Implementasi Back Up dan Replikasi Data Yang Efisien Dengan Metode
Synchronous
(STUDI KASUS: FTI – UKSW Salatiga)
ARTIKEL ILMIAH
Oleh
Charys Satyarca (67201245)
Prof. Dr. Ir. Eko Sediyono, M.Kom.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2019
1
Implementasi Back Up dan Replikasi Data Yang Efisien Dengan Metode
Synchronous
1) Charys Satyarca, 2) Eko Sediyono.
Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Dr.O.Notohamidjojo 01-05, Salatiga 50711, Indonesia Email: 1) 672015245@student.uksw.edu, 2) ekosed1@yahoo.com
Abstract
Currently, the application of computer data is an ability and an ever increasing performance of database systems. The increasing amount of data is accompanied by a centralized data processing makes it very important. The existence of a threat from the natural environment such as natural disasters or threats or other disaster technology system could threaten the existence of the data itself. To fix the issue needs to be designed from the security database. Backup and Synchronous data replication can be used for data security. This research aims to build a data backup process automatically by using a synchronous replication method, where replication is a technique for duplicating other databases are then distributed from other storage media and implementing synchronization between databases, so that data consistency is ensured.
Keywords: distributed database, replication
Abstrak
Saat ini, aplikasi data komputer adalah sebuah kemampuan dan kinerja yang semakin meningkat dari sistem basis data. Meningkatnya jumlah data yang disertai dengan pengolahan secara terpusat menjadikan data itu sangat penting. Adanya ancaman dari lingkungan alam seperti bencana alam ataupun ancaman sistem teknologi atau musibah lainnya dapat mengancam keberadaan data itu sendiri. Untuk mengatasi masalah tersebut perlu dirancang keamanan dari sisi database. Backup dan replikasi data synchronous dapat dimanfaatkan untuk keamanan data. Penelitian ini bertujuan membangun proses backup data secara otomatis dengan menggunakan metode replikasi synchronous, dimana replikasi ini ada suatu teknik untuk melakukan duplikasi kemudian didistribusikan basis data lain dari media penyimpanan lain dan melaksanakan sinkronisasi antar basis data, sehingga konsistensi data terjamin.
2
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan sistem database yang semakin meningkat menjadikan data menjadi aset yang bernilai tinggi. Dengan demikian, penting untuk menjaga data agar tetap dapat diakses. Akan tetapi resiko terjadinya kerusakan (failure) pada database maupun hardware yang mengakibatkan data tidak dapat diakses atau bahkan mengakibatkan data loss dapat terjadi setiap saat. Gangguan tersebut dapat berupa maintenance, kerusakan database, kerusakan media, data corruption dan peretasan terhadap data. Database juga dapat rusak akibat adanya bencana alam seperti kebakaran, gempa bumi dan banjir.
Kerugian yang terjadi dari rusaknya database secara tiba - tiba akan sangat besar. Hal ini dapat diatasi apabila database yang rusak dapat langsung digantikan oleh database cadangan (secondary) sehingga sistem dapat berjalan dengan baik. Oleh sebab itu dibutuhkan sebuah perencanaan perbaikan data (disaster recovery plan) yang dapat menjamin data tetap konsisten walaupun database mengalami gangguan bahkan kerusakan (failure).
Pada saat ini di Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana muncul permasalahan pada backup database di sistem SALTO yang berjalan. Berdasarkan proses manual backup database masih dilakukan secara manual dan kesalahan lokasi penempatan file membuat penelitian ini dikembangkan, dengan tujuan untuk mengotomatiskan backup dan mengurangi tingkat kesalahan saat memproses di Fakultas Teknologi Informasi.
Adapun teknik penyelamatan data yang sering dilakukan, yaitu backup data dan Replikasi. Backup data adalah teknik menyalin data ke dalam media lain. Replikasi adalah suatu teknik untuk melakukan penggandaan dan pendistribusian data dan objek-objek basis data dari satu basis data ke basis data yang lain yang lokasinya terpisah secara fisik. Metode Synchronous menyalin dan mendistribusikan data dari satu database ke database yang lain, kemudian mensinkronisasikan antar database untuk menjaga konsistensi. Dalam penelitian ini berarti data yang berada pada primary database (utama) disalin ke dalam secondary database (cadangan). Jika primary database mengalami kerusakan maka data tetap aman di dalam secondary database, dan secondary database akan mengembalikan (restore) data
3
apabila primary database sudah siap untuk digunakan kembali. Adapun tujuan dan manfaat dalam penelitian ini memberikan kemudahan dalam manajemen sistem backup dan restore database dengan adanya tampilan user interface.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan perancangan dan implementasi sistem backup otomatis dan restore database.
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Menciptakan sistem backup dan restore yang aman dan efisien.
2. Merancang sistem backup yang terjadwal secara otomatis.
3. Memberikan kemudahan dalam manajemen sistem backup dan restore dengan adanya tampilan yang user friendly.
4
TINJAUAN PUSTAKA
Backup data adalah memindahkan atau menyalin kumpulan informasi (data) yang tersimpan di dalam hardisk komputer yang biasanya dilakukan dari satu lokasi/perangkat ke lokasi/perangkat lain. Data atau kumpulan informasi tersebut bisa berupa file dokumen, gambar, video, audio, system windows, driver, atau software/program tertentu. Restore data adalah proses penting setelah backup. Backup akan menjadi sia-sia bila proses pengembalian dan perbaikan data sistem sulit dilakukan. Untuk mencapai tujuan ini ada beberapa pendekatan yang harus diperhatikan, yaitu proses backup harus dilakukan dengan aturan yang jelas, hindari membackup dengan sembarangan dengan tidak terstruktur. Selain itu, banyak software yang ada di pasaran (baik gratis maupun berbayar) yang memberikan kemudahan backup data [1].
Replikasi synchonous atau biasa disebut dengan replikasi sinkronisasi data dikenal sebagai solusi replikasi data dimana setiap gambaran atau baris data ditulis secara cepat dan tepat. Dimana dalam teknik ini, integritas data dijaga dalam solusi basis data tradisional dengan suatu frase ganda dilakukan di dalam transaksi yang mengakses tiap-tiap basis data untuk ditulis dan diproses hanya ketika tiap-tiap basis data yang tersedia diperbaharui. Pada solusi basis data tradisional, replikasi synchronous menghapuskan perbedaan antara master/slave dan peer-to-peer configurations. Replikasi synchronous peka terhadap kegagalan sistem. Jika suatu basis data tidak tersedia akibat kegagalan server, keberhasilan dari transaksi akan ditunda. Ketika replikasi synchronous memiliki integritas data, hal tersebut harus dikerjakan dengan biaya yang tersedia. Sistem ketersediaan dapat dikurangi dengan synchronous replication jika mata rantai antar basis data mudah pecah. Sifat mudah pecah ini pada kegagalan jaringan juga mencegah secara synchronous server replikasi basis data yang disebarkan secara geografis. Terdapat dua teknik dasar untuk menjamin transaksi menghasilkan satu hasil dan tidak bergantung pada akses terhadap data atau replika data yang digunakan dalam perhitungan transaksi [3].
Microsoft SQL Server adalah sistem manajemen database relational (RDBMS) yang diproduksi oleh Microsoft. Bahasa query yang digunakan dalam program ini adalah Transact-SQL yang merupakan sebuah implementasi dari query standar ANSI/ISO yang terstruktur yang digunakan oleh Microsoft dan Sysbase. Microsoft SQL Server mendukung untuk pengguna bisa melakukan pencerminan database dan clustering data. SQL Server juga mendukung database terdistribusi [2].
5
Efisien menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah ketepatan cara kerja dalam menjalankan sesuatu dengan tidak membuang-buang waktu, tenaga dan biaya.
Pada penelitian yang berjudul “Implementasi Replikasi Data Asynchronous untuk Keamanan Data Sistem Informasi Akademik Online” dijelaskan bahwa replikasi data dapat dimanfaatkan untuk keamanan sebuah sistem informasi akademi online terhadap serangan perubahan data dan take down sistem dari internet. Hasilnya meningkatkan keamanan terhadap serangan DoS (Denial of Service) dari internet yang dapat menyebabkan server database menjadi down, terbukti dengan sistem informasi akademik online tetap berfungsi dengan baik dan tidak terpengaruh terhadap kondisi down dari server [4].
Pada penelitian yang berjudul “Basis Data Terdisitribusi Untuk Aplikasi Kependudukan Berbasis Web” dijelaskan replikasi multimaster memungkinkan beberapa situs, bertindak sebagai master-master yang sama, untuk mengelola kelompok-kelompok objek database yang direplikasi. Setiap site dalam lingkungan replikasi multimaster adalah master site, dan masing-masing master site berkomunikasi dengan master site lainnya. Hasilnya implementasi database terdistribusi pada suatu sistem aplikasi dapat menghasilkan kinerja yang baik menyangkut ketersediaan data. Dengan adanya replikasi database yang dapat menghasilkan kesamaan posisi data pada beberapa master site, maka memungkinkan adanya pembagian beban dalam pengaksesan kerja server, sehingga kegagalan pengaksesan data dapat diminimalisasikan [5].
Pada penelitian yang berjudul “Penerapan Teknologi Replikasi Pada Basis Data Terdistribusi Bimas Hindu Kemenag Provinsi Sumatera Selatan” dijelaskan implementasi basis data terdistribusi dengan model replikasi basis data pada suatu sistem, untuk perencanaan, optimalisasi produksi dan sinkronisasi data. Dari arsitektur database yang dibuat, yaitu memisahkan tiap tabel berdasarkan fungsinya ke dalam tiap-tiap server hal ini dilakukan dengan suatu pertimbangan sebuah industri yang memiliki jumlah data besar dan cabang-cabang perusahaan yang terpisah secara fisik. Dalam jangka panjang akan melebihi kapasitas jika diletakkan secara bersama, selain untuk meratakan beban komputasi, juga untuk mempermudah perluasan pada masa akan datang dan proses update yang cepat yang dapat dilakukan disetiap server atau cabang dari organisasi atau perusahaan [6].
6
Pada penelitian yang berjudul “Replikasi Standby Database Menggunakan Metode Incremental Back Up” dijelaskan Penelitian ini membahas tentang metode yang dapat diterapkan pada sebuah sistem server database (primary) untuk melakukan replikasi secara incremental backup dan selalu tersinkronisasi pada server database cadangan (standby database). Standby database mengaktifkan failover ketika server primary database mengalami failure (kerusakan). Sehingga standby database menjadi primary database yang baru. Pembuktian terhadap replikasi yang terjadi antara primary database dengan standby database secara realtime. Dan aktifnya failover yang membuat standby database menjadi primary database yang baru saat primary database mengalami kerusakan. Sehingga transaksi data yang dilakukan oleh klien dapat berjalan dengan normal [7].
Pada penelitian yang berjudul “Replikasi Untuk Meningkatkan Kinerja Dan Ketersediaan Data” dijelaskan replikasi yang diimplementasikan pada database akademik dan diharapkan didapatkan sebuah arsitektur database terdistribusi yang bisa mengatasi ketersediaan data pada sistem informasi akademik. Dengan menggunakan database terdistribusi tersebut maka sebuah aplikasi bisa memberikan informasi kepada end user-nya dengan mengambil dari sumber data yang terdekat dengan network dari melakukan transaksi. Proses transaksi hanya dilakukan terhadap master, sedangkan slave hanya akan menjadi sebuah mirror. Data yang telah ditransaksikan akan dilakukan sinkronisasi oleh slave dengan dua metode yaitu otomatis dan manual dengan mengikuti pola kejadian dalam sistem akademik. Master diletakkan pada area intranet sehingga akan menjamin keamanan datanya, sedangkan slave disebarkan ke beberapa server database, baik intranet maupun public [8].
Pada pembahasan materi yang berjudul “Metode Manajemen Backup Data Sebagai Upaya Penyelamatan Data On Line Web LAPAN Bandung” dijelaskan bahwa Backup merupakan sebuah proses penduplikasian data kedalam media yang terpisah. Data hasil duplikasi tersebut nantinya akan digunakan untuk memulihkan kembali data bila terjadi kerusakan atau kehilangan data. Backup biasanya digunakan dengan dua tujuan utama yaitu :
- Untuk memulihkan kembali data yang mengalami kerusakan/kehilangan pada saat terjadi bencana.
7
- Untuk memulihkan sebagian kecil data yang mengalami kerusakan atau kehilangan akibat kesalahan manusia.
Jenis – jenis strategi backup adalah sebagai berikut,
- Snapshot Backup Data yaitu diduplikasi secara live dengan melakukan penguncian terhadap seluruh data untuk sementara waktu dan kemudian dilakukan snapshot terhadap data tersebut yang dilanjutkan dengan dilepas agar dapat beroperasi kembali. - Full Backup Data yaitu diduplikasi secara keseluruhan baik data yang sudah pernah
diduplikasi maupun belum pernah kedalam media yang terpisah. Backup dilakukan secara berkala.
- Differential Backup Data yaitu yang diduplikasi hanya merupakan data baru atau data yang mengalami perubahan. Pada proses backup ini, data tidak pernah dilakukan marking. Backup dilakukan secara berkala.
- Incremental Backup Data yaitu yang diduplikasi hanya data yang belum pernah dilakukan backup. Bila terjadi perbedaan byte pada data, maka hanya perbedaan dari byte data tersebut yang akan diduplikasi. Backup dilakukan secara berkala.
- Continuous Backup Data dilakukan duplikasi secara terus menerus terhadap seluruh data yang berubah.
8
METODE PENELITIAN
Adapun langkah-langkah dalam metode waterfall dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Tahapan analisa kebutuhan, mengumpulkan kebutuhan-kebutuhan yang diperlukan dalam membangun sistem replikasi database kemudian melakukan analisa terhadap kebutuhan tersebut untuk mencari solusi dengan mengimplementasikannya kedalam server yang telah dibangun. Penulis melakukan pengumpulan kebutuhan dengan melakukan observasi dan studi literatur tentang Database Management system dan Database Replication system serta bagian-bagian yang terdapat didalamnya.
2. Tahap perancangan sistem, pada tahap ini di lakukan perancangan topologi jaringan yang akan digunakan pada pembangunan sistem replikasi database.
3. Implemetasi dan pengujian Unit, merupakan proses mengkonversi dari tahap perancangan sistem kedalam bentuk sistem berdasarkan dengan data-data yang telah di pelajari dari studi literatur dan observasi yang telah dilakukan. Dan akan dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah dibangun untuk mengetahui apakah penelitian berhasil atau tidak.
4. Pengujian sistem, setelah implementasi sistem telah berhasil di setiap server yang dibangun, di tahap ini dilakukan pengujian pada apakah sistem replikasi berjalan dengan baik atau tidak. 5. Maintenance, pada tahap ini sistem telah berhasil di bangun. Pemeliharan meliputi perbaikan kekurangan-kekurangan ataupun error saat pengembangan dan pengembangan sistem.
9
HASIL PEMBAHASAN
Dalam hasil dan pembahasan pada penelitian ini data diambil dari laboratorium Fakultas Teknik Informasi Universitas Kristen Satya Wacana. Sistem SALTO melibatkan banyak table yang terdiri dari 133 table, yaitu tb_Cards, tb_Users, tb_Groups, tb_Zones, tb_Authorizations, tb_Guest, tb_Visitors, tb_Operators, tb_Locks, tb_Locations, tb_Functions dst. Data-data yang tersimpan di dalam table dipecah ke dalam table lainnya, sehingga 1 data tersimpan ke beberapa table berbeda. Ada pula table tunggal yang bersesuaian.
Pemecahan data-data ke dalam table yang berbeda tersebut bertujuan untuk membagi data mana saja yang dapat dilihat dan diubah (add, edit, delete) oleh system SALTO. Pemecahan tersebut diperlukan untuk keperluan arah replikasi database synchronous. Data-data yang dianggap penting dan yang merupakan hak akses penuh (view, add, edit, delete) akan direplikasi dua arah ke database master dan slave/mirrored, sehingga setiap perubahan data akan direplikasikan ke kedua database.
Replikasi data synchronous antara kedua server database menggunakan arsitektur simple replication. Database SALTO berlaku sebagai database master dan database Uji sebagai database slave/mirrored untuk arah replikasi dari database SALTO. Replikasi bersifat universal karena setiap perubahan data pada tabel dalam database dilakukan proses replikasi. Backup merupakan sebuah proses penduplikasian data kedalam media yang terpisah. Backup biasanya digunakan dengan dua tujuan utama untuk memulihkan kembali data yang mengalami kerusakan/kehilangan pada saat terjadi bencana dan untuk memulihkan sebagian kecil data yang mengalami kerusakan atau kehilangan akibat kesalahan manusia.
10
Proses replikasi data synchronous SQL dari database master ke database slave dilakukan setelah proses query pada database master selesai dieksekusi dan ada koneksi replikasi antara database master dan database slave. Apabila suatu saat koneksi replikasi antara database master dan database slave terputus maka proses query pada database master akan gagal dieksekusi karena terpengaruh oleh putusnya koneksi antara kedua server database tersebut. Gambar 1 menunjukkan rancangan replikasi data synchronous database SALTO.
Proses backup database dilakukan setiap periode yang sudah ditentukan, dalam hal ini backup database menggunakan 2 metode backup database yaitu incremental back up data dan full backup data. Dalam penjadwalan back up data menggunakan metode incremental backup dilakukan setiap 3 hari sekali dimana setiap data baru atau yang mengalami perubahan data di back up dan dilakukan secara berkala, sedangkan metode full backup dilakukan setiap satu bulan sekali dan berkala yang dilakukan pada database master, dimana semua komponen data, termasuk log transaction di backup dan disimpan dalam sebuah file, kemudian file backup dapat di copy atau diduplikasi ke tempat lain. Penulis menerapkan metode incremental backup dan full backup karena dalam jangka panjang ukuran file database semakin meningkat sehingga perlu adanya metode yang tidak membebani kinerja server atau komputer saat dilkukan proses backup database.
Gambar 2. Perintah incrementalbackup database
Proses penjadwalan menjalankan aplikasi incremental backup database adalah dengan menggunakan task scheduler yang waktunya telah ditentukan oleh user yaitu di set setiap 3 hari di jam tertentu, dimana task scheduler menjalan aplikasi backup database, kemudian aplikasi backup database memanggil sebuah script berisikan perintah incremental backup database seperti Gambar 2
11
Gambar 3. Perintah fullbackup database
Proses penjadwalan full backup database sama dengan penjadwalan pada incremental backup yaitu dengan menggunakan task scheduler yang waktunya juga telah ditentukan oleh user setiap 1 bulan sekali, dimana task scheduler menjalan aplikasi backup database, kemudian aplikasi backup database memanggil sebuah script berisikan perintah full backup database seperti Gambar 3. Apabila suatu saat terjadi kerusakan pada sistem sehingga database mengalami kerusakan maka file backup dapat di restore di komputer lain agar sistem dapat berjalan kembali dengan data terakhir.
Gambar 3. Rancangan Backup dan Replikasi Synchronous
Implementasi replikasi terjadi kegagalan karena database yang digunakan tidak dapat menjalankan fungsi replikasi sebagai master database, tetapi hanya dapat menjalankan fungsi replikasi slave database, oleh karena itu pengujian hanya dapat menjalankan back up database. Pengujian back up database bertujuan apakah back up berjalan dengan benar sesuai dengan kondisi
12
data saat di back up dan kualitas data yang ada pada masing-masing table tetap, yaitu tidak ada yang berubah.
Hasil implementasi pengujian kualitas backup diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil Pengujian Kualitas Back up
No Database Jenis Gangguan Kualitas BackUp
1 SALTO (50 MB) Tanpa Gangguan Berhasil
2 SALTO (50 MB) Aplikasi dipaksa berhenti Gagal 3 SALTO (50 MB) Database engine di paksa berhenti Gagal
Dari hasil tabel 1 diperlihatkan bahwa backup sangat dipengaruh oleh gangguan, jadi jika semakin besar gangguan yang mempengaruhi aplikasi maka semakin besar peluang proses backup untuk gagal. Kualitas hasil sesuai harapan jika setelah database di backup berhasil artinya tidak ada file yang rusak atau corrupt, ini di buktikan dengan adanya file baru di folder Back up.
13
KESIMPULAN dan SARAN
Kesimpulan
Simpulan yang didapat dari penelitan ini adalah aplikasi backup dan replikasi telah dapat melakukan backup dengan baik, jika potensi gangguan besar, maka menggagalkan proses backup itu sendiri, karena backup yang dilakukan dengan cara full backup. Dalam hal backup harus dilakukan secara berkala dan berkelanjutan agar supaya tidak kehilangan data atau informasi yang nantinya akan berdampak buat individu maupun organisasi.
Saran
Saran dalam penelitian ini adalah diharapkan dalam penelitian kedepan penelitian ini dapat diterapkan untuk sistem informasi yang lebih kompleks sehingga dapat diketahui pengaruh terhadap kinerja dan keamanan data dengan lebih baik.
14
DAFTAR PUSTAKA
[1] Azikin, Askari. "Debian GNU/Linux." Bandung: Informatika (2011).
[2] Mistry, Ross, and Stacia Misner. Introducing Microsoft SQL Server 2008 R2. Microsoft Press, 2010.
[3] Auparay, Erna, and Royyana Muslim Ijtihadie. "REPLIKASI DATA
MENGGUNAKAN DETECTION CONTROLLER MODULE UNTUK
MENCEGAH CONGESTION DI DATA CENTER." JUTI: Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi 16.1 (2018): 10-17.
[4] Purnomo, Endro, Ahmad Ashari, and M. Kom. IMPLEMENTASI REPLIKASI DATA ASYNCHRONOUS UNTUK KEAMANAN DATA PADA SISTEM INFORMASI AKADEMIK ONLINE (Studi Kasus: Universitas Muhammadiyah Purworejo). Diss. Universitas Gadjah Mada, 2013.
[5] Cinderatama, Toga Aldila, Wiratmoko Yuwono, and Rengga Asmara. "Basis Data
Terdistribusi untuk Aplikasi Kependudukan Berbasis Web." EEPIS Final
Project (2011).
[6] Susila, Ketut Darma. "PENERAPAN TEKNOLOGI REPLIKASI PADA BASIS DATA TERDISTRIBUSI BIMAS HINDU KEMENAG PROVINSI SUMATERA SELATAN." Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika (2014).
[7] Hamdhana, Defry, and Sayed Fachrurrazi. "Replikasi Standby Database Menggunakan Metode Incremental Back Up." Jurnal Energi Elektrik 2 (2013).
[8] Triyono, Joko. "Replikasi Untuk Meningkatkan Kinerja dan Ketersediaan Data (Studi Kasus Sistem Informasi Akademik)." Jurnal Teknologi Technoscientia 5.1 (2012).
[9] Putra P.A. Handout Matakuliah Basis Data 2 : Backup & Recovery, Universitas Brawijaya, 2010.
[10] Ellyani. "Metode Manajemen Backup Data Sebagai Upaya Penyelamatan Data On Line Web LAPAN Bandung", Berita Dirgantara vol.13 no.1 maret 2012:22-27, 2012
