TINJAUAN PUSTAKA
2.5 Teknologi Virtualisasi
Teknologi virtualisasi adalah teknologi untuk membuat komputer fisik bertindak seolah-olah komputer tersebut merupakan dua atau lebih komputer nonfisik /komputer virtual (Umar, 2013). Masing-masing komputer virtual tersebut memiliki arsitektur dasar yang sama dengan komputer fisiknya. Ada berbagai cara untuk melakukan hal ini dan setiap cara mempunyai kelebihan serta 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. 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.
35
2.5.1 Konsep Virtualisasi
Konsep Mesin Virtual (Virtual Machine) pertama kali dikembangkan oleh IBM pada tahun 1960an dengan tujuan untuk menyediakan akses ke sebuah mesin
mainframe secara bersamaan. Setiap mesin virtual merupakan replika mesin fisik yang mendasarinya dan pengguna seolah-olah menjalankannya langsung dari mesin fisik tersebut (Umar, 2013)
Teknologi Virtualisasi telah diterapkan secara luas saat ini dengan dampak peningkatan operasional dan finansial yang positif. Virtualisasi adalah teknologi yang memungkinkan untuk bekerjanya beberapa sistem operasi sekaligus secara bersamaan dengan menggunakan hanya satu perangkat komputer (Ahmed, 2013); (Limantara, 2014); (Scroggins, 2013) serta merupakan sebuah konsep yang memungkinkan sebuah komputer terbagi dalam beberapa lingkungan yang saling berhubungan atau tidak sama sekali, pada saat yang sama. Lingkungan tersebut dikenal dengan Virtual Machine (VM).
Virtualisai menggantikan konsep lama “Satu server satu aplikasi” dimana beberapa mesin virtual dapat bekerja dalam satu komputer fisik (Suchithra dan Rajkumar, 2012). Gambaran arsitektur sistem virtualisasi secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.4. Virtualisasi dapat dikatakan sebagai upaya optimalisasi aset TIK yang dimiliki, dimana konsep cluster high availability yang terdapat pada virtualisasi server dapat mengurangi biaya dan menyederhanakan pengelolaan pelayanan teknologi informasi (Rasian dan Mursanto, 2009). Hal ini dimungkinkan dengan melihat potensi multiprocessor yang umumnya dimiliki oleh server yang berkembang saat ini sehingga memungkinkan beberapa operasi
36
aplikasi dijalankan pada saat yang bersamaan (Arfriandi, 2012) dan pada akhirnya dapat mengoptimalkan penggunaan sumber daya komputer yang umumnya hanya terpakai antara 10-15% saja (Rasian dan Mursanto, 2009).
Gambar 2.4 Arsitektur Sistem Virtualisasi (Umar, 2013)
Berbagai pendekatan telah dikemukakan untuk mendefinisikan virtualisasi. Rusydi Umar, 2013 menyatakan bahwa teknologi virtualisasi adalah teknologi untuk membuat komputer fisik bertindak seolah-olah komputer tersebut adalah dua komputer nonfisik (komputer virtual) atau lebih, sedangkan Omkar Kulkarni, et al., 2012 menyebut bahwa virtualisasi adalah upaya untuk mengoptimalkan berbagai sumber daya (aset) teknologi informasi yang dimiliki.
Virtualisasi mengkombinasikan atau membagi sumber daya seperti jaringan,
harddisk, aplikasi dan layanan sebuah server berdasarkan lingkungannya untuk menghasilkan lingkungan kerja yang berbeda melalui teknik dan metode tertentu
Software Applications
Virtual Machine
Operating Systems (Linux, Solaris, Windows, etc)
Virtual Hardware Software Applications Software Applications Software Applications Virtual Machine Operating Systems (Linux, Solaris, Windows, etc)
Virtual Hardware Software Applications Software Applications Virtualization Layer (Virtual Machine Monitor / Hypervisor)
Physical Hardware (CPU, Memory, Disks, Network, etc)
37
seperti agregasi atau partisi, simulasi, emulasi dan time sharing (Singh.Ajith dan M. Hemalatha, 2012).
Pendekatan lain disampaikan oleh Rio Rasian dan Petrus Mursanto, 2009 yang menyebutkan bahwa virtualisasi adalah teknik untuk menyembunyikan karakter fisik suatu sumber daya komputer dari cara yang digunakan oleh sistem lain, aplikasi atau pengguna untuk berinteraksi dengan sumber daya tersebut, atau dapat dikatakan bahwa virtualisasi merupakan sebuah teknik untuk membuat sesuatu dalam bentuk virtual, tidak seperti kenyataan yang ada. Virtualisasi digunakan untuk mengemulasikan perangkat fisik komputer dengan cara membuatnya seolah-olah perangkat tersebut tidak ada (disembunyikan) atau bahkan menciptakan perangkat tidak ada menjadi ada.
Penelitian oleh Arief Afriandi, 2012 yang melakukan analisis kinerja server dengan perancangan, dan implementasi Proxmox, VMware ESX dan Openstack
pada server multicore diperoleh kesimpulan bahwa teknologi virtualisasi dapat lebih dioptimalkan pada organisasi atau perusahaan yang ingin mengembangkan jaringan server dengan biaya sedikit dan dalam hal penggunaan service yang lebih banyak pada virtual machine, semakin banyak inti prosesor yang digunakan akan lebih baik dalam kestabilan virtualisasi server secara keseluruhan.
2.5.2 Virtualisasi dan Cloud Computing
Arti penting virtualisasi sebagai komponen kunci dalam Cloud computing
telah dilaporkan dalam salah satu jurnal Harrison Carranza dan Aparicio Carranza, yang berjudul Virtualization in Linux a Key Component for Cloud Computing. Virtualisasi dan cloud computing adalah dua paradigma yang bergerak dalam
38
ranah yang sama yaitu bidang Teknologi Informasi. Virtualisasi adalah sebuah teknologi, yang memungkinkan membuat versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik. Proses tersebut dilakukan oleh sebuah software atau firmware bernama
Hypervisor yang menjadi inti virtualisasi, karena hypervisor atau disebut juga
Virtual Machine Manager(VMM) tersebutlah merupakan layer yang seakan-akan
menjadi sebuah infrastruktur untuk menjalankan beberapa mesin virtual, sedangkan Cloud Computing adalah sebuah teknologi yang menggabungkan virtualisasi dan grid computing. Jadi selain ada proses virtualisasi, juga terdapat
grid computing, dimana seluruh beban proses komputasi yang ada akan didistribusikan ke berbagai server yang saling terhubung di dalam cloud, sehingga prosesnya akan menjadi jauh lebih ringan.
Dengan menggabungkan proses virtualisasi dan grid computing, akan mendapatkan efisiensi dan hasil performa yang sangat optimal dalam proses komputasi. Melalui cloud computing, seolah-olah kita memiliki infrastruktur super besar yang mampu melakukan proses komputasi dan penyimpanan data tanpa batas, padahal secara fisik, kita tidak memiliki atau membeli apa-apa, semuanya berada di dalam "cloud" yang dapat digunakan secara on-demand dan dapat diakses melalui jaringan private maupun publik.
2.5.3 Jenis-jenis Virtualisasi
Teknologi virtualisasi telah diadopsi dalam skala besar dalam industri data center dimana hal ini memberikan beberapa keuntungan seperti konsolidasi server, live migration, keamanan data, penghematan energi, dan lain-lain (Scroggins, 2013). Pada dasarnya semua komponen (resources) yang terdapat
39
dalam jaringan komputer dapat divirtualisasi seperti Server, Desktop, Storage, Application, maupun Network (Limantara, 2014). Ada beberapa istilah virtualisasi yang dikenal berdasar pada perbedaan metodenya, seperti Full Virtualization (Native Virtualization), Para Virtualization, Emulation, Operating System Level Virtualization, dan Resource Virtualization (Kulkarni et al., 2012), sedangkan berdasarkan penempatan layernya, virtualisasi dibedakan menjadi 3 level, yaitu Virtualisasi Level Hardware, Virtualisasi Level Sistem Operasi dan Virtualisasi Level Aplikasi (Adhiwibowo, 2013).
Full Virtualization menggunakan sebuah hypervisor yang menghubungkan
guest dan piranti keras. Mesin virtual mengabstarksi piranti keras, mengijinkan sebuah sistem operasi tak termodifikasi untuk dapat berjalan. Sistem operasi yang berjalan pada mesin virtual memberikan instruksi kepada piranti keras dengan cara melalui mesin virtual. Full Virtualization memberikan pemodelan lengkap dari piranti keras.
Para Virtualization mirip dengan Full Virtualization namun dalam metode ini terjadi proses modifikasi sistem operasi pada guest. Metode ini membutuhkan kompilasi ulang atau trapping, sedangkan pada Emulation piranti keras akan menjalankan suatu mode yang membuat piranti keras secara virtual untuk mengemulasi piranti keras yang diinginkan. Setiap instruksi harus disimulasikan pada piranti keras dibawahnya yang merupakan emulasi dan piranti keras sebenarnya sehingga kinerja akan menurun hingga 100 kali dari biasanya. Virtualisasi jenis ini adalah virtualisasi yang paling rumit.
40
2.5.4 Software Virtualisasi
Saat ini telah banyak beredar di pasaran perangkat lunak (software) virtualisasi dengan berbagai fitur yang menjadi kelebihan maupun keterbatasannya. Beberapa software virtualisasi tersebut antara lain : Microsoft Hyper-V, Linux-Vserver, OpenVZ, Sun xVM VirtualBox, Microsoft VirtualServer,
VMware ESX/ESXi, VMware Server, dan Xen (Rasian dan Mursanto, 2009).
Microsoft Hyper-V merupakan solusi virtualisasi dari Microsoft yang tersedia bersama dengan sistem operasi Windows Server 2008 dan merupakan software
virtualisasi bertipe bare-metal yang memerlukan CPU x86-64 dan teknologi Intel VT-x atau AMD-V (hanya mendukung pendekatan hardware-assisted virtualization). Hyper-V mendukung sistem operasi desktop/server (Windows
2000 - Windows Server 2008) dan beberapa distribusi GNU/Linux.
Linux-Vserver dan OpenVZ merupakan solusi virtualiasi yang memberikan kemampuan OS- level virtualization pada kernel Linux dan didistribusikan sebagai software bebas (freeware). Linux- VServer dapat berjalan pada kebanyakan arsitektur CPU yang didukung oleh kernel Linux, terutama x86 dan
x86-64, sementara pengembangan OpenVZ didukung oleh perusahaan komersil Parallels dan menjadi basis dari salah satu produk mereka, yaitu Parallels Virtuozzo.
Sun xVM VirtualBox adalah software virtualisasi dari Sun Microsystem
dengan tipe hosted serta merupakan software bebas, dan versi proprietary (gratis) dari Sun ini memberikan beberapa fitur tambahan seperti Remote Desktop Protocol, USB, iSCSI, dan lain- lain. VirtualBox dapat berjalan pada CPU dengan
41
arsitektur x86 atau x86-64 dan sistem operasi Windows, GNU/Linux, Mac OS X, atau Solaris sebagai host, serta dapat menggunakan pendekatan full virtualization
maupun hardware-assisted virtualization, sementara pendekatan para virtualization direncanakan di masa mendatang.
Microsoft VirtualServer, adalah solusi virtualisasi server satu-satunya sebelum Hyper-V dan merupakan software virtualisasi bertipe hosted serta bisa melakukan virtualisasi full virtualization atau hardware-assisted virtualization
dan saat ini VirtualServer sudah bisa didapatkan secara gratis.
VMware ESX/ESXi merupakan salah satu software virtualisasi dari VMware
yang bertipe bare-metal. Perbedaan ESX dengan ESXi terletak pada arsitektur dan menajemen operasinya. Walaupun inti dari kedua software ini sama dan tidak bergantung pada sistem operasi tertentu untuk manajemen, tetapi ESX
memerlukan sistem operasi GNU/Linux untuk melakukan manajemen.
VMware Server (VMware GSX Server) merupakan produk utama dari
VMware. VMware memberikan VMware Server secara cuma-cuma dengan
harapan menjadi titik mula pengguna menuju VMware ESX. VMware Server
bertipe hosted dan mendukung CPU dengan arsitektur x86 atau x86- 64 dengan sistem sistem operasi GNU/Linux dan Windows sebagai host. VMware Server
dapat melakukan pendekatan virtualisasi full virtualization, paravirtualization, dan hardware- assisted virtualization.
Xen merupakan software virtualisasi tipe bare- metal yang awalnya dikembangkan di Universitas Cambridge dan saat ini dikembangkan oleh komunitas sebagai software bebas. Dalam pengembangannya Xen didukung oleh
42
banyak perusahaan TI terkemuka di dunia seperti Citrix, IBM, Intel, Hewlett-Packard, Novell, Red Hat, Sun Microsystems, dan Oracle. Xen dapat berjalan pada arsitektur CPU x86/x86- 64 dan menjalankan sistem operasi di dalam mesin virtual dengan arsitektur yang sama. Pendekatan utama Xen adalah
paravirtualization, tetapi sejak versi 3.0 Xen juga mendukung hardware-assisted virtualization.
2.5.5 Keuntungan Virtualisasi
Meskipun perkembangan awal virtualisasi sempat kurang menggembirakan namun dalam beberapa dekade terakhir ini eksistensinya semakin meningkat seiring perkembangan serta kemajuan yang dihasilkan oleh perusahaan-perusahaan besar yang fokus bergerak di bidang ini baik perangkat maupun
softwarenya.
Virtualisasi dan cloud computing berhubungan sangat erat karena keduanya berkaitan dengan abstraksi mesin fisik (Carranza and Carranza, 2011). Tujuan virtualisasi dan cloud computing secara umum adalah untuk meningkatkan ketersediaan /availability, kinerja /performance, skalabilitas / scalability, dan perawatan /maintainability.
Setiap perusahaan/organisasi yang menerapkan virtualisasi tentu memiliki tujuan yang berbeda dan hal tersebut umumnya berkaitan dengan keuntungan yang didapat dari virtualisasi seperti:
a. Memungkinkan semua perangkat yang terhubung dengan jaringan untuk mengakses aplikasi melalui jaringan, sehingga perangkat keras yang ada akan dapat digunakan dengan lebih baik, disamping dapat mengurangi
43
biaya yang harus dikeluarkan untuk pembelian perangkat keras baru (Umar, 2013); (Singh.Ajith and M. Hemalatha, 2012).
b. Isolasi beban perkerjaan atau aplikasi untuk meningkatkan keamanan dan kemudahan pengelolaan lingkungan (Limantara, 2014); (Ali and N. Meghanathan, 2011).
c. Meningkatkan daya dukung aplikasi, dengan mengijinkan pengguna untuk menjalankan aplikasi dari mesin-mesin yang berbeda secara bersamaan, (Limantara, 2014); (Singh.Ajith and M. Hemalatha, 2012). d. Mengurangi waktu yang diperlukan untuk menjalankan aplikasi, dengan
memisahkan data atau aplikasi itu sendiri dan menyebar pekerjaan di beberapa sistem,
e. Mengoptimalkan penggunaan sistem tunggal,
f. Meningkatkan keandalan atau ketersediaan dari aplikasi atau beban kerja dengan pengulangan.
Selain itu, virtualisasi juga memberikan peningkatan Uptime dan mempercepat Failure Recovery serta beberapa penyederhanaan antara lain: penyederhanaan sistem administrasi, ekspansi kapasitas, dukungan perangkat lunak asli, pengembangan sistem-level, instalasi dan deployment Sistem dan
testing aplikasi.
Portabilitas dari VM akan memudahkan proses migrasi server jika terjadi kesalahan perangkat keras, disamping dapat memberikan peningkatan kapasitas perangkat keras, seperti CPU yang lebih kuat, tambahan inti (core) CPU,
44
tambahan memori, tambahan kartu jaringan (network card) dan lain - lain (Umar, 2013).