UNIVERSITAS
GUNADARMA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER &
TEKNOLOGI INFORMASI
TUGAS PENGANTAR TELEMATIKA
|
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
Terima kasih, yuk kunjungi juga website kami
BalasHapus