OPTIMASI PENJADWALAN RESOURCE PADA CLOUD COMPUTING MENGGUNAKAN MODEL INTEGER PROGRAMMING
SKRIPSI
NAZLY ARLITA 100803012
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OPTIMASI PENJADWALAN RESOURCE PADA CLOUD COMPUTING MENGGUNAKAN MODEL INTEGER PROGRAMMING
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
NAZLY ARLITA 100803012
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Penjadwalan Resource Pada Cloud Computing
Menggunakan Model Integer Programming
Kategori : Skripsi Nama : Nazly Arlita Nomor Induk Mahasiswa : 100803012
Program Studi : Sarjana (S1) Matematika Departemen : Matematika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di Medan, Nopember 2014
Komisi pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Drs. Agus Salim Harahap, M.Si. Dr. Syahriol Sitorus, M.IT. NIP. 19540828 198103 1 004 NIP. 19710310 199703 1 004
Disetujui oleh
Departemen Matematika FMIPA USU Ketua,
Prof. Dr. Tulus, M.Si.
PERNYATAAN
OPTIMASI PENJADWALAN RESOURCE PADA CLOUD COMPUTING MENGGUNAKAN MODEL INTEGER PROGRAMMING
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Nopember 2014
PENGHARGAAN
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan karuniaNYa sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Pada skripsi ini, penulis mengambil judul Optimasi Penjadwalan Resource Pada Cloud Computing Menggunakan Model Integer Programming.
Dalam penyusunan skripsi ini banyak pihak yang membantu, sehingga dengan segala rasa hormat penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku dekan FMIPA USU.
2. Bapak Prof. Dr. Tulus, M.Si. dan Ibu Dr. Mardiningsih, M.Si selaku ketua dan sekretaris Departemen Matematika FMIPA USU.
3. Bapak Dr. Syahriol Sitorus, M.IT. selaku dosen pembimbing 1 yang berkenan dan rela mengorbankan waktu, tenaga, dan fikiran guna memberikan petunjuk dan bimbingannya dalam penulisan skripsi ini.
4. Bapak Drs. Agus Salim Harahap, M.Si. selaku dosen pembimbing 2 yang juga berkenan dan rela mengorbankan waktu, tenaga, dan fikiran guna memberikan petunjuk dan bimbingannya dalam penulisan skripsi ini. 5. Bapak Drs. Sawaluddin, M.IT dan Bapak Drs. Marihat S.,M.Kom. selaku
komisi penguji atas saran yang telah diberikan demi perbaikan skripsi ini. 6. Ibunda tercinta Nursianah Saragih, Ayahanda tercinta Eduarsyah
Panjaitan, serta abang-abangku tersayang Vikri Panjaitan dan Izhar Panjaitan atas segala perhatian, pengertian, kesabaran, do’a, dukungan dan kasih sayang yang telah diberikan kepada penulis selama dibangku perkuliahan hingga masa menyelesaikan skripsi ini.
8. Untuk Kak Sheila Eka Putri yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis juga menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini, baik dalam teori maupun penulisannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dari pembaca demi perbaikan bagi penulis. Semoga segala bentuk bantuan yang telah diberikan kepada penulis mendapatkan balasan yang lebih baik dari Allah SWT. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Nopember 2014 Penulis
OPTIMASI PENJADWALAN RESOURCE PADA CLOUD COMPUTING MENGGUNAKAN MODEL INTEGER PROGRAMMING
ABSTRAK
Cloud computing mungkin belum banyak didengar, namun perkembangannya sangat luar biasa. Cloud computing digunakan karena timbulnya kendala seperti keterbatasan sumber daya yang menyebabkan terhambatnya beberapa kegiatan perkomputasian. Riset ini dibangun dengan tujuan untuk mendapatkan biaya minimum dalam penggunaan layanan cloud computing dengan menggunakan model binary integer programming. Layanan yang digunakan adalah public cloud
dengan jenis layanan infrastructure as a service (IaaS) dimana virtualisasi mesin yang menjadi acuan user dalam penggunaan cloud computing. Hasil optimasi dalam riset ini menunjukkan server mana yang layak dipilih oleh user dalam menggunakan layanan di cloud computing.
OPTIMIZATION OF RESOURCE SCHEDULING IN CLOUD COMPUTING USED INTEGER PROGRAMMING
ABSTRACT
Cloud computing isn’t popular yet, but its development is increadibly. Cloud computing is being used because of the resource limitations as a contraints that blocks computation activities. This research purpose to obtain minimum cost in cloud computing service by using binary integer programming models. The service applying infrastructure as a service (IaaS) where virtualization machine being to user to use cloud computing . Optimization of this research showing which server deserves selected by the user in the use of services in cloud computing.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar ix
Bab 1. Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Kontribusi Penelitian 4
1.6 Metodologi Penelitian 4
1.7 Asitektur Perancangan Optimasi 5
Bab 2. Landasan Teori 6
2.1 Definisi Penjadwalan 6
2.2 Optimasi 7
2.2.1 Pengertian Optimasi 7
2.2.2 Macam-Macam Permasalahan Optimasi 7
2.2.3 Penyelesaian Masalah Optimasi 8
2.3 Program Integer 8
2.4 Definisi Cloud Computing 10
2.5 LINDO 18
Bab 3. Analisis 20
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 22
Bab 5. Kesimpulan dan Saran 28
4.1 Kesimpulan 28
4.2 Saran 28
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
4.1 Tipe-Tipe Ketersediaan VM Server 22 4.2 Kebutuhan Perangkat Keras User 22 4.3 Hasil Kelayakan Pemilihan Server 26
4.4 Hasil Perengkingan User 1 26
4.5 Hasil Perengkingan User 2 27
4.6 Hasil Perengkingan User 3 27
4.7 Hasil Perengkingan User 4 27
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
1.1 Arsitektur optimasi penjadwalan resource 5 pada cloud computing
2.1 Cloud computing 13
3.1 Diagram Layanan IaaS dalam Virtual Mesin 20 dengan Sifat Public Cloud
OPTIMASI PENJADWALAN RESOURCE PADA CLOUD COMPUTING MENGGUNAKAN MODEL INTEGER PROGRAMMING
ABSTRAK
Cloud computing mungkin belum banyak didengar, namun perkembangannya sangat luar biasa. Cloud computing digunakan karena timbulnya kendala seperti keterbatasan sumber daya yang menyebabkan terhambatnya beberapa kegiatan perkomputasian. Riset ini dibangun dengan tujuan untuk mendapatkan biaya minimum dalam penggunaan layanan cloud computing dengan menggunakan model binary integer programming. Layanan yang digunakan adalah public cloud
dengan jenis layanan infrastructure as a service (IaaS) dimana virtualisasi mesin yang menjadi acuan user dalam penggunaan cloud computing. Hasil optimasi dalam riset ini menunjukkan server mana yang layak dipilih oleh user dalam menggunakan layanan di cloud computing.
OPTIMIZATION OF RESOURCE SCHEDULING IN CLOUD COMPUTING USED INTEGER PROGRAMMING
ABSTRACT
Cloud computing isn’t popular yet, but its development is increadibly. Cloud computing is being used because of the resource limitations as a contraints that blocks computation activities. This research purpose to obtain minimum cost in cloud computing service by using binary integer programming models. The service applying infrastructure as a service (IaaS) where virtualization machine being to user to use cloud computing . Optimization of this research showing which server deserves selected by the user in the use of services in cloud computing.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penjadwalan didefinisikan sebagai pengambilan keputusan tentang penyesuaian aktivitas dan sumber daya dalam rangka menyelesaikan sekumpulan job / suatu proyek agar tepat pada waktunya dan memiliki kualitas seperti yang diinginkan (Morton, 1993). Penjadwalan juga dapat didefinisikan sebagai kegiatan pengalokasian sumber-sumber atau mesin-mesin yang ada untuk menjalankan sekumpulan tugas dalam jangka waktu tertentu. (Baker, 1974). Definisi yang diberikan ini mengandung dua arti, yaitu:
1. Penjadwalan merupakan fungsi pengambilan keputusan yaitu menentukan jadwal (nilai praktis).
2. Penjadwalan merupakan suatu teori, yaitu sekumpulan prinsip-prinsip dasar, model-model, teknik-teknik, dan kesimpulan-kesimpulan logis dalam proses pengambilan keputusan yang memberikan pengertian dalam fungsi penjadwalan (nilai konseptual).
Menurut Smith dan Sommerville cloud computing merupakan proses menjadwalkan sumber daya komputasi yang dapat mengacu pada banyak hal seperti CPU, RAM, harddisk, dan bahkan jaringan. Cloud computing mungkin belum banyak didengar, namun perkembangannya sangat luar biasa. Perusahaan-perusahaan besar di bidang TI sekarang sedang mencurahkan perhatiannya pada
cloud computing. Cloud computing digunakan karena timbulnya kendala seperti keterbatasan sumber daya yang menyebabkan terhambatnya beberapa kegiatan perkomputasian. Cloud computing ini diharapkan menjadi pengganti sistem yang ada serta ramah lingkungan. Cloud computing ini mengembangkan teknologi jaringan internet untuk menciptakan satu komputer yang sangat besar dan menghemat sumber daya serta perangkat keras yang digunakan.
Riset terdahulu mengenai cloud computing telah dikaji sebelumnya dengan menggunakan berbagai model untuk penyelesaiannya. Borovskiy et al. (2011) dalam jurnalnya menyatakan bahwa penjadwalan harga pada cloud computing
menciptakan insentif bagi pelanggan untuk meminimalkan konsumsi penyewaan sumber daya. Dalam hal perangkat lunak termodulasi, beberapa opsi penyebaran, menciptakan possibible berbeda, distribusi beban kerja, dan konsumsi sumber daya. Penelitian mereka bertujuan untuk mengembangkan pendekatan formal mendistribusikan beberapa item beban kerja antara minimum jumlah unit pengolahan. Mereka merancang dan mengevaluasi lima algoritma, diberikan satu set item beban kerja, mendistribusikannya di antara unit pengolahan kapasitas yang ditentukan.
Paul et al. (2011) dalam jurnalnya menyatakan bahwa model yang digunakan dalam penjadwalan masalah seperti masalah penugasan dalam cloud computing di mana matriks biaya memberikan biaya tugas yang akan ditugaskan ke sumber daya. Di sini biaya dianggap sebagai kredit atau pengukuran probabilistik sehingga hanya waktu proses pekerjaan yang diutamakan. Pekerjaan yang memiliki probabilitas tertinggi untuk mendapatkan sumber daya ditugaskan dengan cara satu sumber daya mendapatkan satu pekerjaan pada satu waktu.
yang sulit untuk diselesaikan. Dia megusulkan sebuah model optimal untuk suatu masalah dengan menerapkan model program stokastik integer dan menggunakan teori Grobner Bases dalam penyelesaiannya. Dalam jurnal tersebut ditunjukkan bahwa dalam penjadwalan sumber digunakan himpunan, peluang, interval waktu, variabel acak, dan beberapa lainnya dalam model program stokastik integer.
Riset ini difokuskan pada analisis terhadap pengembangan model integer programming terhadap persoalan penjadwalan cloud computing dalam menentukan biaya minimum yang harus dikeluarkan oleh user berdasarkan kebutuhan user tersebut sesuai dengan layanan yang digunakan pada cloud computing.
Penulisan skripsi ini disusun sebagai berikut: Bab I menjelaskan latar belakang dan masalah yang dikaji dalam riset ini. Bab II menjelaskan kajian teori dan riset-riset terdahulu mengenai riset ini. Bab III mengembangkan model binary integer programming dalam memaksimalkan kebutuhan user sehingga didapat biaya minimum yang harus dikeluarkan. Bab IV memberikan contoh numerik dalam penggunaan model binary integer programming. Bab V memberikan kesimpulan dan saran mengenai riset skripsi ini untuk riset selanjutnya yang mungkin dapat dikembangkan.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana menerapkan model binary integer programming untuk mencari solusi optimal pada sebuah penjadwalan resource pada cloud computing dalam menentukan besar biaya yang dikeluarkan oleh user berdasarkan kebutuhan user
1.3 Batasan Masalah
Dalam tulisan ini yang dibahas hanya penjadwalan resource antara user
(pengguna) dan server (cloud) pada cloud computing dengan public cloud sebagai sifat dari jangkauan layanan dengan infrastructure as a service (IaaS) sebagai jenis layanan yang menawarkan virtual mesin (VM) dalam penerapannya dengan model penyelesaian yang digunakan yaitu binary integer programming dan software yang digunakan adalah LINDO 6.1.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan solusi optimal sebuah penjadwalan resource pada cloud computing agar diperoleh biaya minimum yang harus dibayarkan oleh user.
1.5 Kontribusi Penelitian
Dengan adanya tulisan ini, penulis memberikan kemudahan dalam menentukan
server yang paling optimal yang harus dipilih oleh user dalam menggunakan layanan cloud computing dan dapat menambah referensi bagi pembaca untuk melakukan riset serupa.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat literatur yang disusun berdasarkan rujukan pustaka dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Langkah-1 : Memaparkan konsep dari penjadwalan resource pada
Langkah-2 : Menjelaskan model binaryinteger programming.
Langkah-3 : Menjelaskan prosedur penggunaan model binary integer programming untuk pengoptimalan penjadwalan resource
pada cloud computing.
Langkah-4 : Menyelesaikan contoh numerik permasalahan menggunakan software LINDO 6.1.
Langkah-5 : Mengambil kesimpulan dari penerapan model terhadap contoh numerik sekaligus memberikan saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
1.7 Arsitektur Perancangan Optimasi
Berikut adalah arsitektur optimasi penjadwalan resource pada cloud computing:
Gambar 1.1. Arsitektur optimasi penjadwalan resource pada cloud computing Menganalisis permasalahan penjadwalan
resourcepada cloud computing
Studi literatur mengenai model integer programming
Menyelesaikan persoalan penjadwalan resource
Solusi dari penjadwalan resource
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi Penjadwalan
Jadwal adalah daftar output (tabel kegiatan)/rencana kegiatan yang harus dihasilkan dalam jangka waktu tertentu, biasanya disusun menurut urutan prioritas dengan pembagian waktu pelaksanaan yang terperinci, sedangkan penjadwalan adalah proses pembuatan/cara menjadwalkan suatu data menjadi jadwal (Harding, 1984). Penjadwalan merupakan proses untuk menyusun suatu jadwal atau urutan proses yang diperlukan dalam sebuah permasalahan.
Fogarty (1991) mengatakan bahwa penjadwalan mencakup dua hal, yaitu
scheduling dan sequencing yang masing-masing didefinisisikan sebagai berikut: ”Scheduling is the assigning of starting and completion times orders (job) and frequently includes the times when orders are to arrive and leave each
department”. Scheduling (penjadwalan) merupakan proses penugasan kapan pekerjaan harus dimulai dan diselesaikan, sedangkan sequencing (pengurutan) merupakan proses pengaturan urutan atas pekerjaan-pekerjaan yang harus diselesaikan tersebut. Karena eratnya hubungan diantara kedua istilah ini, maka biasanya dalam penggunaan kata scheduling (penjadwalan), pengertian
sequencing sudah tercakup didalamnya.
2.2 Optimasi
2.2.1 Pengertian Optimasi
Optimasi adalah suatu proses untuk mencapai hasil yang ideal atau optimal (nilai efektif yang dapat dicapai). Dalam disiplin matematika optimasi merujuk pada studi permasalahan yang mencoba untuk mencari nilai minimal atau maksimal dari suatu fungsi nyata. Untuk dapat mencari nilai optimal secara sistematis dilakukan pemilihan nilai variabel integer atau nyata yang akan memberikan solusi optimal (Wardy, 2007).
2.2.2 Macam-Macam Permasalahan Optimasi
Permasalahan yang berkaitan dengan optimasi sangat komplek dalam kehidupan masing-masing. Nilai yang didapat dalam optimasi dapat berupa besaran panjang, jarak, waktu dan lain-lain (Wardy, 2007).
Masalah optimasi dapat dikategorikan ke dalam dua kelas besar, yaitu optimasi tanpa pembatas (unconstrained optimization) dan optimasi dengan pembatas (constrained optimization). Dari namanya kita bisa mengetahui bahwa optimasi tanpa pembatas hanya melibatkan fungsi tujuan, tidak ada pembatas (constraint), sedangkan optimasi dengan pembatas, selain fungsi tujuan kita juga mempunyai tambahan pembatas yang membuat permasalahan lebih rumit. Berikut ini adalah termasuk beberapa permasalahan optimasi:
1. Mengatur penjadwalan penyewaan sumber daya pada cloud computing.
2. Menentukan pendistribusian beban kerja pada cloud computing.
2.2.3 Penyeleesaian Masalah Optimasi
Prosedur pemecahan masalah optimasi adalah memodelkan persoalannya ke dalam sebuah program matematis dan kemudian memecahkannya dengan menggunakan teknik-teknik atau metode optimasi seperti program integer, program linier, program nonlinier, program tujuan ganda, dan metode-metode lainnya yang sudah berkembang saat ini.
2.3 Program integer
Program integer merupakan suatu program linear dengan variabel keputusannya merupakan bilangan bulat, sehingga pada bentuk umum program linear terdapat tambahan syarat bahwa variabel keputusannya harus bilangan bulat. Pada masalah program linear bilangan bulat untuk pola memaksimumkan, nilai tujuan dari program linear bilangan bulat tidak akan pernah melebihi nilai tujuan dari program linear (Wahyujati A., 2009).
Terdapat tiga macam permasalahan dalam program linear bilangan bulat, yaitu sebagai berikut :
1. Program bulat murni (Pure Integer Programming), yaitu program linear bilangan bulat yang menghendaki semua variabel keputusan harus merupakan bilangan bulat non-negatif.
2. Program bulat campuran (Mixed Integer Programming), yaitu program linear bilangan bulat yang menghendaki beberapa, tetapi tidak semua variabel keputusan harus merupakan bilangan bulat non-negatif.
Bentuk umum model program integer adalah:
���(���) �=� ����� (2.1)
dengan kendala,
� �����(≤, =,≥)��, (�= 1,2,3, … ,�), (2.2)
�� ≥0, (� = 1,2,3, … ,�)
�� bernilai integer untuk beberapa atau semua j
Bentuk umum model program integer 0-1 adalah:
���(���)�=� ����� (2.3)
dengan kendala,
� �����(≤, =,≥)��, (�= 1,2,3, … ,�), (2.4)
�� = 0 ������ = 1, (�= 1,2,3, … ,�)
Keterangan:
2.4 Definisi Cloud Computing
Cloud computing merupakan teknologi dimana sebagian besar proses dan komputasi terletak di jaringan Internet sehingga memungkinkan pengguna dapat mengakses layanan yang diperlukan dari manapun (Hewitt, 2008).
Cloud computing merupakan suatu model yang mempermudah ketersediaan dan konfigurasi layanan baik berupa perangkat lunak, jaringan, server, media penyimpanan maupun aplikasi (Grance, 2009).
Cloud computing adalah sebuah mekanisme yang memungkinkan kita "menyewa" sumber daya teknologi informasi (software, processing power,
storage, dan lainnya) melalui internet dan memanfaatkan sesuai kebutuhan kita dan membayar sesuai dengan yang digunakan oleh kita saja. Berbagai definisi mengenai cloud computing banyak diungkapkan oleh para ahli dan peneliti seperti, Peter Mell dan Tim Grance dari National Institute of Standards and Technology (NIST), Information Technology Laboratory mendefinisikan cloud computing sebagai suatu model yang mempermudah ketersediaan dan konfigurasi layanan baik berupa perangkat lunak, jaringan, server, media penyimpanan maupun aplikasi.
Cloud computing adalah penggunaaan oleh user pada sebuah computer dan menjalankan sebuah aplikasi dimana file-file tersebut tidak terdapat di komputer yang digunakannya namun berada di komputer lain yang dihubungkan oleh jaringan. Dalam Cloud computing terdapat istilah front-end (Desktop-PC) dan
back-end (Server). Keduanya harus saling terhubung oleh sebuah jaringan yang dapat berupa internet atau untuk skala yang lebih kecil. Front-end (Desktop-PC) yang mengambil data dan menjalankan aplikasi, sedangkan back-end merupakan
resource yang diistilahkan dengan awan (cloud).
Sebagaimana telah dijelaskan pada defenisi di atas bahwa cloud computing
layanan cloud computing. Ada pun beberapa syarat yang harus dipenuhi agar layanan yang ada di internet dikatakan sebagai layanan cloud computing yaitu,
1. Layanan bersifat "On Demand", pengguna dapat berlangganan hanya yang dia butuhkan saja, dan membayar hanya untuk yang mereka gunakan saja. Misalkan sebuah sebuah internet service provider menyediakan 5 macam pilihan atau paket-paket internet dan user hanya mengambil 1 paket internet maka user hanya membayar paket yang diambil saja.
2. Layanan bersifat elastis atau scalable, di mana pengguna bisa menambah atau mengurangi jenis dan kapasitas layanan yang dia inginkan kapan saja dan sistem selalu bisa mengakomodasi perubahan tersebut. Misalkan user
berlangganan internet pada yang bandwidthnya 512 Kb/s lalu ingin menambahkan kecepatannya menjadi 1Mb/s kemudian user menelpon
costumer service meminta untuk penambahan bandwitch lalu customer service merespon dengan mengubah bandwidth menjadi 1Mb/s.
3. Layanan sepenuhnya dikelola oleh provider, yang dibutuhkan oleh pengguna hanyalah komputer ditambah koneksi internet.
4. Sumber Daya Terkelompok ( Resource pooling )
Penyedia layanan cloud computing memberikan layanan melalui sumber daya yang dikelompokkan di satu atau berbagai lokasi data center yang terdiri dari sejumlah server dengan mekanisme multi-tenant. Mekanisme
multi-tenant ini memungkinkan sejumlah sumber daya komputasi digunakan secara bersama-sama oleh sejumlah user, dimana sumber daya tersebut baik yang berbetuk fisik atau virtual, dapat dialokasikan secara dinamis untuk kebutuhan pengguna atau pelanggan sesuai permintaan. Dengan demikian pelanggan tidak perlu tahu bagaimana dan darimana permintaan akan sumber daya komputasinya terpenuhi oleh penyedia layanan yang ada di cloud computing. Yang penting setiap permintaan dapat dipenuhi. Sumber daya komputasi ini meliputi media penyimpanan,
5. Akses Pita Lebar
Layanan yang terhubung melalui jaringan pita lebar, terutama dapat diakses secara memadai memalui jaringan internet. Baik menggunakan
thin client, thick client, ataupun media lain seperti smartphone. 6. Layanan yang terukur. ( Measured Service )
Sumber daya cloud yang tersedia harus dapat diatur dan dioptimasi penggunaannya, dengan suatu sistem pengukuran yang dapat mengukur penggunaan dari setiap sumber daya komputasi yang digunakan (penyimpanan, memory, processor, lebar pita, aktivitas user, dan lainnya). Dengan demikian, jumlah sumber daya yang digunakan dapat secara transparan diukur yang akan menjadi dasar bagi user untuk membayar biaya penggunaan layanan.
Selain itu karakterisik dari cloud computing adalah sangat cepat di deploy,
instant untuk implementasi. Dalam hal ini :
a. Biaya start up teknologi ini (cloud computing) mungkin akan sangat murah ataupun tidak ada, dan juga tidak ada investasi kapital.
b. Biaya dari service dan pemakaian akan berdasarkan komitmen yang tidak fix.
c. Pelayanan ini (cloud computing) dapat dengan mudah di upgrade atau
downgrade dengan cepat tanpa adanya penalty.
d. Pelayanan akan menggunakan metode multi-tenant (banyak customer
dalam 1 platform)
e. Kemampuan untuk meng-customize pelayanan akan menjadi terbatas. Komponen dari cloud computing terdiri dari:
1. Infrastructure: infrastruktur yang menunjukkan konsep “Hadware as a service” yaitu perangkat keras yang digunakan secara bersama sebagai layanan.
3. Platform: layanan untuk men-deploy aplikasi dan mengelola perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan.
4. Application: konsep perangkat lunak yang menawarkan asitektur tanpa proses menginstal, menjalankan, dan memelihara aplikasi pada pengguna
desktop.
5. Service: bagian yang independen dari perangkat lunak yang dapat digunakan bersama-sama untuk mendukung interaksi antar aplikasi melalui jaringan.
6. Client: perangkat keras dan lunak yang memanfaatkan layanan cloud computing melalui jaringan. Perangkat client dapat berupa web browser, leptop, PC, dan lain-lain.
Gambar 2.1. Cloud computing
(Sumber: Paul et al., 2011)
Dilihat dari jenis layanan tersendiri, cloud computing terbagi dalam 3 jenis layanan secaraumum, yaitu sebagai berikut:
1. SaaS (Software as a Services).
2. PaaS (Platform as a Services).
PaaS adalah layanan yang menyediakan modul-modul siap pakai yang dapat digunakan untuk mengembangkan sebuah aplikasi, yang tentu saja hanya bisa berjalan diatas platform tersebut.
3. IaaS (Infrastructure as a Services).
IaaS adalah sebuah layanan yang menyewakan sumberdaya teknologi informasi dasar, yang meliputi media penyimpanan, processing power, memory, sistem operasi, kapasitas jaringan dan lain-lain, yang dapat digunakan oleh pelanggannya untuk menjalankan aplikasi yang dimilikinya. IaaS umumnya memiliki fitur:
a. Memiliki pilihan virtual machine yang beragam, baik yang sama sekali kosong, memiliki OS preinstalled, bahka telah memiliki beberapa
office productivity tools terinstal.
b. Kemampuan untuk meningkatkan atau menurunkan kemampuan
computing baik secara manual atau otomatis.
c. Terdapat tools untuk memproses banyak data ataupun memproses aplikasi dengan perhitungan yang rumit
d. Dapat menyimpan data pada beberapa lokasi geografis fisik (memudahkan download).
Virtualisasi bisa diartikan sebagai pembuatan suatu bentuk atau versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi, perangkat
storage/penyimpanan data atau sumber daya jaringan (Harry Sufehmi, Pengenalan Virtualisasi, 2009). Virtualisasi bisa diimplementasikan kedalam berbagai bentuk, antara lain:
1. Network Virtualization : VLAN, Virtual IP (untclustering), Multilink 2. Memory Virtualization : pooling memory dari node-node di cluster
6. Platform Virtualization : virtual computer
Sementara dari sifat jangkauan layanan, cloud computing terbagi menjadi 4 jenis layanan yaitu Public Cloud, Private Cloud dan Hybrid Cloud.
a. Public Cloud.
Jenis cloud ini diperuntukkan untuk umum oleh penyedia layanannya. b. Private Cloud.
Merupakan infrastruktur layanan cloud, yang dioperasikan hanya untuk sebuah organisasi tertentu. Infrastruktur cloud itu bisa saja dikelola oleh sebuah organisasi itu atau oleh pihak ketiga. Lokasinya pun bisa on-site
ataupun off-site. Biasanya organisasi dengan skala besar saja yang mampu memiliki/mengelola private cloud ini.
c. Community cloud.
Dalam model ini, sebuah infrastruktur cloud digunakan bersama-sama oleh beberapa organisasi yang memiliki kesamaan kepentingan, misalnya dari sisi misinya, atau tingkat keamanan yang dibutuhkan, dan lainnya.
d. Hybrid Cloud.
Untuk jenis ini, infrastruktur cloud yang tersedia merupakan komposisi dari dua atau lebih infrastruktur cloud (private, community, atau public). meskipun secara entitas mereka tetap berdiri sendiri, tapi dihubungkan oleh suatu teknologi / mekanisme yang memungkinkan portabilitas data dan aplikasi antar cloud itu. Misalnya, mekanisme load balancing yang antar
cloud, sehingga alokasi sumberdaya bisa dipertahankan pada level yang optimal.
Sebuah SLA yang baik setidaknya memuat komponen komponent berikut ini: a. Purpose: menggambarkan alasan.
b. SLA parties: menerangkan pihak-pihak yang terlibat dalam SLA beserta peranan masing masing (provider dan consumer).
c. Validity period: menentukan jangka waktu sampai berapa lama masa berlakunya SLA. Hal ini ditunjukkan dengan tanggal mulai dan berakhirnya layanan.
d. Scope: menentukan batasan jasa-jasa apa saja yang ditanggung dalam SLA tersebut.
e. Restrictions: menentukan langkah-langkah yang diperlukan agar layanan yang dikehendaki dapat disediakan.
f. Service level objectives: merupakan tingkatan sejauh mana layanan yang disepakati oleh masing-masing pihak (user dan service provider), biasanya termasuk juga indikator-indikator seperti availability, performance dan reliability.
g. Penalties: menjelaskan denda apa jika terjadi kasus jika layanan yang disediakan di bawah performa atau bahkan tidak dapat dipenuhi sesuai kesepakatan dalam SLA. Karenanya skema pemutusan secara sepihak juga harus dipersiapkan.
h. Optional services: menyediakan jasa-jasa yang biasanya secara normal tidak dibutuhkan oleh pengguna, tapi mungkin dibutuhkan sebagai sebuah pengecualian.
i. Exclusions: menetapkan hal hal yang tidak diatur dalam SLA.
j. Administration: menjelaskan proses pembuatan SLA dalam mengukur dan menetapkan jenis-jenis layanan beserta tanggungjawab masing masing pihak selama proses pembuatan SLA (Sahai et al, 2002).
Li (2012) dalam jurnalnya menunjukkan bahwa optimasi penjadwalan
resource memiliki hubungan dengan SLA (servis level agreement) yaitu sebuah kontrak yang digambarkan sebagai jaminan secara hukum tentang layanan pada
��� � � ��� �� |��| �=1 |�| �=1 (2.5) dengan kendala: � � ��� �� |��| �=1 |�| �=1
≤ ���� (2.6)
� �� = 1,� ∈{1, … , |�|}
|��|
�=1
(2.7)
��� ��������� :� ∈ {1, … , |�|},� ∈{1, … , |�
�|},�� ≠ 0� ≥ ����,
� � ���� |��|
�=1 |�|
�=1
�� ≤ ����� ≥ � (2.8)
�� ∈{0,1}
di mana,
α : himpunan layanan server
|�| : banyak elemen di himpunan α
�� : himpunan resource yang tersedia untuk layanan server ke-i
|��| : banyak elemen di himpunan ��
�� :� 1 0∶∶sebaliknya pilih �������� ke−j untuk layanan ������ ke−i ��� : biaya dari resource ke-j untuk layanan server ke-i
���� : biaya SLA
���� : nilai taksiran SLA ���� : interval waktu SLA
� : peluang yang diberikan SLA untuk penyimpanan data di cloud computing
Persamaan (2.5) artinya keseluruhan biaya adalah solusi minimal oleh variabel ��. Persamaan (2.6) artinya keseluruhan biaya adalah kurang dari atau sama dengan biaya SLA. Persamaan (2.7) artinya hanya satu resource yang terpilih untuk diimplementasikan pada layanan server. Persamaan (2.8) artinya peluang diizinkannya penyimpanan data di cloud computing berdasarkan dua variabel acak SLA adalah lebih besar atau sama dengan γ.
2.5 LINDO
Linier interaktive discrate optimizer (LINDO) adalah sebuah paket program under
Windows yang bisa digunakan untuk mengolah kasus pemrograman linier, dilengkapi dengan berbagai perintah yang memungkinkan pemakai menikmati kemudahan-kemudahan didalam memperoleh informasi maupun mengolah data atau memanipulasi data.
Dengan menggunakan software ini memungkinkan perhitungan masalah pemrograman linier dengan n variabel. Prinsip kerja utama LINDO adalah memasukkan data, menyelesaikan serta menaksirkan kebenaran dan kelayakan data berdasarkan penyelesaiannya. Menurut Linus Scharge (1991), perhitungan yang digunakan pada LINDO pada dasarnya menggunakan metode simpleks. Sedangkan untuk menyelesaikan masalah pemrograman linier integer nol-satu
software LINDO menggunakan metode Branch and Bound (Mark Wiley, 2010).
Untuk menentukan nilai optimal dengan menggunakan LINDO diperlukan beberapa tahapan yaitu:
Kegunaan utama dari program LINDO adalah untuk mencari penyelesaian dari masalah linier dengan cepat dengan memasukan data yang berupa rumusan dalam bentuk linier. LINDO memberikan banyak manfaat dan kemudahan dalam memecahkan masalah optimasi dan minimasi. Model LINDO minimal memiliki tiga syarat yaitu:
1. Memerlukan fungsi objectif. 2. Variabel.
3. Batasan (fungsi kendala).
BAB 3 ANALISIS
Penelitian ini membahas penggunaan model binary integer programming dalam mencari biaya minimum yang dikeluarkan oleh user berdasarkan penggunaan layanan seoptimal mungkin pada cloud computing. Layanan yang digunakan adalah public cloud sebagai sifat dari jangkauan layanan dengan jenis layanan
[image:33.595.126.489.430.691.2]infrastructure as a service (IaaS) yang menitik bereratkan pada penggunaan virtualisasi mesin (VM). Parameter untuk memilih server dengan biaya paling minimum yang akan digunakan oleh user dalam penggunaan layanan pada cloud computing adalah ram/memori, disk storage, dan minimum payment. Pada model ini akan diasumsikan server sebagai i, dimana i={1, 2, 3, … ,�} dan user sebagai j, dimana j={1, 2, 3, … ,�}.
Gambar 3.1. Diagram Layanan IaaS dalam Virtual Mesin dengan Sifat Public Cloud
Cloud
Server Server Server
User User
User User
User VM:
Ram/Memori
Disk Storage VM:
Ram/Memori
Disk Storage VM:
Ram/Memori
Model binary integer programming yaitu, Fungsi tujuan,
����=� � ��� �� +�����
�
�=1 �
�=1
dengan kendala,
� � ��� ��
�
�=1 �
�=1
≤ ����
� � ��� ��
�
�=1 �
�=1
≤ ����
��, �� ∈{0, 1}
dimana,
m : total server yang tersedia n : total user yang tersedia x : ram/memori
y : disk storage
�� : �01∶∶jika sebaliknya ����������������������� i digunakan oleh ���� j
�� : �10∶∶sebaliknya jika ��������������������� i digunakan oleh ���� j
��� ∶ ���������������� ��� : biaya yang dikeluarkan oleh user ke server
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
[image:35.595.113.522.308.438.2]Dalam riset ini digunakan data sebagai berikut. Terdapat total server yang tersedia m=3, dengan total user yang tersedia adalah n=5. Setiap server memiliki batas penggunaan kapasitas dan memiliki harga minimum pembayaran.
Tabel 4.1. Tipe-Tipe Ketersediaan VM Server
Server
Perangkat Keras Minimum
Payment per Bulan Ram/Memori Disk Storage
Server 1 1000 MB 20000 MB Rp. 185.000,00
Server 2 2000 MB 40000 MB Rp. 333.000,00
Server 3 256 MB 10000 MB Rp. 199.000,00
Sumbe
Tabel 4.2. Kebutuhan Perangkat Keras User
User Perangkat Keras
Ram/Memori Disk Storage
User 1 512 MB 10000 MB
User 2 512 MB 10000 MB
User 3 256 MB 2000 MB
User 4 256 MB 2000 MB
User 5 1000 MB 10000 MB
[image:35.595.113.449.490.633.2]Gambar 4.1. Gambar Hubungan User dengan Server
Langkah pertama, modelkan permasalahan kedalam bentuk model binaryinteger programming dengan memisalkan:
�1 = ram/memori dari server satu terhadap user satu
�1 = disk storage dari server satu terhadap user satu
�2 = ram/memori dari server satu terhadap user dua �2 = disk storage dari server satu terhadap user dua
�3 = ram/memori dari server satu terhadap user tiga Cloud VM 1: Ram/Memori: 1000 MB Disk Storage: 20000MB VM 2: Ram/Memori: 2000 MB Disk Storage: 40000MB VM 3: Ram/Memori: 256 MB Disk Storage: 10000MB Server 3 Server 2 Server 1 User 1: Ram/Memori: 512 MB Disk Storage: 10000MB User 2: Ram/Memori : 512 MB
Disk Storage: 10000MB
User 3:
Ram/Memori : 256 MB
Disk Storage: 2000MB
User 3:
Ram/Memori : 256 MB
Disk Storage: 2000MB
User 3:
Ram/Memori : 1000 MB
�3 = disk storage dari server satu terhadap user tiga �4 = ram/memori server satu terhadap user empat
�4 = disk storage dari server satu terhadap user empat �5 = ram/memori server satu terhadap user lima
�5 = disk storage dari server satu terhadap user lima
�6 = ram/memori dari server dua terhadap user satu �6 = disk storage dari server dua terhadap user satu
�7 = ram/memori server dua terhadap user dua
�7 = disk storage dari server dua terhadap user dua �8 = ram/memori dari server dua terhadap user tiga
�8 =disk storage dari server dua terhadap user tiga
�9 = ram/memori dari server dua terhadap user empat �9= disk storage dari server dua terhadap user empat
�10 = ram/memori dari server dua terhadap user lima
�10 = disk storage dari server dua terhadap user lima �11 = ram/memori dari server tiga terhadap user satu
�11 = disk storage dari server tiga terhadap user satu
�12 = ram/memori dari server tiga terhadap user dua �12 = disk storage dari server tiga terhadap user dua
�13 = ram/memori dari server tiga terhadap user tiga
�14 = ram/memori dari server tiga terhadap user empat �14 = disk storage dari server tiga terhadap user empat
�15 = ram/memori dari server tiga terhadap user lima �15 = disk storage dari server tiga terhadap user lima
sehingga,
����= 185000�1+ 185000�1+ 185000�2+ 185000�2
+ 185000�3+ 185000�3+ 185000�4 + 185000�4
+ 185000�5+ 185000�5+ 333000�6+ 333000�6
+ 333000�7+ 333000�7+ 333000�8 + 333000�
+ 333000�9+ 333000�9+ 333000�10 + 333000�10
+ 199000�11 + 333000�11 + 199000�12+ 199000�12
+ 199000�13 + 199000�13 + 199000�14+ 199000�14
+ 199000�15 + 199000�15
10000�7<=40000 256�8<=2000 2000�8<=40000 256�9<=2000 2000�9<=40000 1000�10<=2000 10000�10=40000 512�11<=256 10000�11<=10000 512�12<=256 10000�12<=10000 256�13<=256 2000�13<=10000 256�14<=256 2000�14<=10000 1000�15<=256 10000�15<=10000
Maka dengan menggunakan program LINDO 6.1 didapatlah biaya yang dikeluarkan oleh user berdasarkan penggunaan data seoptimal mungkin sesuai dengan model diatas dimana nilai 1 menunjukkan server dapat digunakan oleh
Tabel 4.3. Hasil Kelayakan Pemilihan Server
Variabel keputusan
Binary integer
Biaya yang dikeluarkan user ���� 1 Rp. 185000 ���� 1 Rp. 185000 ���� 1 Rp. 185000 ���� 1 Rp. 185000 ���� 1 Rp. 185000 ���� 1 Rp. 333000 ���� 1 Rp. 333000 ���� 1 Rp. 333000 ���� 1 Rp. 333000 ������ 1 Rp. 333000 ������ 0 - ������ 0 - ������ 1 Rp. 199000 ������ 1 Rp. 190000 ������ 0 -
Berdasarkan tabel diatas dapat diketahui besar biaya yang dikeluarkan user
terhadap server yang terpilih. Ada beberapa alternatif yang dapat digunakan oleh
user dalam memilih server untuk mengoptimalkan kebutuhannya yang diurutkan berdasarkan biaya terendah:
Tabel 4.4. Hasil Perengkingan User 1
Rangking Server Biaya
1 1 Rp. 185000
[image:40.595.107.448.640.704.2]Tabel 4.5. Hasil Perengkingan User 2
Rangking Server Biaya
1 1 Rp. 185000
[image:41.595.108.449.246.330.2]2 2 Rp. 333000
Tabel 4.6. Hasil Perengkingan User 3
Rangking Server Biaya
1 1 Rp. 185000
2 3 Rp. 199000
[image:41.595.109.448.393.479.2]3 2 Rp. 333000
Tabel 4.7. Hasil Perengkingan User 4
Rangking Server Biaya
1 1 Rp. 185000
2 3 Rp. 199000
[image:41.595.107.448.542.605.2]3 2 Rp. 333000
Tabel 4.8. Hasil Perengkingan User 5
Rangking Server Biaya
1 1 Rp. 185000
2 2 Rp. 333000
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Dalam riset ini diperlihatkan bagaimana pemilihan server dalam penggunaan layanan cloud computing dengan public cloud sebagai sifat dari jangkauan layanan dengan infrastructure as a service (IaaS) sebagai jenis layanan yang menawarkan virtual mesin dalam penerapannya menggunakan model binary integer programming sebagai model dalam menentukan server tersebut dipilih atau tidak.
Dalam pemilihan server digunakan batasan yang disediakan oleh server yang dihubungkan dengan kebutuhan user dalam penggunaan layanan cloud computing kemudian mencari server yang layak untuk digunakan berdasarkan kebutuhan dan biaya yang dikeluarkan. Riset ini menunjukkan server satu dengan ram/memori 1000 MB dan disk storage 20000 MB dengan harga Rp. 185.000,00 adalah server yang menyediakan layanan IaaS pada cloud computing yang memenuhi syarat untuk dipilih dengan harga paling minimum dan sesuai dengan yang kebutuhan user.
4.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Baker, K. R. 1974. Introduction to Sequencing and Scheduling. John Wiley & Sons. New York.
Bedworth, D. D. and Bailey, J. E. 1987. Integrated Production Control Systems. Management, Analysis, Design, 2 ed. John Wiley & Sons. New York. Borovskiy, V., Wust, J., Schwarz, C., and Zeier, A. 2011. A Linear Programming
Approach for Optimizing Workload Distribution in a Cloud. Journal IARIA. 127-132.
Fogarty, D.W., Blackstone, J. H., and Hoffman, T. 1991. Production and Inventory Management. South Western Publishing Co. Ohio.
Harding H.A. 1984. Manajemen Produksi. Pustaka Binawan Pressindo. Jakarta. Hewitt, C. 2008. ORGs for scalable, robust, privacy-friendly client Cloud
Computing. IEEE internet computing. 12: 96–99.
Li, Q. 2012. Applying Stochastic Integer Programming to Optimization of Resource Scheduling in Cloud Computing. Journal of Networks. 7: 7. Mays, L.W. and Tung, Y. K. 1992. Hydrosystems Engineering & Management.
McGraw-Hill. Inc. Singapore. 12-19.
Mell, P. and Grance, T. 2009. The NIST Definition about Cloud Computing. National Institute of Standards and Technology.
Morton, T.E. and Pentico, D.W. 1993. Heuristics Scheduling Systems With Applications to Production Systems and Project Management, John Willey & Sons. New York.
Paul, M., Samanta, D., and Sanyal, G. 2011. Dynamic job Scheduling in Cloud Computing based on horizontal load balancing. Int. J. Comp. Tech. Appl. 2: 1552-1556.
Sahai, A., Jin, L. J., and Machiraju, V. 2002. Analysis on Service Level Agreement of Web Services.
Smith, J. W. and Sommerville, I. 2010. Workload Classification & Software Energy Measurement for Efficient Scheduling on Private Cloud Platforms. School of Computer Science. University of St Andrews. hal. 4.
Sulistyowati. 2012. Implementasi Cloud. Jurnal Teknologi Informasi-Aiti. vol. 7 hal. 186-196
Wahyujati A. 2009. Operation Research 2 : Integer Programming. Jakarta.
