bedeutet, dass das Schema oder der Bauplan im Voraus genau definiert ist. Diese präzise Konfiguration stellt sicher, dass alle Daten in eine vorher festgelegte Kategorie passen, wie z.B. der Name einer Person, die Adresse oder der Kaufbetrag.
Der Hauptvorteil von strukturierten Daten liegt in ihrer einfachen Analyse. Aufgrund des standardisierten Formats können Tools wie SQL (Structured Query Language) schnell relevante Informationen abfragen, bearbeiten und extrahieren.
Für Organisationen sind strukturierte Daten von zentraler Bedeutung, um Berichte zu erstellen, datengestützte Entscheidungen zu treffen und Abläufe zu optimieren. Ein E-Commerce-Unternehmen könnte beispielsweise eine strukturierte Datenbank verwenden, um den Bestand zu verfolgen, Kundenbestellungen zu verwalten und Umsatzprognosen zu erstellen. Die Effizienz strukturierter Daten bedeutet, dass selbst riesige Informationsmengen schnell analysiert werden können, um Erkenntnisse zu gewinnen, Trends vorherzusagen oder bestimmte Herausforderungen zu bewältigen.
Was sind unstrukturierte Daten?
Unstrukturierte Daten beziehen sich auf Daten, die keinem festen Format oder einer bestimmten Organisation gehorchen. Im Gegensatz zu strukturierten Daten, die fein säuberlich in Zeilen und Spalten kategorisiert sind, sind unstrukturierte Daten eher frei formuliert, was ihre Analyse und Verarbeitung erschwert. Gängige Beispiele für unstrukturierte Daten sind Textdokumente, E-Mails, Beiträge in sozialen Medien, Videos, Audioaufnahmen, Bilder und mehr.
Unstrukturierte Daten haben kein vordefiniertes Schema oder Modell, d.h. ihr Inhalt kann stark variieren und hat oft nicht die starre Struktur, die in relationalen Datenbanken zu finden ist. Aufgrund ihrer Vielfältigkeit können unstrukturierte Daten eine Herausforderung für die Speicherung, Verwaltung und Interpretation durch herkömmliche Datenbanksysteme darstellen.h
Trotz aller Herausforderungen sind unstrukturierte Daten jedoch von großem Wert, da sie oft nuancierte, qualitative Informationen enthalten, die strukturierten Daten wahrscheinlich entgehen würden. Organisationen zapfen dieses reiche Datenreservoir an, um Einblicke zu gewinnen und Entscheidungen zu treffen.
Um aus unstrukturierten Daten aussagekräftige Informationen zu extrahieren, werden häufig fortschrittliche Tools und Techniken wie die Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) für Textdaten oder Algorithmen für maschinelles Lernen für Bilder und Videos eingesetzt. Mit der Zunahme digitaler Interaktionen und der Erstellung von Inhalten sind unstrukturierte Daten von unschätzbarem Wert geworden, da sie tiefere Einblicke in menschliches Verhalten, Vorlieben und Trends bieten.
Was sind halb-strukturierte Daten?
Viele Organisationen haben mit strukturierten und unstrukturierten Daten zu kämpfen, was zum Aufkommen von halbstrukturierten Daten geführt hat. Semistrukturierte Daten schließen die Lücke zwischen der strengen Organisation strukturierter Daten und der nebulösen Natur unstrukturierter Daten. Anstatt sich an ein Tabellenformat zu halten, weisen halbstrukturierte Daten Organisationselemente auf, wie z.B. Tags, Hierarchien oder Markierungen zur Unterscheidung von Datenkomponenten.
Zu den semistrukturierten Daten gehören JSON- und XML-Formate, die Tags oder Schlüssel-Wert-Paare zur Kennzeichnung verschiedener Datenelemente verwenden. Seine Bedeutung im geschäftlichen Bereich kann nicht unterschätzt werden. Es bietet die Vielseitigkeit, die Organisationen oft benötigen, insbesondere wenn die Daten aus verschiedenen Quellen stammen oder die Notwendigkeit besteht, sich schnell an neue Datentypen anzupassen. Die Ausgewogenheit von Flexibilität und Struktur hilft Unternehmen bei der Gewinnung von Erkenntnissen aus einer Vielzahl von Datensätzen und erweist sich als unverzichtbar für Geschäftsanalysen und Big Data-Operationen.
Datenspeicherung in der Cloud
Cloud-Storage hat den Datenzugriff und die Datenspeicherung revolutioniert und bietet unzählige, auf die jeweiligen Bedürfnisse zugeschnittene Optionen. Im Kern gibt es drei Haupttypen: öffentliche, private und hybride Clouds. Öffentliche Clouds, die von Giganten wie Amazon, Google und Microsoft angeboten werden, stellen der Allgemeinheit Speicherdienste über das Internet zur Verfügung. Private Clouds hingegen werden ausschließlich von einer einzigen Organisation genutzt, was für mehr Sicherheit und Kontrolle sorgt. Hybride Clouds vereinen die Vorteile beider Systeme und ermöglichen die gemeinsame Nutzung von Daten und Anwendungen.
Inmitten dieser Speicheroptionen haben sich Datenseen als vielseitige Lösung herauskristallisiert. Data Lakes sind riesige Speichersysteme, die strukturierte, halbstrukturierte und unstrukturierte Daten in ihrer Rohform speichern können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Datenbanken, die eine Strukturierung der Daten erfordern, können Organisationen mit Data Lakes riesige Mengen an Rohdaten auslagern und diese strukturieren, wenn es Zeit für eine Abfrage ist.
FAQs zur Datenspeicherung
Cloud-Speicher bezieht sich auf den Service der Fernspeicherung von Daten in einer verteilten, von Cloud-Anbietern verwalteten Infrastruktur. Es bietet skalierbare, kosteneffiziente und flexible Speicherlösungen für verschiedene Datentypen, wie strukturierte, unstrukturierte oder halbstrukturierte Daten. Cloud-Speicher gewährleisten den Datenzugriff von jedem Ort mit einer Internetverbindung und bieten in der Regel Funktionen für Datenredundanz, Backup und Wiederherstellung.
Um die Datensicherheit in der Cloud zu gewährleisten, implementieren Organisationen Maßnahmen wie Verschlüsselung im Ruhezustand, Zugriffskontrollen und Datenklassifizierung.
Um Ihre Datenspeicherung zu sichern, sollten Sie robuste Verschlüsselungsmethoden implementieren, regelmäßig Sicherungskopien kritischer Daten erstellen und eine Mehrfaktor-Authentifizierung verwenden, während Sie gleichzeitig routinemäßig auf unbefugten Zugriff überwachen, was am besten mit einer DDR- und DSPM-Lösung möglich ist.
Digitale Informationen beziehen sich auf Daten, die unter Verwendung diskreter Werte gespeichert und verarbeitet werden, die in der Regel im binären Zahlensystem dargestellt werden. Im Kontext der Cloud-Sicherheit umfassen digitale Informationen Text, Bilder, Audio, Video und andere Formen von Daten, die in einer Cloud-Umgebung gespeichert und übertragen werden.
Die Wahrung der Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Daten in Cloud-basierten Systemen bedeutet, dass digitale Informationen vor unbefugtem Zugriff, Offenlegung oder Veränderung geschützt werden müssen.
Technische Kontrollen der Cloud-Datensicherheit bestehen aus Hardware- und Softwaremechanismen, die Daten und Systeme vor unbefugtem Zugriff, Offenlegung oder Veränderung schützen.
Zu den technischen Kontrollen gehören die Verschlüsselung von Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung, Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen für die Zugriffsverwaltung, Firewalls und Intrusion-Prevention-Systeme für die Netzwerksicherheit, Antiviren- und Antimalware-Software zum Schutz vor bösartigen Bedrohungen sowie Protokollierungs- und Überwachungstools zur Erkennung verdächtiger Aktivitäten. Die Implementierung robuster technischer Kontrollen ist für die Wahrung der Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Daten in einer Cloud-Umgebung unerlässlich.
Physische Kontrollen in der Cloud-Datensicherheit umfassen messbare Maßnahmen, die die Daten, Systeme und Einrichtungen einer Organisation vor unbefugtem Zugriff, Diebstahl oder Beschädigung schützen.
Zu den Kontrollen gehören physische Zugangsbeschränkungen mit Schlössern, Kartenzugangssystemen oder biometrischen Scannern, Überwachungskameras zur Überwachung sensibler Bereiche, sichere Arbeitsplatzkonfigurationen und Umgebungskontrollen wie Feuerlösch-, Überschwemmungsschutz- und Klimatisierungssysteme. Darüber hinaus sind sichere Entsorgungsverfahren für veraltete Hardware, Papierunterlagen und Speichermedien unerlässlich. Die Implementierung effektiver physischer Kontrollen hilft, die Datenbestände und die Infrastruktur einer Organisation in einer Cloud-Umgebung zu schützen.
