4. Microsoft Hyper-V. Microsoft mengeluarkan perangkat lunak virtualisasi server baru yang diberi kode Veridian karena produk
2.10 Prasyarat Fitur DRS dan VMotion dari layanan VI3
Diperlukan desain dan konfigurasi sistem yang tepat agar fitur VMotion dan DRS dapat berjalan dengan baik. DRS akan bekerja dengan baik apabila kebutuhan sistem terkait dengan VMotion terpenuhi. Persyaratan yang harus dipenuhi yaitu:
1. Media penyimpanan data yang digunakan harus dapat diakses oleh semua host yang tergabung di klaster (shared storage),
2. Prosesor yang digunakan harus kompatibel,
3 Jaringan Ethernet Gigabit yang terpisah dari jaringan produksi, 4 VirtualCenter Server yang menjalankan fitur DRS dan VMotion.
4.10.1 Jaringan Ethernet Privat
Konfigurasi VI3 mengharuskan agar setiap host memiliki minimal 2 NIC. NIC pertama akan berfungsi sebagai jalur komunikasi antara sejumlah VM di
dalam host dengan dunia luar. NIC kedua akan berfungsi untuk menjalankan fitur-fitur VI3 seperti VMotion, DRS, dan HA. Penyediaan jalur komunikasi khusus ini dimaksudkan agar ketika terjadi migrasi VM, jalur komunikasi untuk menyediakan layanan ke pengguna tidak terganggu.
Penggunaan Gigabit Ethernet juga mendukung proses VMotion. Pada Sub Bab 2.10.3 akan dipaparkan bahwa data-data terkait VM di datastore tidak perlu disalin antar host yang terlibat dalam proses VMotion, hanya data-data terkait VM yang tersimpan di memori host asal saja yang disalin. Proses penyalinan data di memori ini akan berlangsung cepat apabila didukung oleh jalur komunikasi data yang lebar.
4.10.2 Kompabilitas Prosesor
Diperlukan prosesor yang kompatibel antara host asal dengan host tujuan agar VMotion dapat berjalan. Kompatibilitas ini diperlukan agar prosesor di host tujuan dapat melanjutkan eksekusi program dengan instruksi-instruksi yang ekuivalen, dari keadaan setelah proses penyelaan (pause) VM.
Kompatibilitas ini bukan berarti kecepatan clock dan ukuran cache harus sama, namun kompatibilitas yang dimaksud adalah:
Kedua prosesor harus berasal dari vendor yang sama, misal Intel atau AMD,
Kedua prosesor harus berasal dari keluarga prosesor yang sama. Misal pada Intel terdapat keluarga prosesor Xeon dan Itanium.
Poin kedua harus dicermati, di mana kedua prosesor dari keluarga yang sama, belum tentu mendukung fitur VMotion. Misal terdapat perubahan arsitektur yang sangat drastis seperti ekstensi 64 bit dan SSE3. Untuk mencegah masalah, sebaiknya digunakan prosesor yang identik di semua host. Misal seluruh host menggunakan prosesor Intel Xeon seri 5500 yang mendukung teknologi virtualisasi.
4.10.3 Shared Storage SAN
Storage Area Network (SAN) adalah jaringan perangkat penyimpanan data dan switch berkecepatan tinggi yang terkoneksi ke sistem komputer (Anonim, 2006b). SAN merepresentasikan kumpulan perangkat penyimpanan data ke sejumlah server. Setiap server dapat mengakses ruang penyimpanan data seperti mengakses media penyimpanan data yang tersambung langsung dengan mesin server tersebut. SAN menyediakan keuntungan berupa manajemen tersentralisasi, sharing data ke sejumlah server, backup dan restore data secara cepat dan efisisen, pemulihan bencana, dan ketersediaan yang tinggi.
SAN memiliki 3 komponen, yaitu (Anonim, 2006b): 1. Host
2. Penghubung
3. Ruang penyimpanan data (storage).
Komponen-komponen tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.18 Komponen SAN
Komponen host adalah server dan komponen-komponen pendukung yang menghubungkan server dengan jaringan SAN, yaitu Host Bus Adapter (HBA) dan driver HBA. HBA adalah pintu untuk menghubungkan server dengan jalur koneksi dan mengubah data digital ke sinyal optik, sedangkan driver HBA berfungsi menghubungkan sistem operasi dengan HBA.
Komponen penghubung berfungsi menghubungkan host dengan perangkat penyimpanan data. Komponen ini terdiri dari SAN switch, router data, kabel, dan protokol komunikasi. SAN switch berfungsi untuk menghubungkan server, perangkat penyimpanan data, dan switch lain. Router data berfungsi sebagai penghubung antara perangkat SCSI dengan perangkat FC (Fibre Channel). Kabel yang digunakan di SAN berjenis fibre optic. Dan yang terakhir adalah protokol komunikasi yang menggunakan protokol FC. Protokol FC mendukung konfigurasi point-to-point, loop, dan topologi dengan switch.
Komponen media penyimpanan data adalah Storage Processors (SP) dan disk array. SP berkomunikasi secara langsung dengan disk array dan menyediakan fungsionalitas LUN. Disk array adalah kumpulan dari perangkat disk. Disk array biasanya menggunakan konfigurasi RAID (Redundant Array of Independent Disk). RAID digunakan untuk menyediakan kapasitas, redundansi, dan performa. Terdapat beberapa tipe level yang dapat digunakan, antara lain mirroring, stripping, duplexing, dan parity. RAID ekuivalen dengan sebuah volume atau 1 unit LUN. LUN kemudian dikenali oleh server sebagai sebuah logical drive.
Proses permintaan data yang terjadi di SAN adalah:
1. Ketika host akan mengakses perangkat penyimpanan data di SAN, host tersebut akan mengirimkan permintaan,
2. Permintaan tersebut kemudian diterima HBA untuk selanjutnya dikonversi dari data digital menjadi sinyal optik agar dapat dikirim melalui kabel fibre optic,
3. Konversi tersebut mengikuti aturan protokol FC,
4. Kemudian permintaan yang telah dienkapsulasi dikirimkan ke SAN, 5. SAN switch menerima permintaan kemudian meneruskan ke SP. SP
Penggunaan shared storage SAN membuat proses VMotion berlangsung cepat, karena data terkait VM di datastore tidak perlu disalin dari host asal ke host tujuan. Seluruh host dapat mengakses datastore yang dibangun dengan SAN sehingga ketika terjadi VMotion, hanya data VM yang tersimpan di memori host asal saja yang disalin ke memori host tujuan. Selebihnya hanya pemberian akses kepada host tujuan ke data VM di datastore.
4.10.4 VirtualCenter Server
VirtualCenter (VC) Server mutlak diperlukan agar fitur DRS dan VMotion dapat berjalan. VC merupakan „otak‟ yang mengatur dan memonitor kondisi hosthost yang tergabung dalam klaster. VC begitu penting untuk infrastruktur virtual yang dibangunmenggunakan VI3. Namun VC tidak dapat dikatakan sebagai SPOF (Single Point of Failure). Tanpa VC, host-host tetap akan berjalan dengan normal, namun beberapa fitur VI3 seperti DRS dan VMotion tidak dapat digunakan. Pengawasan dan manajemen host masih dapat dilakukan melalui browser web maupun konsol yang dikoneksikan langsung ke ESX Server.
4.11 Validasi
Berikut ini adalah beberapa metode yang digunakan untuk membuktikan bahwa infrastruktur yang dibangun dapat mencapai tujuan penelitian. Infrastruktur yang dibangun diharapkan memenuhi kriteria fleksibilitas dalam hal:
1. Layanan yang diberikan oleh server tidak mengalami gangguan ketika mesin server mengalami perawatan perangkat keras,
2. Alokasi sumber daya prosesor dan memori dapat disesuaikan dengan beban kerja sehingga utilisasi perangkat keras optimal.
Untuk membuktikan optimalisasi utilisasi, beban kerja pada salah satu host yang tergabung di dalam klaster akan ditambah, sehingga host tersebut memiliki beban kerja dan utilisasi yang tinggi. Dengan kondisi ini, fitur DRS akan bekerja untuk mengurangi beban kerja di host tersebut. DRS akan memindahkan (migrasi) sejumlah VM ke host yang memiliki utilisasi prosesor atau memori yang rendah.
Kemudian digunakan 2 pengujian untuk membuktikan pengaruh migrasi VM terhadap ketersediaan layanan. Pengujian pertama adalah mengirimkan paket ICMP („ping‟) untuk mengetahui kondisi VM. Kemudian dilanjutkan dengan pengujian kedua, yaitu membandingkan durasi pengiriman file ke VM FTP Server antara kondisi VM tidak migrasi dengan kondisi VM migrasi.
4.11.1 Pengukuran Optimalisasi Utilisasi Prosesor dan Memori
Ketersediaan layanan berhubungan dengan jenis masalah yang boleh dialami oleh suatu server. Masalah dapat ditoleransi selama masalah tersebut tidak menimbulkan penurunan kinerja yang signifikan. Dalam artian pengguna layanan dapat terus bekerja tanpa menyadari masalah yang terjadi. Durasi downtime yang sama dapat menimbulkan efek yang berbeda pada jenis layanan yang berbeda. Pada layanan VoIP, gangguan 1 detik berulang kali dalam periode yang singkat tentu akan mengganggu komunikasi pengguna. Namun downtime 1 detik pada web server tidak akan dirasakan oleh pengguna. VMware mengklaim bahwa VMotion akan menghasilkan zero-downtime, artinya masalah yang mungkin terjadi ketika migrasi VM tidak akan disadari oleh pengguna (Anonim, 2009b).
Tingkat ketersediaan layanan dapat diukur dengan penghitungan matematis berdasarkan informasi yang telah dihimpun selama durasi waktu tertentu. MTBF (Mean Time Between Failure) adalah rata-rata waktu uptime dan MTTR (Mean Time to Repair) adalah rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan layanan setelah downtime terjadi. Calzolari (2009) menggunakan rumus tingkat availabilitas berikut sebagai metode validasi pada penelitian yang telah dilakukan:
Jika downtime yang dihasilkan ketika perawatan perangkat keras diandaikan 1 detik, kemudian rata-rata waktu di antara perawatan adalah 24 jam (86400 detik), akan dihasilkan tingkat ketersediaan yang sangat tinggi, yaitu 99,999%. Kemudian jika melihat klaim VMware pada Anonim (2009b), yang mengatakan bahwa downtime layanan mendekati nilai 0 detik (berkisar dalam
gangguan layanan, maka tingkat ketersediaan dapat dianggap 100% (zero-downtime).
Keterbatasan waktu dan peraturan agar tidak mengganggu sistem yang sudah berjalan di data center PT XYZ, membuat pengujian perawatan mesin server disimulasikan dengan migrasi sejumlah VM secara sengaja dari host A ke host B, di mana di host A diumpamakan akan dilakukan perawatan perangkat keras. Selama migrasi tersebut, dimungkinkan melakukan 2 pengujian untuk mengetahui efek dari migrasi VM terhadap layanan, yaitu:
1. Efek migrasi VM terhadap kondisi VM,
2. Efek migrasi VM terhadap ketersediaan layanan FTP.
Salah satu metode sederhana untuk mengetahui kondisi komputer yang terhubung ke jaringan adalah dengan pengiriman paket ICMP (McCain dan Rivera, 2008). Dengan mengirimkan paket ICMP ke VM yang sedang migrasi, dapat diketahui efek migrasi terhadap kondisi VM. Jika keluaran „ping‟ adalah request timed out (RTO), maka dapat disimpulkan bahwa VM tersebut tidak terhubung ke jaringan atau tidak aktif. Ping dilakukan secara terus menerus, beberapa saat sebelum migrasi dilakukan, ketika migrasi sedang berlangsung dan beberapa saat setelah migrasi berhasil dilakukan. Pada Windows, perintah yang diberikan ke command prompt adalah:
ping -t
Ping secara terus menerus dilakukan karena durasi migrasi VM tidak tetap. Pada infrastruktur VI3 di PT XYZ, durasi migrasi VM berkisar antara 1 hingga 3 menit. Durasi waktu yang relatif lama ini dipengaruhi oleh ukuran VM di memori host.
Pengujian kedua adalah menghitung durasi yang diperlukan untuk pengiriman transfer file dari komputer fisik ke server virtual. Tujuan dari pengujian ini adalah mengetahui efek migrasi VMterhadap suatu layanan, dalam hal ini layanan FTP (File Transfer Protocol). Dilakukan 2 macam percobaan, yaitu pengiriman file ke VM FTP ketika VM tersebut migrasi dan ketika tidak migrasi.
Durasi waktu yang diperoleh dari kedua percobaan tersebut kemudian dibandingkan untuk melihat efek migrasi file terhadap layanan FTP.
Hasil pengujian seharusnya akan memperlihatkan bahwa layanan FTP tidak mengalami gangguan. FTP menggunakan TCP (Transfer Control Protocol) yang mendukung pengiriman ulang paket jika sejumlah paket rusak, sehingga integritas file yang dikirimkan terjaga. Ini dapat dibuktikan dengan melakukan penghitungan message digest MD5 terhadap file sebelum dan sesudah pengiriman. Pada FTP Server normal, jika server mengalami perawatan, maka transfer file yang sedang berjalan akan terputus, sehingga sesi pengguna terhenti. Namun tidak demikian di infrastruktur virtual, perawatan dapat dilakukan walaupun terdapat sesi FTP yang aktif. Sesuatu yang fleksibel, karena perawatan server dapat dilakukan kapan saja.
Hasil pengujian seharusnya akan memperlihatkan bahwa layanan FTP tidak mengalami gangguan. FTP menggunakan TCP (Transfer Control Protocol) yang mendukung pengiriman ulang paket jika sejumlah paket rusak, sehingga integritas file yang dikirimkan terjaga. Ini dapat dibuktikan dengan melakukan penghitungan message digest MD5 terhadap file sebelum dan sesudah pengiriman. Pada FTP Server normal, jika server mengalami perawatan, maka transfer file yang sedang berjalan akan terputus, sehingga sesi pengguna terhenti. Namun tidak demikian di infrastruktur virtual, perawatan dapat dilakukan walaupun terdapat sesi FTP yang aktif. Sesuatu yang fleksibel, karena perawatan server dapat dilakukan kapan saja.
4.11.2 Pengukuran Tingkat Ketersediaan Layanan
Peningkatan utilisasi sumber daya prosesor dan memori disebabkan oleh kenaikan beban kerja yang dialami server. Frekuensi penggunaan layanan yang tinggi ketika jam operasi kantor, akan membuat beban kerja VM lebih tinggi daripada waktu istirahat. Secara akumulasi, peningkatan beban kerja sejumlah VMakan meningkatkan beban kerja suatu host. Peningkatan beban kerja tersebut
penelitian ini, beban kerja dilihat secara umum pada host, yang di dalamnya terdapat sejumlahVM. Ruang lingkup penelitian ini tidak termasuk pada jenis-jenis layanan yang mempengaruhi beban kerja masing-masing VM.
Faktor lain yang dapat meningkatkan beban kerja host adalah perkembangan bisnis perusahaan. Perkembangan bisnis akan memerlukan dukungan berupa layanan-layanan berbasis TI yang baru sehingga perlu dilakukan penambahan sejumlah VM ke suatu host. Penambahan sejumlah VM juga akan meningkatkan beban kerja host tersebut, karena masing-masing VM membutuhkan sumber daya prosesor dan memori dari host tersebut.
Dengan menyesuaikan operasi TI yang tengah berjalan di PT. XYZ, metode validasi yang dapat dilakukan adalah menambah sejumlah VM untuk menambah beban kerja pada salah satu host, yaitu host x untuk kemudian melihat fitur DRS bekerja. Dengan bertambahnya jumlah VM, host x membutuhkan sumber daya prosesor dan memori yang lebih banyak agar performa host dan VM di dalamnya tetap baik. Modul DRS yang menyadari beban kerja yang sudah melampaui kemampuan host x, kemudianmelakukan kalkulasi denganmelihat kondisi beban kerja dan penggunaan sumber daya perangkat keras di host-host lain yang tergabung dalam klaster. Dengan melihat hasil kalkulasi dan aturan-aturan, misal aturan affinity dan aturan maksimal penggunaan sumber daya, DRS akan memberikan rekomendasi ke VC Server, berupa VM-VM mana saja yang dapat dipindahkan. Dengan demikian, beban kerja pada host x akan berkurang, sehingga performanya tetap terjaga.
Di lain sisi, migrasi untuk mengkonsolidasi VM ke host lain akan membuat utilisasi sumber daya perangkat keras yang sebelumnya rendah menjadi lebih optimal sehingga tidak ada sumber daya yang terbuang sia-sia. Penggunaan sumber daya dapat disesuaikan dengan penambahan beban kerja. Hal ini juga berlaku ketika host mengalami pengurangan beban kerja. Ketika sejumlah VM di host x dimatikan, beban kerja host tersebut berkurang sehingga terdapat sejumlah sumber daya yang dilepaskan oleh host x. FiturDRS kemudian akanmelakukan
kalkulasi, sehingga ketika terdapat host dengan beban kerja melebihi kemampuan, beban kerja tersebut dapat dibagi dengan memindahkan sejumlah VM ke host x. Dengan cara demikian utilisasi sumber daya dan performa host-host yang tergabung dalam klaster akan selalu optimal. Dapat dikatakan bahwa sumber daya prosesor dan memori secara fleksibel dapat dialokasikan untuk mendukung perubahan beban kerja.
Pengukuran utilisasi sumber daya prosesor dan memori dapat dilakukan dengan perangkat lunak yang disediakan VI3, yaitu VI Client. Dengan perangkat lunak tersebut, akan diperoleh kondisi utilisasi prosesor dalam satuan Mega Hertz (MHz) dan memori dalam satuan Gigabyte (GB). Keduanya divisualisasikan dalam bentuk diagram batang horisontal.