Selasa, 14 Januari 2014

Jaringan Komputer menggunakan Teknologi Virtualisasi




UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI


 TUGAS PENGANTAR TELEMATIKA

Jaringan Komputer menggunakan Teknologi Virtualisasi

      Nama Kelompok     :  Dwie Restiani (12110217)
                                         Febri Inayah    (12110681)
                                   Siti Soleha       (16110621)
    
      Kelas                        :  4KA11
     
      Jurusan                    :  Sistem Informasi






 
 






2013




Abstrak

Virtualisasi adalah cara untuk membuat komputer fisik bertindak bahwa seolah-olah komputer tersebut menjadi dua atau lebih komputer logika, dimana masing-masing komputer logika (nonfisik) mempunyai arsitektur dasar yang sama dengan komputer fisik. Virtualsasi digunakan untuk meningkatkan tingkat utilisasi dari komputer, karena sebagaimana kita ketahui, hampir semua komputer dalam keadaan nganggur (idle). Penggunaan kapasitas cpu berada dibawah 10% bahkan pada komputer server, kecuali pada cpu intensive applications. Paper ini akan membahas tentang mesin virtual (virtual machine), cluster, dan virtual cluster.
Kata Kunci : Cluster, Virtual Cluster, Virtual Mesin

DAFTAR ISI

               Hal
Halaman Judul.................................................................................................................... i
Abstrak.............................................................................................................................. ii
Daftar Isi.......................................................................................................................... iii
BAB 1. PENDAHULUAN.............................................................................................. 1
             1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 2
            2.1  Sejarah Virtualisasi...........................................................................................2
BAB 3  PENUTUP
              3.1  Kesimpulan.................................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................12













BAB 1
PENDAHULUAN
Latar Belakang

Teknologi virtualisasi adalah teknologi untuk membuat komputer fisik bertindak seolah-olah komputer tersebut adalah dua komputer nonfisik (komputer virtual) atau lebih. Masing-masing komputer nonfisik tersebut memiliki arsitektur dasar yang sama dengan komputer fisiknya. Ada berbagai cara untuk melakukan hal ini, tiap cara mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk membuat komputer fisik menjadi dua atau lebih komputer virtual, karakteristik perangkat kerasnya harus dikonstruksi kembali melalui perangkat lunak. Hal ini dapat dilakukan dengan lapisan perangkat lunak yang disebut abstraksi. Perangkat lunak abstraksi digunakan di banyak sistem perangkat lunak, termasuk di dalam keluarga sistem operasi windows. Windows Hardware Abstraction Layer (HAL) adalah sebuah contoh yang bagus dari sebuah abstraksi. Windows HAL menyediakan cara yang umum untuk semua driver guna berhubungan dengan perangkat keras yaitu dalam format yang umum. Hal ini membuat pekerjaan untuk membuat perangkat lunak dan driver menjadi lebih mudah karena developer tidak perlu menulis perangkat lunak khusus untuk tiap merek atau tipe dari komputer yang akan menjalankan perangkat lunak mereka. Abstraksi, dimana berhubungan dengan virtualisasi, adalah representasi dari sekumpulan perangkat keras umum yang keselurahnnya digerakkan oleh perangkat keras. Pada dasarnya abstraksi adalah perangkat yang bertindak sebagai perangkat keras. Teknologi virtualisasi mengijinkan instalasi dari sistem operasi pada perangkat keras yang sebenarnya tidak ada.
Virtualisasi adalah konsep yang mengijinkan komputer untuk dibagi dalam beberapa lingkungan pada saat yang sama. Lingkungan ini dapat saling berhubungan atau bahkan tanpa saling berhubungan sama sekali. Sebuah lingkungan mungkin bisa jadi sadar atau tidak bahwa lingkungan tersebut berjalan di lingkungan virtual. Lingkungan biasa disebut dengan mesin virtual (Virtual Machine (VM)). VM akan selalu menjadi rumah bagi sistem operasi (misalnya Linux, Windows, etc). Instalasi sistem operasi ini biasa disebut sebagai sistem operasi tamu (Guest operating systems). Instruksi untuk VM biasanya diewatkan langsung ke perangkat keras sehingga memungkinkan lingkungan untuk beroperasi lebih cepat dan efisien dari sistem emulasi, meskipun instruksi yang lebih komplek harus diperangkap dan diterjemahkan untuk menjamin kompatibilitas dan abstraksi dengan perangkat keras fisik. Didalam komputer yang memjadi tuan rumah virtualisasi, komputer tersebut mempunyai sekumpulan perangkat keras tempat dimana sistem operasi diinstal (linux, Windows, atau yang lain). Sistem operasi mempunyai platform virtual terinstal dalam satu atau lebih mesin virtual yang bertindak sebagai perangkat keras yang terpisah dan mempunyai kemampuan untuk diinstal sistem operasi padanya, seperi terlihat pada Gambar

















BAB 2
2.SEJARAH VIRTUALISASI
Diawal tahun 1960 an, IBM mengenalkan Time Sharing, yang mana merupakan pendorong utama dibidang virtualisasi. Pada tahun 1964 IBM mengenalkan IBM System/360, yang menyediakan kemampuan virtualisasi yang terbatas dan di buat oleh seorang legendaris yaitu Gene Amdhal. Kemudian, pada tahun yang sama CP-40 dirilis dan menggunakan kata mesin virtual dan memori virtual.
Pada tahun 1998, VMware ditemukan oleh Diane Greene dan suaminya Dr. Mendel Rosenblum bersama dengan mahasiswanya dari Universitas Stanford dan teman kerjanya dari Berkeley. Pada Oktober 1998, penemu ini mematenkan penemuannya tentang teknik virtualisasi, berdasarkan penelitian yang dilaksanakan di Universitas Stanford. Paten tersebut dikabulkan pada tanggal 28 Mei 2002. Rencana virtualisasi Microsoft di fokuskan kepada rehosting aplikasi, konsolidasi server, dan otomatisasi pembangunan perangkat lunak dan lingkungan pengujian. Mereka merilis produk virtualisasi mereka pertama kali yaitu Microsoft Virtual PC 2004 [1]

3. EMULASI DAN SIMULASI
Emulasi adalah konsep yang mengijinkan sebuah lingkungan untuk berakting sebagai sebuah lingkungan yang lain. Ini dapat digambarkan sebagai impersonasi yang canggih. Lingkungan adalah platform untuk eksekusi, sistem operasi atau arsitektur perangkat keras. Instruksi di terjemahkan dari lingkungan eksekusi ke instruksi yang sebenarnya, yaitu yang dipahami oleh lingkungan yang sebenarnya. Emulasi digunakan
untuk menjalankan tiruan lingkungan, pengembangan sistem operasi dan pengujian perangkat lunak. Lingkungan yang diemulasi menyandang beban performa yang besar karena tambahan beban yaitu pernerjemahan instruksi, bila dibandingkan dengan teknik virtualisasi.
Simulasi adalah konsep dimana lingkungan meniru lingkungan yang lain. Peniruan ini menerima input yang sudah didefinisikan sebelumnya dan menyediakan respon yang sudah didefinisikan sebelumnya. Hal ini merupakan cara termudah dan konsep paling sederhana untuk diimplementasikan. Lingkungan adalah platform tempat eksekusi, sistem operasi dan arsitektur perangkat keras. Simulator digunakan secara berbeda dibandingkan dengan emulasi atau virtualisasi. Meraka pada dasarnya digunakan di dalam perangkat keras, desain dan prototipe mikrocip. Dengan melakukan hal ini pengujian dapat dilakukan pada perangkat keras dan mikrocip yang akan dibuat. Hal ini mengurangi biaya dan resiko yang berhubungan dengan kesalahan yang dibuat pada perangkat keras dan chip sebelum meraka di buat secara masal. [1].

4. TIPE DARI VIRTUALISASI

4.1. Full Virtualization (Virtualisasi Penuh)
Virtualisasi penuh yang biasa disebut dengan native virtualization. Model ini menggunakan mesin virtual yang menjembatani antara sistem operasi tamu dan perangkat keras aslinya, lihat Gambar 2. Menjembatani adalah kunci dari teknik ini, karena VM menjembatani antara sistem operasi tamu dengan perangkat keras. Beberapa instruksi yang dilindungi harus diperangkap dan ditangani dalam hypervisor karena perangkat keras dibawahnya tidak dimiliki oleh sistem operasi, tetapi diakses melalui hypervisor. [2]
Virtualisasi penuh lebih cepat daripada emulasi perangkat keras, tapi performanya lebih lambat dari perangkat keras langsung, karena jembatan/mediasi hypervisor. Keuntungan terbesar dari virtualisasi penuh adalah sistem operasi dapat dijalankan tanpa dimodifikasi. Batasan yang dimiliki hanyalah bahwa sistem operasi harus mendukung perangkat keras dibawahnya. Beberapa perangkat keras menimbulkan masalah pada metode virtualisasi penuh ini. Sebagai contoh beberapa instruksi yang sensitif yang perlu ditangani oleh VM tidak terperangkap. Oleh karena itu, hypervisor harus memindai mode pemerangkap khusus secara dinamis untuk menangani hal ini. VMware ESX Server dan Microsoft Virtual Server menggunakan tipe virtualisasi penuh. Overhead lebih penting pada tipe ini karena membutuhkan penerjemahan, pemerangkapan, dan emulasi dari beberapa instruksi. Intel® and AMD™ mulai menyediakan perangkat keras yang mendukung virtualisasi melalui Intel VT and AMD-V™, sehingga mengurangi overhead
5. KEUNTUNGAN DARI VIRTUALISASI
Keuntungan operasional dan finansial dari virtualisasi adalah kunci dari komputasi enterprise dan lingkungan pengembangan perangkat lunak dapat disediakan oleh Virtualisasi. Berikut ini adalah keuntungan utama dari virtualisasi. [3]
5.1. Menggunakan perangkat keras yang ada dengan lebih baik
Beberapa dekade teakhir, prosesor telah berubah dari 8 bit ke 16 bit ke 32 bit dan sekarang ke 64 bit. Tiap perkembangan ini akan menaikkan ukuran prosesor dan meningkat jumlah memori dan ukuran media penyimpan yang dapat diakses oleh prosesor. Begitu juga dengan kecepatan dan kepadatan prosesor terus bertambah, dimana saat ini prosesor dapat dengan mudah melampaui 2 GHz, dan mempunyai banyak inti prosesor di tiap cipnya.
Menjalankan beberapa mesin virtual pada server yang telah ada akan mengefisienkan penggunaaan server tersebut. Multi prosesor atau multi-core system bahkan dapat menjalankan mesin virtual yang berbeda pada inti prosesor yang berbeda, hal ini mengambil keuntungan dari tiap inti prosesor.
5.2. Mengurangi Harga Perangkat Keras
Dengan virtualisasi tidak diperlukan lagi untuk membeli perangkat keras baru bila diinginkan untuk menambah server atau layanan. Menambah server atau layanan akan menambah kepuasan pelanggan/pengguna.
5.3. Mengurangi Infrastruktur IT
Setiap server fisik menggunakan listrik tertentu, ruang tertentu dan sistem pendinginan tertentu. Dengan mesin virtual maka kebutuhan listrik, kebutuhan ruang dan sistem pendingin tetap.
5.3. Menyederhanakan Sistem Administrasi
Menjalankan beberapa mesin virtual pada sebuah mesin fisik, mempengaruhi kesehatan dari sistem tersebut dan membutuhkan sebuah infrastruktur perangkat lunak untuk migrasi atau cloning bila terjadi kesalahan perangkat keras.
5.3. Meningkatkan Uptime Dan Mempercepat Failure Recovery
Portabilitas dari mesin virtual akan mebuatnya mudah untuk dipindahkan dari server yang lain jika ada kesalahan perangkat keras. Mesin virtual Xen dapat dipindahkan tanpa menggangu performanya, proses migrasinya transparan bila dilihat oleh pengguna, dan proses yang menggunakannya.

5.4. Menyederhanakan Ekspansi Kapasitas
Mesin virtual dapat dipindahkan dari satu mesin fisik ke mesin fisik yang lain sehingga bisa mengambil keuntungan dari peningkatan perangkat keras, seperti CPU yang lebh kuat, tambahan inti CPU, tambahan memori, tambahan dan kartu jaringan dan lain-lain.
5.5. Lebih sederhana dalam dukungan perangkat lunak asli
Dengan menjalankan sistem operasi dalam partisi logika, pengguna dapat meningkatkan ke sistem operasi yang baru, tanpa kehilangan kemampuan untuk mengoperasikan perangkat lunak aslinya.
5.6. Menyederhanakan Pengembangan System-Level
Solusi tradisional untuk testing kernel dan driver adalah dengan me-reboot kernel tersebut, tapi dengan adanya mesin virtual, maka reboot menjadi lebih cepat dari pada reboot pada mesin fisik. Pendekatan ini juga penting untuk low-level debugging jika memakai mesin virtual karena lingkungan pengembangan, sistem pengembangan dan mesin virtual semuanya dapat berada dalam satu desktop pada waktu yang sama.
5.7. Menyederhanakan Instalasi dan Deployment Sistem
Dengan menggunakan sistem pengembangan yang tidak tergantung dengan perangkat keras tertentu, maka akan sangat mudah untuk migrasi sistem tersebut ke tempat yang lebih cepat, lebih kuat, lebih baik perangkat input outputnya dan seterusnya.
5.8. Menyederhanakan sistem dan Testing Aplikasi
Instalasi produk perangkat lunak yang tidak membutuhkan perangkat keras khusus dan mengujinya pada banyak sistem operasi yang berbeda akan menjadi mudah dengan adanya virtualisasi server.

6. KERUGIAN VIRTUALISASI
Banyak alasan untuk menggunakan virtualisasi dalam lingkungan komputasi. Walau demikian tetap saja masih ada kekurangan dari adanya teknologi virtualisasi yaitu [3].
6.1. Satu Titik Kesalahan
Kelemahan dari virtualisasi server adalah menaikkan kemungkinan kesalahan pada sebuah perangkat keras yang ditempati oleh beberapa server virtual. Jika banyak server dan layanan yang berhubungan dengannya berjalan pada mesin masing-masing, maka kesalahan pada satu mesin akan berakibat hanya pada satu server saja. Berbeda dengan beberapa server yang menempati sebuah mesin, kesalahan pada mesin akan mengakibatkan kesalahan pada seluruh server virtual.
Untuk menangani hal ini maka ada langkah dan rencana khusus, yang diantaranya adalah:
1. Set up perangkat keras cadangan seperti network interface cards pada sistem host, dan satukan seluruhnya sehingga kesalahan pada sebuah kartu akan terlihat oleh mesin virtual.
2. Beli dan pelihara perangkat keras duplikat untuk sistem fisik yang ditempati oleh mesin virtual yang penting.
3. Replikasikan mesin virtual yang ditempati oleh layanan yang amat penting ke seluruh perangkat keras, sehingga kesalahan pada perangkat keras yang satu dapat diback up perangkat keras yang lain.
4. Jalankan perangkat lunak sistem monitoring terpusat untuk memberi tahu bila ada kesalahan perangkata keras atau perangkat lunak sebelum kesalahan itu menjadi kritis. Hal ini memberi kesempatan untuk memindahkan layanan yang terpengaruh ke mesin fisik yang lain

6.2. Kepadatan Saluran Jaringan
Sebagian besar sistem virtualisasi penuh menggunakan kartu jaringan virtual, subnet virtual dan menjembatani paket untuk dipetakan ke perangkat keras fisik. Jika host fisik hanya menyediakan sebuah kartu jaringan, dan menjalankan beberapa mesin virtual yang mengeksekusi network intensive task, maka permintaan layanan ke sebuah kartu jaringan menjadi sangat padat. Untuk menangani hal ini, adalah dengan menginstal beberapa kartu jaringan pada host fisik dan menghubungkan masing-masing kartu ke mesin virtual. Sayangnya dengan menerapkan hal ini akan menambah kesulitan dalam memigrasi sebuah mesin virtual dari mesin fisik yang satu ke mesin fisik yang lain.
6.3. Menaikkan Kompleksitas Jaringan dan Waktu Debug
Penggunaan virtual network interfaces dan mesin virtual membuat manajemen jaringan menjadi lebih rumit, sehingga desain dan perancangan infrastruktur mesin virtual harus sangat cermat dan memakan banyak waktu.
6.4. Menaikkan kompleksitas Administrasi
Sebelumnya telah disebutkan tentang menyederhanakan sistem administrasi. Hal ini tidak berlaku bila menggunakan sistem manajemen terdistribusi yang tidak mengenal mesin virtual. Untuk itu berhati-hatilah saat membeli virtual mesin, yaitu virtual mesin yang dapat berkomunikasi dengan sistem manajemen terdistribusi.

7. KOMPUTER CLUSTER
Sebagian besar komputer saat ini bekerja dengan 32 bit pada waktu yang sama, bahkan ada yang bekerja dengan operasi 64 bit, yang mirip dengan menaikkan lebar

alur tanpa hambartan. Metode lain untuk menaikkan performa adalah dengan menaikkan clock speed, yang mirip dengan menaikkan batas kecepatan maksimum. Jadi komputer modern sangat mirip dengan jalan bebas hambatan yang sangat lebar dan batas kecepatan maksimum yang sangat tinngi [5].
Walaupun demikian tetap saja ada batas performa yang dapat dicapai hanya dengan menambah clock speed atau lebar bus. Sebagai pengganti sebuah komputer, kenapa tidak menggunakan banyak komputer untuk memecahkan masalah?
Dalam bentuk yang paling sederhana, cluster adalah dua atau lebih komputer yang bekerja sama untuk menyelesaikan masalah. Jangan rancu dengan model komputasi client-server, dimana sebuah aplikasi mungkin secara logika satu atau dua klien meminta layanan ke satu atau lebih server. Ide dibalik cluster adalah menggabungkan kekuatan komputasi dari simpul yang terlibat untuk memberikan skalabilitas yang lebih tinggi, lebih komplek, atau membuat cadangan untuk memastikan ketersediaan kekuatan komputasi. Jadi tidak hanya sesederhana dimana klien meminta ke satu atau lebih server, cluster menggunakan beberapa mesin untuk menyediakan lingkungan komputasi yang lebih kuat melalui single system image [6].
Cluster dapat dibagi menjadi dua kategori: High Availability (HA) dan High-Performance Computing (HPC). Cluster HA menyediakan layanan yang sangat dapat diandalkan sedangkan Cluster HPC menyediakan kekuatan komputasi yang lebih dari sebuah komputer.

8.1. Tipe dari Virtual Cluster

Dengan mengkombinasikan virtualisasi dan HA clustering sangat mungkin untuk mengambil keuntungan dari naiknya tingkat kemudahan manajemen dan menghemat konsolidasi server melalui virtualisasi tanpa mengurangi uptime dari server kritis [9].

9.2. Virtual/virtual, sebuah mesin fisik (single physical machine)

Tipe dari cluster virtual ini berguna untuk lingkugan pengujian tetapi tidak melindungi dari kesalahan perangkat keras dan melindungi dari kernel panics (hardware atau paravirtualization).


9.3. Virtual/physical
Simpil pasif dapat dibuat lebih lemah, mirip dengan “physical/virtual”, tetapi peran pasif dan aktif dipertukarkan. Simpul aktif harus dibuat lebih kuat.

9.4. Physical/physical with fail-/switchover of virtual machines
Gambar 10. Virtual Cluster Physical/physical dengan fail-/switchover dari virtual machines
Konfigurasi cluster yang sederhana dengan hanya satu buah HA. Cluster manajer berjalan secara langsung dalam mesin fisik. Tidak dibutuhkan perubahan yang cluster spesifik untuk aplikasi HA. Sangat bagus untuk virtualisasi sistem operasi (waktu boot dari mesin virtual).














BAB IV
PENUTUP

Dalam Jurnal ini dapat di simpulkan teknologi virtualisasi adalah teknologi untuk membuat komputer fisik bertindak seolah-olah komputer tersebut adalah dua komputer nonfisik (komputer virtual) atau lebih. Masing-masing komputer nonfisik tersebut memiliki arsitektur dasar yang sama dengan komputer fisiknya. Ada berbagai cara untuk melakukan hal ini, tiap cara mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk membuat komputer fisik menjadi dua atau lebih komputer virtual, karakteristik perangkat kerasnya harus dikonstruksi kembali melalui perangkat lunak. Hal ini dapat dilakukan dengan lapisan perangkat lunak yang disebut abstraksi.
Selain itu virtualisasi pun memiliki beberapa keuntungan dan kerugian apabila menggunakan teknologi virtualisasi itu sendiri. Virtualisasi pun memiliki dua tipe yaitu full virtualization dan para-virtualization.

















DAFTAR PUSTAKA


[1] David Marshall, Wade A. Reynolds, and Dave McCrory, Advance Server
      Virtualization, Auerbach Publications, 2006
[2] Shannon Meier, Bill Virun, Joshua Blumert, and M. Tim Jones, IBM Systems




Tidak ada komentar:

Posting Komentar