BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Komputasi Awan

Ketika kita membicarakan cloud computing atau komputasi awan, sebenarnya apakah dalam pemikiran kita membicarakan hal yang sama? Mari kita lihat. Banyak pihak memberikan penjabaran yang berbeda-beda dari sebuah definisi cloud computing berdasarkan definisinya mashing-masing. Wikipedia mendefinisikan komputasi awan sebagai “komputasi berbasis Internet, ketika banyak server digunakan bersama untuk menyediakan sumber daya, perangkat lunak dan data pada komputer atau perangkat lain pada saat dibutuhkan, sama seperti jaringan listrik”.

Gartner mendefinisikannya sebagai “sebuah cara komputasi ketika layanan berbasis TI yang mudah dikembangkan dan lentur disediakan sebagai sebuah layanan untuk pelanggan menggunakan teknologi Internet.”

Forester mendefinisikannya sebagai “standar kemampuan TI, seperti perangkat lunak, platform aplikasi, atau infrastruktur, yang disediakan menggunakan teknologi Internet dengan cara swalayan dan bayar-per-pemakaian.”

Secara sederhana, komputasi awan dapat kita bayangkan seperti sebuah jaringan listrik. Apabila kita membutuhkan listrik, apakah kita harus punya pembangkit listrik sendiri? Tentu tidak. Kita tinggal menghubungi penyedia layanan (dalam hal ini PLN), menyambungkan rumah kita dengan jaringan listrik, dan kita tinggal menikmati layanan tersebut. Pembayaran kita lakukan bulanan sesuai pemakaian.

Kalau listrik bisa seperti itu, mengapa layanan komputasi tidak bisa? Misalnya, apabila sebuah perusahaan membutuhkan aplikasi CRM (Customer

CRM, membeli server, dan kemudian harus memiliki tim TI khusus untuk menjaga server dan aplikasi tersebut? Di sinilah komputasi awan berperan. Penyedia jasa komputasi awan seperti PT. XYZ, menyediakan salah satu fitur Cloud berupa aplikasi CRM yang dapat digunakan langsung oleh perusahaan tadi. Mereka tinggal menghubungi penyedia layanan (dalam hal ini, PT. XYZ), “menyambungkan” perusahaannya dengan layanan tersebut (dalam hal ini, melalui Internet), dan tinggal menggunakannya. Pembayaran? Cukup dibayar per tahun (tergantung kontrak) sesuai pemakaian. Tidak ada lagi investasi di awal yang harus dilakukan.

2.2 Sejarah Komputasi Awan

Ide awal dari komputasi awan dapat ditarik ke tahun 1960-an, saat John McCarthy, pakar komputasi MIT yang dikenal sebagai salah satu pionir intelejensia buatan, menyampaikan visi bahwa "suatu hari nanti komputasi akan menjadi infrastruktur publik seperti listrik dan telpon". Hal lain yang memicu lahirnya komputasi awan adalah adanya sistem yang terdistribusi (distributed system). Dengan sistem terdistribusi ini memungkinkan terjadinya penggunaan sumber daya (software, hardware, data) secara bersama-sama. Namun baru di tahun 1995, Larry Ellison, pendiri Oracle , memunculkan ide "Network Computing" sebagai kampanye untuk menggugat dominasi Microsoft yang saat itu merajai desktop computing dengan Windows 95-nya.

Larry Ellison menawarkan ide bahwa sebetulnya user tidak memerlukan berbagai macam perangkat lunak, mulai dari sistem operasi dan berbagai perangkat lunak pendukung lainnya yang dibutuhkan, dijejalkan ke dalam masing-masing PC Desktop pengguna. PC Desktop bisa digantikan oleh sebuah terminal yang langsung terhubung dengan sebuah server yang menyediakan lingkungan yang berisi berbagai macam kebutuhan sistem operasi dan perangkat lunak yang siap diakses oleh pengguna.

Ide "Network Computing" ini sempat menghangat dengan munculnya beberapa pabrikan seperti Sun Microsystem dan Novell Netware yang

menawarkan Network Computing Client sebagai pengganti piranti PC Desktop. Percobaan pada tahun '98 memakai Network Computing yang dikoneksikan ke sebuah Windows NT Server di mana Network Computing klien dapat menggunakan berbagai aplikasi yang tersedia di dalam server tersebut secara remote.

Namun akhirnya, gaung Network Computing ini lenyap dengan sendirinya, terutama disebabkan kualitas jaringan komputer yang saat itu masih belum memadai, sehingga akses NC ini menjadi sangat lambat, sehingga orang-orang akhirnya kembali memilih kenyamanan PC Desktop, seiring dengan semakin murahnya harga PC.

Tonggak selanjutnya adalah kehadiran konsep ASP (Application Service Provider) di akhir era 90-an. Seiring dengan semakin meningkatnya kualitas jaringan komputer, memungkinkan akses aplikasi menjadi lebih cepat. Hal ini ditangkap sebagai peluang oleh sejumlah pemilik data center untuk menawarkan fasilitasnya sebagai tempat „hosting‟ aplikasi yang dapat diakses oleh pelanggan melalui jaringan komputer.

Dengan demikian pelanggan tidak perlu investasi di perangkat data center. Hanya saja ASP ini masih bersifat "private", di mana layanan hanya dikostumisasi khusus untuk satu pelanggan tertentu, sementara aplikasi yang di sediakan waktu itu umumnya masih bersifat client-server.

Dari sudut pandang software engineering (rekayasa perangkat lunak), berkembangnya Web 2.0 pada tahun 1999 yang saat itu disuarakan oleh Darcy DiNucci, seorang konsultan desain informasi elektronik yang juga sangat berperan serta. Dengan mengedepankan sisi interaktif halaman web dan juga akses ke web tersebut yang dapat dari berbagai platform. Selain Web 2.0, Mashup juga setidaknya ikut berperan serta dalam kelahiran komputasi awan, mashup adalah suatu aplikasi berbasis web yang dapat mengombinasikan data dari banyak

Kehadiran berbagai teknik baru dalam pengembangan perangkat lunak di awal abad 21, terutama di area pemograman berbasis web disertai peningkatan kapasitas jaringan internet, telah menjadikan situs-situs internet bukan lagi berisi sekedar informasi statik. Tapi sudah mulai mengarah ke aplikasi bisnis yang lebih kompleks dan multimedia.

Mengadopsi essai yang ditulis oleh Voas dan Zhang yang diterbitkan IEEE tahun 2009, setidaknya ada 6 tahapan munculnya komputasi awan, 6 tahapan tersebut adalah tahap pertama berupa mainframe komputer, dimana pengguna hanya menggunakan terminal yang terhubung dengan mainframe komputer. Tahap kedua komputer berupa PC-stand alone yaitu pengguna menggunakan komputer yang sudah dapat berdiri sendiri (tidak memerlukan mainframe lagi). Pada tahap ketiga; komputer, laptop, ataupun server terhubung menjadi satu dalam suatu jaringan lokal untuk berbagai sumber daya dan meningkatkan performa. Kemudian pada tahap ke-empat, beberapa jaringan local yang terhubung dan menjadi jaringan global. Pada tahap kelima; munculah grid computing, konsep ini menawarkan adanya pembagian tugas komputasi yang besar kepada banyak komputer yang saling terhubung dalam suatu jaringan dan juga komputer-komputer tersebut dapat berbagi sumber daya (yang diatur dengan teori sistem terdistribusi). Pada tahap keenam lahirlah teori komputasi awan yang menawarkan semua komputasi ada di internet.

Seperti sudah sedikit disinggung sebelumnya, popularitas komputasi awan semakin menjulang saat di awal 2000-an, Marc Benioff, mantan wakil direktur Oracle Corp, meluncurkan layanan aplikasi CRM dalam bentuk Software as a Service (SaaS) pada Salesforce.com, yang mendapatkan sambutan meriah. Dengan misinya yang terkenal yaitu "The End of Software", Benioff bisa dikatakan berhasil mewujudkan visi mantan bos nya di Oracle, Larry Elisson, tentang Network Computing menjadi kenyataan satu dekade kemudian.

Selanjutnya istilah komputasi awan bergulir seperti bola salju menyapu dunia teknologi informasi. Dimulai di tahun 2005, mulai muncul inisiatif yang

didorong oleh nama-nama besar seperti Amazon.com yang meluncurkan Amazon EC2 (Elastic Compute Cloud), Google dengan Google App Engine-nya, tak ketinggalan raksasa IBM meluncurkan Blue Cloud Initiative dan lain sebagainya.

Semua inisiatif ini masih terus bergerak, dan bentuk komputasi awan pun masih terus mencari bentuk terbaiknya, baik dari sisi praktis maupun dari sisi akademis. Bahkan dari sisi akademis, jurnal-jurnal yang membahas tentang ini hal ini baru bermunculan di tiga tahun belakangan. Akhirnya seperti yang kita saksikan sekarang, seluruh nama-nama besar terlibat dalam pertarungan menguasai awan ini. Bahkan pabrikan Dell, pernah mencoba mempatenkan istilah "Cloud Computing", namun ditolak oleh otoritas paten Amerika.

Walaupun di luar pemasaran komputasi awan ini begitu hingar-bingar, tidak demikian dengan di tanah air Indonesia. Pemain yang benar-benar mencoba masuk di area ini masih sangat sedikit, bahkan jumlahnya bisa dibilang belum sebanyak jari sebelah tangan. Salah satu yang cukup serius bermain di area ini adalah PT. XYZ, XYZ menawarkan tiga jenis layanan Cloud Computing Solutions, yaitu Private Cloud, Dedicated Cloud, dan Public Cloud. Sementara itu, keunggulan Cloud Computing PT. XYZ terletak pada 4 hal, yaitu Secure, Affordable, Flexible, dan Excellent (SAFE). Untuk masalah keamanan, PT. XYZ sudah membuktikannya dengan diperolehnya sertifikat ISO 27001:2005 dari SGS Internasional untuk jaminan keamanan informasi.

Layanan Cloud Services PT. XYZ sendiri berawal dari pertumbuhan dan kebutuhan transaksi data perusahaan yang semakin besar sehingga mengharuskan untuk memiliki data center yang lebih besar lagi. Seiring perkembangan teknologi, perusahaan menggunakan VMware dalam menjawab kebutuhan akan virtualisasi server hingga akhirnya sekarang mampu memasarkan jasa yang terdiri dari paket Infrastructure as a Service (IaaS) dan Software as a Service (SaaS). Untuk IaaS, PT. XYZ menyediakan seluruh infrastruktur TI seperti fasilitas data center, penyimpanan data dan server. Penggunaan IaaS dapat digunakan sebagai

selayaknya memiliki sistem sendiri. Sedangkan SaaS menyediakan banyak aplikasi yang menunjang value chain ataupun proses bisnis bagi perusahaan yang ditempatkan di PT. XYZ dan dapat diakses melalui jaringan private maupun internet.

Gambar 2.1 Web Cloud Service PT. XYZ [Sumber: internet, 2012]

Sepinya sambutan dunia teknologi informasi dalam negeri terhadap komputasi awan ini, mungkin disebabkan beberapa faktor, di antaranya:

1. Penetrasi infrastruktur internet yang bisa dibilang masih terbatas.

2. Tingkat kematangan pengguna internet, yang masih menjadikan media internet utamanya hanya sebagai media hiburan atau sosialisasi.

3. Tingginya investasi yang dibutuhkan menyediakan layanan cloud ini, karena harus merupakan kombinasi antara infrastruktur jaringan, hardware dan software sekaligus.

Namun demikian, sebagai negara dengan jumlah penduduk terbesar ke-5 di dunia yang berarti juga pasar terbesar ke-5 di dunia para pelaku teknologi informasi dalam negeri harus sesegera mungkin mempersiapkan diri dalam arti mulai mengembangkan layanan-layanan yang siap pada masa depan. Sehingga

saat gelombang besar komputasi awan ini sampai di sini, tidak hanya pemain asing besar saja yang hanya menangguk keuntungan.

2.3 Arsitektur dan Karakteristik Komputasi Awan

Gambar 2.2 Hirarki Cloud Computing [Sumber, internet 2012]

Komputasi awan secara bisnis lebih mudah diterima dan diwujudkan karena arsitekturnya yang bertingkat dan fleksibel serta berbentuk virtual. Mengacu pada Gambar 2.2 setiap lapisan arsitektur komputasi awan bisa dikemas (untuk kemudian dijual) dalam bentuk servis. Dalam prakteknya terdapat 3 (tiga) jenis model bisnis Cloud yang bisa ditawarkan ke pengguna, yaitu: Software as a Service(Saas), Platform as a Service(PaaS), dan Infrastructure as a Service(IaaS).

2.3.1. Software as a Service

Menurut definisi dari msdn.com, Software as a Service (SaaS) adalah : “Software deployed as a hosted service and accessed over the Internet”. Definisi ini menggambarkan sifat SaaS yang dapat diakses dimanapun sepanjang terdapat koneksi internet. SaaS memberikan kemudahan bagi pengguna untuk bisa memanfaatkan sumberdaya perangkat lunak dengan cara berlangganan. Sehingga tidak perlu mengeluarkan investasi baik untuk in house development ataupun pembelian lisensi. Dengan SaaS, customer dapat melakukan pembayaran sesuai

dengan jumlah resource yang dipakai (You Pay as You Go). Adapun karakter dari SaaS adalah :

• Network based access.

• Manajemen aktvitas terpusat dan tersentralisasi.

• Penyediaan aplikasi satu – ke – banyak, maksudnya satu perangkat lunak bisa diperuntukan ke banyak perusahaan (multi-tenant), termasuk arsitekturnya, harga, dan karakteristik manajemen.

• Pembaruan perangkat lunak secara terpusat, sehingga pelanggan tidak perlu mengunduh keamanan terbaru untuk mendapatkan fitur yang terupdate.

The End of Software. Frasa provokatif ini dipakai oleh sebuah perusahaan perangkat lunak untuk mempromosikan diri. Salesforce.com menawarkan sebuah tawaran yang berbeda dari pengembang perangkat lunak konvensional, sebuah layanan fungsionalitas perangkat lunak dengan pola SaaS atau on demand software. Istilah SaaS dapat dipakai untuk membedakan dari perangkat lunak yang dijual secara tradisional dalam bentuk paket atau dikenal juga sebagai on premise software.

You pay as far as you go. Istilah tersebut mengacu pada munculnya paradigma baru dalam layanan TI, yakni adanya kumpulan perangkat lunak di mana user cukup membayar sesuai dengan pemakaian. SaaS berupa model penyampaian aplikasi perangkat lunak suatu vendor yang mengembangkan sebuah aplikasi web yang dimiliki dan dapat dioperasikan secara personal maupun melalui pihak ketiga dan dapat digunakan oleh pelanggannya melalui jaringan Internet.

Dalam SaaS, seluruh bisnis proses dan data pelanggan ditempatkan di sebuah server data center milik penyelenggara servis. Server ini melayani sejumlah klien dengan sistem satu-ke-banyak, pelanggan tinggal memakai dan membayar jasa sewanya setiap bulan sesuai dengan pemakaian. Sistem tersebut dapat mereduksi atau menghilangkan biaya instalasi dan langsung dapat

menjalankan aplikasi pada komputer pengguna, SaaS menghapuskan kerumitan dalam pemeliharaan perangkat lunak, aktifitas operasional dan support. Lebih singkatnya, dengan SaaS, pengeluaran belanja TI konsumen bisa lebih hemat.

2.3.2. Platform as a Service

Sering terjadi, suatu aplikasi software yang sifatnya package tidak dapat memenuhi kebutuhan proses bisnis kita. Demikian pula dengan SaaS, di mana aplikasi yang ditawarkan sebagai layanan tidak sesuai dengan proses bisnis yang sedang berjalan. 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. Seperti juga layanan SaaS, pengguna PaaS tidak memiliki kendali terhadap sumber daya komputasi dasar seperti memory, media penyimpanan, dan lain-lain, yang semuanya diatur oleh penyedia layanan ini. Pada PaaS, kita membuat sendiri aplikasi software yang kita inginkan, termasuk skema database yang diperlukan. Skema itu kemudian kita pasang (deploy) di server milik penyedia jasa PaaS. Penyedia jasa PaaS sendiri menyediakan layanan berupa platform, mulai dari mengatur server-server mereka secara virtualisasi sehingga menjadi cluster sampai menyediakan sistem operasi di atasnya. Alhasil, kita sebagai pengguna hanya perlu memasang aplikasi yang kita buat di atasnya. Contoh pionir pengembang PaaS dalam konteks ini adalah Google AppEngine, yang menyediakan berbagai tools untuk mengembangkan aplikasi di atas platform Google, dengan menggunakan bahasa pemrograman Phyton dan Django.

Kemudian Salesforce.com juga menyediakan layanan PaaS melalui Force.com, menyediakan modul-modul untuk mengembangkan aplikasi diatas platform Salesforce yang menggunakan bahasa pemograman Apex. Dan mungkin yang jarang sekali diketahui, bahwa Facebook juga bisa dianggap menyediakan layanan PaaS, yang memungkinkan kita untuk membuat aplikasi diatasnya. Salah satu yang berhasil menangguk untung besar dari layanan PaaS Facebook adalah perusahaan bernama Zynga, yang tahun lalu saja berhasil meraup keuntungan

Facebook sendiri. Dan yang mungkin menggembirakan kalau ternyata Zynga sendiri mendapati keuntungan yang besar dari aplikasi yang sama sekali tidak serius tapi mengandung zat adiktif luar biasa, misalnya: Farmville, yang telah berhasil menjadikan 80 juta lebih penduduk Facebook menjadi petani yang rajin mencangkul, menanam dan panen serta memerah susu sapi demi keuntungan mereka.

2.3.3. Infrastructure as a Service

Ketika konfigurasi yang disediakan oleh penyedia PaaS tidak sesuai dengan keinginan kita. Kita berniat menggunakan aplikasi yang memerlukan konfigurasi server yang unik dan tidak dapat dipenuhi oleh penyedia PaaS. Untuk keperluan seperti ini, kita dapat menggunakan layanan cloud computing jenis Infrastructure as a Service (IaaS). IaaS terletak satu level lebih rendah dibanding PaaS, pada IaaS, penyedia layanan hanya menyediakan sumber daya komputasi seperti prosesor, memori, dan penyimpanan yang sudah tervirtualisasi. Akan tetapi, penyedia layanan tidak memasang sistem operasi maupun aplikasi di atasnya. Pemilihan OS, aplikasi, maupun konfigurasi lainnya sepenuhnya berada pada kendali kita. IaaS terkadang disebut sebagai Hardware as a Service (HaaS).

Gambar 2.3 Contoh harga penyewaan IaaS [Sumber, internet 2011]

Jadi, layanan IaaS dapat dilihat sebagai proses migrasi server-server kita dari on-premise ke data center millik penyedia IaaS ini. Para vendor komputasi awan lokal rata-rata menyediakan layanan model IaaS ini, dalam bentuk Virtual Private Server. Penyewa tidak perlu tahu, dengan mesin apa dan bagaimana caranya penyedia layanan menyediakan layanan IaaS. Yang penting, permintaan mereka atas dasar sumber daya teknologi informasi itu dapat dipenuhi. Perbedaan mendasar dengan layanan data center saat ini adalah IaaS memungkinkan pelanggan melakukan penambahan/pengurangan kapasitas secara fleksibel dan otomatis. Layanan Cloud PT. XYZ menyediakan berbagai pilihan penyewaan mulai CPU, media penyimpanan, dilengkapi dengan sistem operasi dan juga platform pengembangan aplikasi yang bisa disewa dengan perhitungan sistem kontrak. sedangkan untuk jangkauan layanan, terbagi menjadi 3 yaitu Public Cloud, Private Cloud dan Hybrid Cloud.

Public Cloud, Public Cloud menggambarkan komputasi awan dalam

pengertian umum yang tradisional dimana sumber daya secara dinamis ditetapkan dengan layanan mandiri melalui internet, via pihak ketiga. Sedikit berhemat, karena tagihannya cukup berdasarkan penggunaan sesuai kebutuhan

Private Cloud, Private Cloud adalah jaringan proprietary atau data center

yang memasok layanan ter-host kepada orang-orang dalam jumlah terbatas. Ini merupakan layanan cloud yang dioperasikan hanya untuk organisasi atau perusahaan tertentu. Infrastruktur cloud itu bisa saja dikelola pihak ketiga. Lokasinya pun bisa on-site atau off-site. Biasanya layanan ini hanya digunakan oleh perusahaan skala besar.

Hybrid Cloud, Hybrid Cloud untuk jenis ini, infrastruktur cloud yang

tersedia merupakan komposisi dari dua atau lebih infrastruktur cloud (private, community, atau public). Di mana meskipun secara entitas mereka tetap berdiri sendiri-sendiri, tapi dihubungkan oleh suatu

antar cloud itu. Misalnya, mekanisme load balancing yang antar cloud, sehingga alokasi sumber daya bisa dipertahankan pada level yang optimal.

2.4 Manfaat dan Tujuan Virtualisasi Server

Kebutuhan infrastruktur TI berbanding lurus dengan perkembangan bisnis suatu perusahaan sehingga dibutuhkan aplikasi-aplikasi TI baru yang dapat menunjang kebutuhan tersebut. Masing-masing aplikasi atau layanan membutuhkan mesin server tersendiri. Akibatnya perusahaan harus membeli mesin server baru untuk tiap aplikasi TI baru. Jumlah data yang dihasilkan dari proses bisnis dan operasi perusahaan juga meningkat sehingga dibutuhkan penambahan media penyimpanan data (storage).

Penambahan infrastruktur TI untuk data center relatif mahal. Pembelian mesin server dan media penyimpanan menghabiskan biaya yang paling besar. Harga mesin server relatif tidak murah, yaitu berkisar antara US$ 1.000 hingga US$ 5.000 tergantung dari kebutuhan dan spesifikasi. Penambahan mesin server dan media penyimpanan ke data center secara terus menerus akan membuat ruang data center menjadi penuh. Sehingga perlu dibangun ruang data center baru untuk mengakomodasi kebutuhan tersebut. Pembangunan ruang data center juga menghabiskan dana yang cukup besar, karena memerlukan perencanaan dan konstruksi yang cermat. Lebih lanjut, penambahan mesin server berbanding lurus dengan pengeluaran. Semakin banyak daya listrik yang diperlukan untuk mengaktifkan mesin server dan pendingin. Perusahaan juga harus mengeluarkan dana lebih untuk perawatan server.

Biaya yang besar tersebut tidak sebanding dengan efektifitas mesin server. Sebagian besar mesin server yang hanya menjalankan satu aplikasi perangkat lunak dan memiliki utilisasi perangkat keras (prosesor dan memori) yang rendah. Apabila dijumlah, rata-rata server hanya memiliki utilisasi perangkat keras 10% hingga 15% (Golden dan Scheffy, 2008). Hal ini membuat perusahaan membuang sumber daya perangkat keras secara sia-sia.

Sering kali sumber daya yang disediakan oleh mesin server lebih dari sumber daya yang diperlukan oleh sebuah aplikasi. Penyebab lainnya adalah kebutuhan penggunaan sistem operasi yang heterogen. Misalnya sebuah mail server memerlukan Windows Server, Database server menggunakan Solaris, dan Cisco Call Manager menggunakan Linux. Terjadi kondisi 1:1 dimana tidak optimalnya antara aplikasi dengan sistem operasi dan sistem operasi dengan perangkat keras. Secara umum, keungggulan konsolidasi server antara lain adalah, sbb:

1. Mengurangi biaya untuk menyediakan layanan ke pengguna

2. Memungkinkan untuk mengukuti perkembangan dan kebutuhan bisnis kerena skalabilitasnya.

3. Meningkatkan ketersediaan layanan.

4. Meningkatkan nilai investasi sumber daya korporat, dengan mengoptimalkan penggunanya.

5. Mengurangi kemungkinan munculnya masalah karena data lebih mudah diatur, diakses dan dilindungi.

6. Mengurangi kebutuhan pekerja untuk perawatan, karena infrastruktur server berada di sebuah lokasi yang aman.

Dengan melihat keunggulan yang telah dijelaskan sebelumnya diatas, konsolidasi server merupakan pilihan yang baik untuk diimplementasikan di sebuah perusahaan yang ingin dapat mengoptimalkan utilisasi sumber daya perangkat keras dan atau memulai suatu produk jasa komputasi awan.

Dalam penelitian ini digunakan istilah fleksibel untuk merujuk pada sumber daya prosesor dan memori yang dapat disesuaikan alokasinya. Fleksibilitas akan dicapai dengan teknologi virtualisasi menggunakan konsolidasi server dan migrasi secara langsung (live migration). Konsolidasi server bertujuan untuk meningkatkan utilisasi prosesor dan memori dengan menggabungkan sejumlah server (VM) ke sebuah mesin server. Metode ini akan mengurangi jumlah server fisik di ruang data center yang dapat memberikan dukungan berupa efisiensi pengeluaran biaya. Live migration bertujuan untuk melakukan

prosesor dan memori terlampau tinggi, sehingga performa layanan menurun atau mesin server hang. Dengan infrastruktur server yang fleksibel memungkinkan untuk menjaga utilisasi prosesor dan memori dalam kondisi yang optimal, dalam artian tidak rendah dan tidak terlampau tinggi.

Kinerja aplikasi-aplikasi TI yang berada pada mesin server terkonsolidasi dibatasi oleh keterbatasan sumber daya perangkat keras mesin tersebut. Hal ini akan menimbulkan permasalahan seiring dengan perkembangan bisnis perusahaan yang membutuhkan kemampuan komputasi dan beban kerja yang semakin meningkat sehingga membutuhkan sumber daya perangkat keras yang lebih banyak. Akan ada suatu kondisi ketika mesin server tidak mampu lagi memikul beban kerja yang ada. Upaya yang dapat dilakukan untuk menanggulangi permasalahan tersebut adalah dengan menambah kemampuan (upgrade) mesin server dan memindahkan sejumlah VM di dalam mesin server yang terkonsolidasi ke mesin server lain (live migration).

Penelitian ini menggunakan pendekatan live migration sebagai solusi masalah keterbatasan kinerja server terkonsolidasi. Teknologi virtualisasi server memungkinkan untuk dilakukannya migrasi VM dari satu mesin ke mesin lain dengan downtime yang minimal (Clark et al., 2005). Pada virtualisasi, perangkat lunak tidak memiliki ketergantungan pada perangkat keras. Lapisan virtualisasi menyediakan mesin virtual yang berfungsi sebagai penghubung perangkat lunak dengan perangkat keras, sehingga secara teori, VM dapat dipindahkan ke mesin lain tanpa konfigurasi yang rumit. Hal ini dimungkinkan karena lingkungan mesin baru sama dengan mesin asal.

Migrasi server meningkatkan value konsolidasi server. Dengan bantuan migrasi server, dapat dibangun infrastruktur server yang fleksibel, yaitu sumber daya perangkat keras dapat dialokasikan sesuai dengan beban kerja server.

Dengan adanya teknologi virtualisasi dan komputasi awan akan mengubah paradigma perusahaan ataupun organisasi IT dalam memandang sebuah investasi

dalam teknologi komunikasi informasi. “investasi” untuk modal kapital berubah menjadi biaya operasional dengan besaran yang lebih bagus dan efisien akibat adanya komputasi awan, dan ini membuat pengguna bebas berkreasi dan tidak perlu menyediakan infrastruktur sendiri untuk dapat memiliki sebuah system, kerena semuanya telah disediakan secara virtual.

Disaat ini kebutuhan akan pemakaian, pemeliharaan dan keamanan sistem informasi semakin meningkat, mendorong perusahaan ataupun organisasi untuk meningkatkan dan mengamankan sistem mereka, namun karena perusahaan ataupun organisasi tidak memiliki sumber daya yang besat untuk membeli sistem untuk keperluan mereka dan bahkan untuk memelihara sistem informasi mereka, terlebih lagi untuk mengamankan sistem tersebut maka kemungkinan besar komputasi awan akan menjadi pilihan pertama dan kemungkinan besar akan berkembang, khususnya di Indonesia.

Bahkan dengan komputasi awan, perusahaan atau organisasi hanya tinggal menyewa layanan atau jasa dari penyedia komputasi awan. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya dengan komputasi awan ini dapat mengurangi investasi awal dari sebuah perusahaan atau organisasi yang membutuhkan pemakaian, pemeliharaan, dan keamanan system informasi yang lebih baik. Dalam hal ini investasi yang besar bagi sebuah perusahaan atau organisasi akan berubah menjadi suatu system operasional yang mudah dikelola, bahkan penyedia jasa seperti Software as a Service (SaaS) yang terdapat di komputasi awan dapat menawarkan harga yang sangat rendah karena faktor ekonomi.

Dengan komputasi awan kita tidak perlu ladi dikhawatirkan dengan adanya kompleksitas teknologi saat ini. Perusahaan dan organisasi yang dalam usahanya menggunakan teknologi informasi tidak perlu takut dengan hal-hal yang dapat mengancam keamanan sistem informasi mereka dan bahkan dalam hal pembaharuan suatu teknologi atau aplikasi yang dipakai karena semuanya itu bisa diserahkan kepada penyedia layanan komputasi awan.

Komputasi awan jangan dijadikan sebagai “Core Business” bagi sebuah perusahaan tetapi sebaliknya jadikan lah komputasi awan ini sebagai “Support Business”, prinsip ini yang benar karena komputasi awan sebagai penunjang suatu perusahaan dalam mengelola sistem informasi yang ada diperusahaan tersebut dengan maksud dan tujuan untuk kelangsungan bisnis dari perusahaan tersebut, karena komputasi awan memberikan solusi bagi perusahaan untuk meringankan operasional perusahaan tersebut dalam hal pengolahan data.

Manfaat virtualisasi dan komputasi awan:

 Skalabilitas – Mudah meningkatkan kapasitas, sebagian kebutuhan komputasi berubah tanpa membeli peralatan tambahan

 Aksesibilitas – Akses data dan aplikasi melalui internet dari mana saja

 Mengurangi biaya

 Shift beban kerja – mengurangi staf TI secara internal dari pembaruan dan isu-isu yang konstan.

Dengan komputasi awan kemampuan untuk menangani tugas-tugas penting, dapat dilakukan lebih efisien oleh karena dilakukan oleh pihak ketiga, apakah mereka merupakan inti atau bukan inti dengan bisnis anda, adalah sebuah model bisnis yang umum dan merupakan layanan yang bisa menguntungkan anda.

Komputasi awan membawa tujuh manfaat potensial, diantaranya: 1. Data yang disimpan dapat terpusat.

2. Respon cepat.

3. Kehandalan kode uji.

4. Log (records yang tidak terbatas).

5. Kinerja perangkat lunak dengan tingkat keamanan yang tinggi. 6. Konstruksi yang handal.

2.5 Mengenal Layanan VMware

VMware merupakan perangkat lunak untuk virtual machine. Fungsinya adalah untuk menjalankan banyak sistem operasi dalam satu perangkat keras dan untuk menjalankan aplikasi yang ditujukan untuk sistem operasi lainnya. Fungsi lainnya adalah untuk mempelajari suatu sistem operasi baik ketika pada proses pembelajaran atau ketika proses pengembangan sistem operasi.

Istilah Virtual Machine (VM) sendiri mulai dikenalkan oleh IBM ketika meluncurkan sistem operasi mainframenya pada tahun 1965-an. Diperkenalkan untuk sistem S/370 dan S/390 dan disebut sebagian sistem operasi VM/ESA. Sehingga sering menimbulkan kebingungan antara penamaan produk atau penamaan mekanisme. Banyak orang yang menyebut, walau memiliki mekanisme mesin virtual tetapi bila bukan dari sistem IBM tersebut, maka sering tidak disebut dengan Virtual Machine. Maka diambil kesimpulan bahwa istilah virtual machine adalah suatu jenis mekanisme virtualisasi suatu mesin di atas mesin lainnya. Jadi bukan jenis produk dari salah satu vendor dengan nama Virtual Machine.

Gambar 2.4 Perbandingan Server yg menggunakan VMWare [Sumber: VMware,2012]

VMware memungkinkan bebarapa sistem operasi dijalankan pada satu mesin PC tunggal secara bersamaan. Hal ini dapat dilakukan tanpa melakukan partisi ulang dan boot ulang. Pada virtual mesin yang disediakan akan dijalankan sistem operasi sesuai dengan yang diinginkan. Dengan cara ini maka pengguna dapat menjalankan suatu sistem operasi (misal Linux) sebagai host operating sistem (sistem operasi tuan rumah) dan lalu menjalankan sistem operasi lainnya misal MS Windows Server 2008. Sistem operasi yang dijalankan di dalam host operating sistem rumah dikenal dengan guest operating sistem (sistem operasi tamu)

VMware Infrastructure 3 (VI3) merupakan salah satu application suite yang dapat digunakan untuk membangun infrastruktur server virtual. Dalam penelitian ini, implementasinya adalah untuk membangun infrastruktur server yang fleksibel. Konsolidasi server dan DRS (Distributed Resource Scheduler) digunakan untuk optimalisasi utilisasi perangkat keras. Hal ini dicapai dengan alokasi sumber daya prosesor dan memori yang dapat disesuaikan dengan beban kerja server. Kemudian fitur VMotion digunakan untuk migrasi VM dari sebuah mesin server ke mesin server lain, dengan kondisi VM aktif (live migration/hot migration). Dengan cara tersebut, diharapkan dapat dilakukan perawatan perangkat keras mesin server tanpa adanya gangguan terhadap layanan.

Sebelum membahas komponen penyusun dan fitur-fitur VI3, penulis akan membahas elemen infrastruktur server virtual dari sudut pandang VI3. Pembahasan ini berguna sebagai konsep untuk memahami bahasan-bahasan berikutnya dan sebagai dasar dalam mendesain infrastruktur sebagai solusi dari permasalahan. Elemen infrastruktur virtualisasi server antara lain (Anonim, 2006a):

1. Sumber daya dalam bentuk host dan klaster. Yaitu sumber daya

perangkat keras dari mesin server (ESX Server). Sejumlah ESX Server kemudian digabungkan menjadi klaster, sehingga kemampuan dari sejumlah ESX Server tersebut dapat diatur sebagai suatu kesatuan. Secara dinamis kemampuan komputasi dapat ditambah atau dikurangi

dengan penambahan atau pengurangan ESX Server yang tergabung di klaster.

Host adalah representasi sumber daya perangkat keras dari sebuah mesin server x86 (Anonim, 2006a). Misal suatu mesin server memiliki 4 buah prosesor dual-core dengan masing-masing prosesor memiliki kecepatan komputasi 4 gigahertz dan memori sebesar 32 gigabytes, maka total sumber daya perangkat keras yang disediakan ke sejumlah VM adalah kecepatan komputasi 32 gigahertz dan kapasitas memori 32 gigabytes.

Klaster (cluster) adalah representasi dari gabungan sumber daya sejumlah host yang tergabung dalam sebuah jaringan dan berbagi media penyimpanan data (Anonim, 2006a). Misal, suatu klaster terdiri dari 8 server, masing-masing memiliki prosesor dual-core 4 gigahertz dan 32 gigabytes memori, maka klaster akan memiliki kecepatan prosesor 256 gigahertz dan memori 256 gigabytes.

2. Media penyimpanan data (datastore). Ruang penyimpanan data

yang dimaksud adalah representasi dari kombinasi beberapa konfigurasi disk fisik yang dapat berupa fibre optic SAN, NAS (Network Attached Storage), atau iSCSI. VI3 menyediakan lapisan abstraksi yang dapat menyembunyikan keberagaman konfigurasi disk tersebut.

Sebuah VM disimpan dalam bentuk kumpulan file di sebuah direktori di dalam datastore. Sebuah disk virtual di dalam setiap VM termasuk di dalam salah satu atau lebih file di direktori tersebut. Hal ini memberikan kemudahan dalam penyalinan (copy), migrasi atau backup. File dengan ekstensi .vmdk merupakan disk virtual VM, sedangkan file dengan ekstensi .vmx merupakan konfigurasi VM. Ada 3 macam file system yang dapat dipakai pada datastore VI3, yaitu VMware Virtual Machine File System (VMFS), Raw Device Mapping (RDM) dan Network File System (NFS). Dalam penelitian ini

infrastruktur dibangun dengan VMFS, sehingga RDM dan NFS tidak masuk dalam pembahasan.

Sebuah volume VMFS dapat berupa satu atau gabungan beberapa Logical Unit Number (LUN) dari beberapa konfigurasi disk fisik. Pada Gambar 2.5, suatu volume VMFS disusun oleh masing-masing 1 LUN dari Direct Attached Storage Small Computer System Interface (DAS SCSI), fibre channel SAN, atau iSCSI SAN. Kapasitas datastore dapat ditambah dengan menambah LUN, tanpa harus mematikan host. Sistem operasi dari VM tidak dapat mengakses secara langsung ruang penyimpanan data. Akses dilakukan melalui lapisan virtualisasi (VMM) yang menyediakan driver SCSI. VM dapat menggunakan driver Bus Logic atau LSI Logic. Kemudian dengan driver tersebut VM dapat menggunakan virtual SCSI HBA (Host Bus Adapter). Setiap VM dapat memiliki 1 hingga 4 virtual SCSI HBA. Virtual SCSI HBA memberikan akses VM ke perangkat SCSI virtual, sama dengan fungsi SCSI HBA fisik yang memberikan akses ke perangkat SCSI fisik.

Gambar 2.5 Arsitektur datastore VI3 [Sumber: Anonim, 2006a]

3. Jaringan. Jaringan menghubungkan antar VM atau VM dengan area

di luar infrastruktur virtual. Seperti mesin server fisik, server virtual juga memiliki komponen jaringan, yaitu virtual NIC (vNIC), vitual switch (vSwitch), dan port group. Dalam penelitian ini dipaparkan

konsep jaringan pada VI3 secara umum. Penjelasan lebih lanjut mengenai konsep jaringan VI3, termasuk implementasinya dengan produk Cisco, dapat dilihat pada (Anonim, 2008a).

Setiap VM memiliki vNIC masing-masing. Sistem operasi dan aplikasi berkomunikasi dengan vNIC melalui driver yang disediakan oleh ESX Server. Seperti NIC, vNIC juga memiliki alamat MAC, 1 atau lebih alamat IP, dan respon terhadap protokol standar Ethernet. Dalam penelitian ini, untuk mempermudah dalam membedakan NIC fisik dengan NIC virtual, selanjutnya digunakan vmnic untuk menyebut NIC fisik dan vNIC untuk menyebut NIC virtual.

Virtual switch mirip dengan switch fisik yang beroperasi di lapisan 2 Ethernet (lapisan Data Link). Setiap host memiliki minimal 1 vSwitch, dengan jumlah maksimal 248. Setiap vSwitch memiliki 2 sisi, sisi pertama adalah port group yang menghubungkan sejumlah VM di host tersebut (jaringan internal). Sisi yang lain bertindak sebagai uplink yang terhubung dengan vmnic di mesin server (jaringan eksternal). Sebuah vSwitch dapat mempung virtual port internal sebanyak 1016 port dan virtual port eksternal sebanyak 32 port. Jadi, VM berkomunikasi dengan dunia luar melalui VMnic yang terhubung dengan sisi uplink vSwitch. Administrator juga dapat mengatur vSwitch agar tidak memiliki koneksi uplink, hanya koneksi internal antar VM saja. Hal ini berguna ketika ESX Server digunakan untuk percobaan suatu aplikasi TI dalam proses development Sebuah uplink vSwitch dapat terkoneksi dengan lebih dari 1 vmnic untuk membuat konfigurasi teaming. NIC teaming digunakan untuk membagi beban trafik jaringan (load balancing) atau menyediakan jalur cadangan untuk berjaga-jaga ketika salah satu dari VMnic rusak (failover). Port group adalah mekanisme untuk mengatur kelompok jaringan. Port group memiliki fungsi yang mirip dengan VLAN pada switch fisik. Sebuah vSwitch dapat memiliki beberapa port group. VM dapat menghubungkan vNICnya di port mana saja. Selama terhubung dalam

port group yang sama, 2 VM juga tergabung dalam jaringan yang sama, tentu saja hanya di dalam lingkungan virtual tersebut,

4. Mesin Virtual (VM). VM adalah virtualisasi dari server fisik.

VMmengkonsumsi sumber daya perangkat keras secara dinamis, sesuai dengan beban kerjanya. Ketika beban kerjanya meningkat, maka konsumsi terhadap sumber daya CPU dan memori juga meningkat. Demikian sebaliknya, jika beban kerjanya menurun, maka sumber daya yang sebelumnya digunakan akan dikembalikan

2.6 Beragam Fitur VMware

Beragam fitur yang ada didalam VMware sehingga menyusun menjadi sebuah produk VMware Infrastructure 3 (VI3) IaaS antara lain :

1. VMWare ESX Server dan atau ESXi adalah inti dari produk VMware Infrastruktur, server tersebut merupakan pondasi dari keseluruhan VMI. Tidak seperti beberapa produk virtualisasi yang membutuhkan sebuah sistem operasi, ESX/ESXi server adalah installasi yang tidak membutuhkan sistem operasi (Windows atau Linux). Proses instalasi untuk ESX/ESXi, Server menginstal dua komponen yang saling berinteraksi untuk menyediakan lingkungan virtualisasi yang dinamis dan kuat: Sebuah konsol layanan dan VMkernel. VMware ESX ini terdiri dari sistem operasi yang diletakkan pada server yang memungkinkan untuk dapat menciptakan sebuah mesin virtual dan berbagi sumber daya parangkat keras diantara mereka. Server fisik disebut sebagai host. Mesin virtual menjalankan sistem operasi tamu. ESXi tersedia sebagai versi baru dari ESX. Versi yang terinstal ini dapat dikonfigurasi melalui menu saat booting. Versi ESXi mendukung segala hal yang mendukung ESX, tetapi tidak memiliki sebuah Konsol Layanan. Versi ini dirancang untuk pengelolaan dan penyebaran terpencil. Dan ESX/ESXi dapat berjalan hanya pada sebuah chip, bahkan tidak memerlukan hard disk di server ESXi.

2. VMware Virtual SMP: virtual SMP (symmetric multiprocessing) memungkinkan sebuah mesin virtual untuk dapat menggunakan hingga empat prosesor fisik secara bersamaan. Untuk mendapatkan manfaat penuh dari komputer virtual, sebuah sistem operasi dan aplikasi perlu dukungan dari virtual SMP. VMware sangat baik pada sumber daya penjadwalan dan butuh menggunakan prosesor virtual jika ingin dapat membuktikan peningkatan kinerja. Alokasi CPU virtual sebanyak n kepada suatu VM sebaiknya dilakukan di mesin server yang memiliki prosesor fisik sejumlah n atau n+1. Apabila dipaksakan suatu VM memperoleh CPU virtual dengan jumlah lebih dari CPU fisik yang tersedia, maka dapat terjadi penurunan performa karena sumber daya prosesor dikuasai oleh sebuah VM saja.

3. VMware VMFS: Virtual Machine File System adalah sebuah sistem file yang memungkinkan beberapa host ESX untuk dapat mengakses penyimpanan data yang sama secara bersamaan. Hal ini memungkinkan setiap host untuk dapat menjalankan sebuah mesin virtual dan menyediakan kemampuan untuk beralih dari satu host yang ada kepada host yang lain dengan cepat menggunakan VMotion. VM dienkapsulasi dalam file sistem Virtual Machine File System (VMFS) yang dapat disimpan secara lokal di ESX Server maupun terpusat di SAN, NAS, atau konfigurasi iSCSI. Penggunaan SAN, NAS, dan iSCSI membuat file-file VM dari suatu host dapat „dilihat‟ oleh host lain, sehingga memungkinkan fitur DRS dan VMotion berfungsi. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 Virtual Machine File System [Sumber: Anonim,2009b]

4. VMware VMotion: VMotion adalah sumber daya yang bergerak secara terus menerus menjalankan mesin dari satu host ke yang lainnya tanpa kehilangan konektivitas. Dalam versi 3.0.x keatas, jika anda sebuah mesin virtual dimatikan, file tersebut juga dapat diubah di mana file tersebut disimpan. VMware VMotion merupakan bahasan utama dalam penelitian ini. Terdapat 2 tipe, yaitu VMotion dan Storage VMotion. VMotion adalah fitur untuk memindahkan VM dari sebuah ESX host ke host lain, yang dapat dilihat pada Gambar 2.7. Storage VMotion adalah memindahkan lokasi penyimpanan file-file VM ke media penyimpanan lain. Storage VMotion digunakan ketika diperlukan penambahan atau pemindahan ruang peyimpanan baru untuk memenuhi kebutuhan perusahaan.

Gambar 2.7 VMotion [Sumber: Anonim, 2009b]

Berikut ini langkah-langkah migrasi VM dari ESX Server host A ke ESX Server host B menggunakan VMotion (McCain dan Rivera, 2008):

1. Administrator melakukan inisiasi untuk melakukan migrasi VM-1 dari host A ke host B, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(a),

2. Host B kemudian mulai menyalin (copy) page memori aktif VM-1 yang tersimpan di memori fisik (RAM) host A. Ketika proses penyalinan tersebut, VM-1 masih aktif memberikan layanan, sehingga dapat terjadi perubahan di page memori yang telah disalin. Untuk menyingkapi hal ini, dibuat sebuah log yang mencatat setiap perubahan pada page memori yang telah dikirim, yang disebut dengan bitmap memory. Langkah ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(b). Perlu diketahui bahwa bitmap memory tidak menyimpan konten data, namun hanya alamat memori,

3. Setelah seluruh konten RAM yang terkait dengan VM-1 telah disalin, kemudian VM-1 disela (pause). Pause maksudnya VM-1 masih di memori, namun sudah tidak memberikan layanan. Setelah itu, bitmap memory yang berisi log perubahan dikirim ke host B. Langkah ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(c),

4. Host B membaca alamat pada memory bitmap yang diterima, kemudian meminta konten yang direferensikan alamat tersebut ke RAM host A. Langkah ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(d),

5. Setelah semua isi memori yang direferensikan di alamat memory bitmap telah diterima oleh host B, VM-1 diaktifkan di host B. Proses ini bukan reboot, karena state VM-1 telah tersimpan di RAM host B. Kemudian host B mengirimkan Reverse Address Resolution Protocol (RARP) untuk mencatatkan MAC Address vmnic ke switch fisik di mana host B terkoneksi. Hal ini memungkinkan switch fisik tersebut untuk meneruskan paket dari komputer pengguna yang sedang memanfaatkan layanan VM-1. Langkah ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(e). Perlu diketahui bahwa MAC Address dan IP Address vNIC VM-1 tidak berubah,

6. Ketika VM-1 telah berhasil aktif di host B, ruang memori fisik yang digunakan oleh VM-1 di host A kemudian dihapus, sehingga dapat digunakan untuk keperluan lain. Langkah terakhir ini dapat dilihat pada Gambar 2.8(f)

Proses migrasi tersebut berlangsung tanpa ada gangguan terhadap layanan yang sedang digunakan oleh pengguna. Hal ini nanti akan dibuktikan dengan pengujian pengiriman paket ICMP („ping‟) dan FTP.

(a) Inisiasi VMotion oleh administrator

(c) VM -1 paused

(d) Sinkronisasi memori dengan melihat bitmap

(f) VM -1 aktif di host B

Gambar 2.8(a-f) Proses VMotion (McCain dan Rivera, 2008) 5. VMware Distributed Resource Scheduler (DRS): DRS digunakan untuk

memonitor sumber daya yang tersedia dan memutuskan host mana yang terbaik untuk menjalankan sebuah mesin virtual. DRS menyediakan sistem beban yang merata secara luas. DRS menggunakan VMotion untuk memindahkan host dari mesin virtual yang sedang mengalami beban kerja berat kepada host yang sedang tidak mengalami beban kerja yang berat pada sumber daya yang tersedia. DRS merupakan implementasi dari VMotion. Kumpulan sumber daya yang merupakan gabungan sumber daya perangkat keras dari sejumlah ESX Server dalam klaster dapat dialokasikan berdasarkan kebutuhan beban kerja VM atau prioritas layanan untuk mendukung bisnis perusahaan. VMware DRS juga dapat diatur agar memiliki kemampuan pengawasan terhadap utilisasi sumber daya perangkat keras untuk secara otomatis menyeimbangkan beban kerja host yang tergabung di klaster. Ketika VM mengalami kenaikan beban kerja, DRS akan melakukan evaluasi prioritas, kemudian mengalokasikan sumber daya perangkat keras dengan mengatur ulang penempatan VM-VM di mesin fisik. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Distributed Resource Scheduler [Sumber: Anonim,2009b]

DRS menyediakan aturan kebersamaan VM, yang disebut affinity rule. Jika VM A diberikan aturan affinity dengan VM B, maka VM A dan VM B akan selalu dalam sebuah host. Anti affinity mengakibatkan hasil yang sebaliknya, di mana 2 VM atau lebih tidak akan berjalan dalam sebuah host. Aturan ini memberikan pertimbangan terhadap performa dan ketersediaan. Aturan affinity diterapkan pada 2 VM yang sering berkomunikasi melalui jaringan. Dengan ditempatkannya kedua VM tersebut dalam sebuah host, komunikasi keduanya akan berlangsung melalui switch virtual yang tidak mengkonsumsi bandwidth jaringan. Penempatan 2 VM untuk memaksimalkan tingkat ketersediaan dapat diambil contoh pada 2 VM yang menyediakan layanan kepada aplikasi yang sama. Apabila kedua VM tersebut ditempatkan pada host yang sama, ketika host tersebut mengalami masalah, maka kedua VM tidak dapat menyediakan layanan pada aplikasi yang membutuhkan.

DRS melakukan pengawasan klaster secara menyeluruh dengan bantuan VirtualCenter Server. Pada VC Server terdapat global scheduler yang melakukan pengawasan penggunaan sumber daya sejumlah ESX Server. Secara terus menerus,VC Server akan mengawasi utilisasi dan

beban kerja di setiap host yang tergabung di klaster. Modul DRS akan mendeteksi host dengan beban kerja melebihi batas. Kemudian DRS akan melakukan kalkulasi sehingga beban kerja di host tersebut dapat dipindahkan ke host lain yang memiliki beban kerja ringan. DRS akan memberikan rekomendasi ke VC Server untuk memindahkan 1 atau lebih VM di host tersebut dengan VMotion. DRS dapat diatur agar bekerja secara otomatis atau manual. Dalam mode otomatis, DRS akan mengatur utilisasi sumber daya sesuai beban kerja host tanpa bantuan administrator. Pada mode manual, DRS hanya akan memberikan rekomendasi migrasi VM kepada administrator.

6. VMware High Availability (HA): VMware HA adalah fitur VI3 yang dapat digunakan untuk membangun infrastruktur server yang memiliki kemampuan penanggulangan terhadap bencana (fault tolerant). Fitur HA menjaga tingkat ketersediaan (availability) server agar tinggi, dengan mengaktifkan kembali (restart) sejumlah VM dari suatu host yang mengalami masalah, seperti terlihat pada Gambar `. Restart tersebut berlangsung otomatis dan cepat, hanya dalam hitungan menit. Proses ini tidak mempunyai keterkaitan dengan fitur VMotion, karena dalam kasus ini, downtime tidak direncanakan. Teknologi di balik fitur ini adalah penggunaan „detak jantung‟ (mirip dengan Heartbeat) pada setiap ESX Server yang tergabung dalam klaster. Sebuah modul HA ditempatkan di setiap ESX Server yang akan saling memonitor kondisi ESX Server lain. Modul tersebut bekerja di sambungan internal antar ESX Server, sehingga tidak mengganggu komunikasi jaringan ke luar. Ketika salah satu ESX Server mati, modul HA akan mendeteksi dan mengirimkan informasi ke VC Server. VC Server akan melakukan kalkulasi penempatan sejumlah VM dari host yang mati tersebut, berdasarkan performa, keseimbangan beban kerja, dan aturan-aturan yang telah ditentukan.

Gambar 2.10 VMware High Availbility [Sumber: Anonim,2009b]

7. VMware Consolidated Backup (VCB): Sebuah cara yang terpusat dengan membuat cadangan sebuah mesin virtual melalui proxy server cadangan. Penggunaan virtualisasi server harus didukung dengan fitur backup. Virtualisasi server menyediakan berbagai fitur untuk mendukung ketersediaan dan performa, namun server virtual juga dapat mengalami kerusakan seperti halnya server fisik. Sehingga dibutuhkan sistem backup untuk menjaga data apabila sewaktu-waktu terjadi permasalahan yang menyebabkan data rusak atau hilang. VMware menyediakan framework backup yang disebut dengan VCB. Secara garis besar, prosesnya dapat dilihat pada Gambar 2.11. VCB menggunakan fungsi snapshot untuk „memotret‟ VM yang terlebih dahulu disela (pause) untuk menjaga konsistensi data. Kemudian „foto‟ yang dihasilkan diunggah ke backup proxy server dari ruang penyimpanan SAN. Dari backup proxy server tersebut kemudian data backup dapat diproses lebih lanjut. VCB dapat diintegrasikan dengan perangkat lunak pihak ketiga (third party) agar kapabilitasnya meningkat. Penggunaan backup proxy server bertujuan agar proses backup tidak mengganggu sistem yang sedang berjalan dan meningkatkan tingkat manajemen, karena modul backup hanya 1 yaitu

yang ditempatkan di backup proxy server. VCB menyediakan 3macam backup, yaitu:

1. Full virtual machine backup, 2. Single VMDK backup, 3. File-level backup.

Gambar 2.11 VMware Virtual Consolidated Backup [Sumber: Anonim,2009b]

8. Distributed Power Management (DPM): DPM berupaya untuk mengkonsolidasikan sebuah mesin virtual kedalam beberapa host dalam sebuah cluster yang tersedia sehingga host yang tersisa dapat istirahat dan menghemat daya. Host akan secara otomatis menyala jika mereka dibutuhkan kembali.

9. VMware VirtualCenter (VC): VC adalah suatu kerangka kerja manajemen terpusat yang memungkinkan membuat sebuah pemantauan kelompok toleransi kesalahan. Yang mengkontrol HA, DRS, dan VMotion untuk seluruh cluster. Selain itu, VC menyediakan satu tempat bagi Anda untuk mengkonfigurasi semua host dan mesin virtual dalam infrastruktur virtual Anda. Aplikasi ini menggunakan basis data SQL dan Oracle untuk menyimpan data. Melalui VC, dapat dilakukan beberapa kegiatan antara lain pengaturan alokasi sumber daya, migrasi VM dengan VMotion, pembuatan VM, pembuatan template VM, penyeimbangan beban kerja

dengan DRS, backup dengan VCB, dan konfigurasi HA (High Availability). Secara lengkap fitur-fitur VC antara lain:

• Manajemen tersentralisasi, sehingga administrator dapat mengatur, mengawasi, dan mengkonfigurasi keseluruhan klaster melalui satu aplikasi,

• Kemampuan pengawasan performa, di antaranya grafik utilisasi CPU, memori, I\O disk, dan I\O jaringan, sehingga memungkinkan analisis performa ESX Server dan sejumlah VM,

• Otomatisasi operasional dengan penjadwalan dan pemberitahuan mengenai permasalahan,

• Pembentukan VM yang lebih cepat karena administrator dapat membuat template dari VM sebelumnya,

Manajemen tersentralisasi VC memungkinkan untuk mengatur sejumlah ESX Server yang tergabung dalam klaster. Klaster mengurangi kompleksitas manajemen dengan memperlakukan sejumlah ESX Server sebagai sebuah kesatuan kumpulan sumber daya (resource pools). Dengan cara tersebut fleksibilitas dapat tercapai karena sumber daya di suatu host tidak terikat dengan VM tertentu. Untuk mengakses VC Server, diperlukan VMware Infrastruktur Client (VIC). VIC merupakan antar muka pengguna (GUI) yang digunakan untuk operasi dan manajemen VI3 melalui koneksi ke VC Server atau ESX Server secara langsung. Koneksi ke VC Server akan memberikan kapabilitas manajemen yang lebih baik dibandingkan dengan koneksi secara langsung ke ESX Server. Instalasi VIC dapat dilakukan dengan membuka alamat IP ESX Server atau VC Server melalui browser. Secara lengkap, manajemen ESX Server dapat dilakukan melalui 3 cara, yaitu:

1. Service Console,

2. Antar muka berbasis Web, 3. VMware VirtualCenter.

Service Console dapat diakses melalui SSH, Telnet, HTTP, dan FTP. Service Cosole dan antar muka melalui Web hanya dapat melakukan

konfigurasi 1 ESX Server saja sehingga untuk melakukan manajemen klaster, tetap diperlukan VC Server.

Gambar 2.12 VMware Virtual Center [Sumber: Anonim,2009b]

10.Virtual Infrastructure Client: VI Client adalah sebuah aplikasi berbasis windows yang memungkinkan anda untuk dapat mengatur dan terhubung dengan ESX Server. Anda dapat menginstal VI Client dengan cara membuka halaman web dari alamat IP sebuah ESX Server. VI Client yang berbasis GUI (Graphical User Interface) dapat dipakai untuk keperluan manajemen sehari-hari, tugas dan konfigurasi dari sebuah infrastructur virtual. Hampir semua tugas manajemen dapat dilakukan ketika anda terhubung langsung dengan sebuah ESX Server yang tersedia ketika anda tersambung dengan VC server. Melalui VC server, kemampuan manajemen yang tersedia lebih signifikan dan melebihi kemampuan sebuah ESC server yang terhubung langsung. Gambar dibawah menunjukkan bahwa VI Client dapat digunakan untuk mengatur sebuah ESX Server secara individu melalui linux dan juga diatur melalui Virtual Center menggunakan Windows terhubung melalui jaringan.

Gambar 2.13 VMware VI Client [Sumber: VMware module,2012]

Pada dasarnya VMware bukanlah sebuah emulator, karena tidak mengemulasikan CPU dan perangkat keras di dalam suatu virtual mesin, tetapi hanya mengijinkan sistem operasi lainnya berjalan secara paralel dengan sistem operasi lain yang sedang berjalan. Setiap virtual mesin dapat memiliki alamat IP sendiri (jika mesin tersebut di suatu jaringan), dan pengguna dapat menganggapnya sebagai mesin terpisah. Virtual mesin memiliki akses ke jaringan melewati sebuah protocol yang diatur didalam VCloud yang menjebatani kepemilikan virtual mesin dari sebuah VMware yang sudah tertanam didalam awan (internet) namun hanya jika jaringan pengguna telah diperbolehkan masuk oleh admin dari sistem host. Ia bisa menggunakan alamat IP statis atau mendapatkan alamat dinamis dari DHCP Server pada jaringan yang telah tersedia. User kemudian dapat terhubung dengan sebuah server yang berjalan pada virtual mesin dari virtual mesin itu sendiri dari komputer lain pada jaringan anda, atau bahkan dari komputer host melalui alamat jaringan eksternal pada virtual mesin. Untuk dicatat bahwa VMware memberikan alamat sistem host dan virtual mesin pada subnetwork 192.168.19.0/24 dan 192.168.199.0/24 untuk protokol bridging nya sehingga anda tidak dapat menggunakannya untuk koneksi anda.

Hasil akhir dari semua ini telah ditemukan tentang VMware sebagai sebuah konsep yang menarik karena dengan berbagai kekurangan yang dimilikinya, ia bisa berguna pada sebuah lingkungan pengembangan, untuk pemrograman atau untuk administrasi sistem.

Sebagai mana yang telah dijelaskan pada BAB II bahwa komputasi awan adalah layanan teknologi informasi berupa infrastruktur server secara virtual yang dimanfaatkan melalui jaringan internet, namun tidak semua layanan yang ada di internet dapat dikatagorikan sebagai layanan cloud computing. Adapun beberapa syarat yang harus dipenuhi agar layanan yang ada diinternet dikatakan sebagai layanan komputasi awan.

1. Layanan bersifat “on demand” pengguna dapat berlangganan yang hanya dia butuhkan saja, dan membayar hanya untuk yang mereka gunakan saja. Misalkan sebuah internet service provider menyediakan 5 macam pilihan atau paket-paket internet dan user hanya menggambil 1 paket internet maka user hanya membayar paket yang diambil saja. 2. Layanan bersifat elastis / scalable dimana 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 dengan bandwith 512 Kb/s lalu ingin menambahkan kecepatannya menjadi 1 Mb/s, kemudian user menghubungi customer service meminta untuk penambahan bandwith. 3. Layanan sepenuhnya dikelola oleh penyedia / provider yang

dibutuhkan oleh pengguna hanyalah PC / laptop yang dilengkapi dengan koneksi internet.

4. Resource pooling (Sumber daya terkelompok), penyedia layanan komputasi awan memberikan layanan melalui sumber daya yang dikelompokkan di satu atau berbagai lokasi data center yang terdiri dari sejumlah server dengan mekanisme multi-tenant ini memungkinkan sejumlah sumber daya komputasi digunakan secara bersama-sama oleh sejumlah user, dimana sumber daya tersebut baik yang berbentuk fisik atau virtual dapat dialokasikan secara dinamis untuk kebutuhan pengguna / pelanggan sesuai permintaan. Dengan demikian pelanggan tidak perlu tahu bagaikama 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, memory, prosessor, pita jaringan dan mesin virtual (VM).

5. Akses pita lebar. Layanan yang terhubung melalui jaringan pita lebar, terutama dapat diakses secara memadai melalui jaringan internet. Baik menggunakan thin client, thick client, maupun media lainnya seperti smartphone.

6. Measured Service (layanan yang terukur). 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, memori, prosessor, 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 tersebut.

2.7 Sejarah dan Teknologi Virtualisasi

Konsep virtualisasi pertama kali muncul pada awal tahun 1960, ketika IBM mengenalkan penggunaan Time Sharing. Saat ini, istilah tersebut diasosiasikan dengan komputer mainframe dan On-Demand Computing mesin x86. Pada tahun 1964, Gene Amdahl merancang IBM System/360 yang menyediakan kemampuan virtualisasi secara terbatas. Pada tahun yang sama, IBM juga meluncurkan CP-40 dan mengenalkan penggunaan mesin virtual (VM) dengan memori virtual. Pada tahun 1967, sistem CP-40 dikembangkan lebih lanjut sehingga dapat mendukung 14 VM, dengan masing-masing VM memiliki 256 KB memori virtual.

Penggunaan virtualisasi semakin populer. Pada tahun 1973 didirikanMVMUA (Metropolitan VM User Association) di New York. Pada tahun 1974, Gerald J. Popek dan Robert P. Goldberg membuat kebutuhan formal untuk arsitektur virtualisasi dalam penelitiannya, Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Ar33 chitectures (Popek dan Goldberg, 1974). Pada tahun 1987 ketika Internet sedang berkembang, VM TCP/IP atau dikenal sebagai FAL menyediakan dukungan TCP/IP untuk VM.

Pada tahun 1980 hingga 1990-an, penggunaan virtualisasi berkurang, karena munculnya komputer x86 desktop personal dengan harga murah. Perusahaan lebih memilih untuk menggunakan sistem terdistribusi daripada menggunakan sharing sumber daya mainframe. Lebih lanjut, penggunaan sistemoperasi Linux dan Windows pada tahun 1990-an, membuat mesin x86 menjadi standar industri baru.

Pada tahun 1998, VMware didirikan oleh Diane Greene dan Dr. Mendel Rosenblum, dibantu 2 mahasiswa Stanford University dan seorang kolega dari Berkley. Pada bulan Oktober 1998, diusahakan paten untuk metode virtualisasi berdasarkan penelitian yang dilakukan. Paten tersebut kemudian disahkan pada 28 Mei 2002.

Pada akhir tahun 2000, VMware mengeluarkan produk virtualisasi server VMware GSX Server 1.0. Produk ini masih di-install di atas sistem operasi Linux atau Windows dan ditujukan untuk server kelas workgroup. Tidak lama kemudian, VMware mengeluarkan platform virtualisasi server kelas mainframe, yaituVMware ESX Server 1.0. ESX Server memiliki keunggulan dibandingkan dengan GSX Server, yaitu lebih stabil, performa lebih baik, dan overhead yang lebih sedikit. Hal ini disebabkan ESX Server diinstal secara langsung pada mesin server (bare metal), bertindak sebagai hypervisor, atau yang dikenal sebagai VirtualMachineMonitor (VMM) pada virtualisasi Xen (Barham et al., 2003).

Di waktu yang tidak terlalu jauh, teknologi virtualisasi server juga dikembangkan oleh Microsoft. Pada Desember 2003, Microsoft meluncurkan produk Microsoft Virtual Server 2004. Satu tahun kemudian, Microsoft ikut masuk ke platform virtualisasi server x86 dengan produk Microsoft Virtual Server 2005 yang mendukung maksimal 32 prosesor fisik.

Selain VMware dan Microsoft, juga muncul teknologi virtualisasi server yang disebut dengan Xen. Xen awalnya dikembangkan oleh System Research Group di laboratorium komputer Universitas Cambridge. Ian Pratt, seorang dosen senior di Cambridge, mendirikan sebuah organisasi XenSource Inc., untuk mengerjakan proyek open source Xen dan proyek komersial Xen bagi enterprise. Pada tahun 2006, XenSource merilis XenEnterprise 3.0 untuk berkompetisi dengan VMware ESX Server. Kemudian pada tahun 2007 XenSource merilis XenEnterprise v4 yang lebih stabil dan lebih kaya fitur, mendekati VMware ESX Server.

Microsoft juga tidak mau ketinggalan dalam area potensial virtualisasi server yang dikuasi oleh VMware dan Xen. Microsoft mengembangkan teknologi hypervisor-nya sendiri yang dinamakan Hyper-V. Diharapkan fitur-fitur yang dimiliki Hyper-V dapat menyaingi Xen maupun produk virtualisasi VMware, Virtual Infrastructure 3.

Teknologi virtualisasi juga didukung oleh pabrikan prosesor, yaitu Intel dan AMD, dengan mengembangkan teknologi yang mendukung virtualisasi pada lapisan perangkat keras (hardware assisted). Intel Vitualization Technology (Intel-VT) dan AMD-V/SVM memperbolehkan platform virtualisasi untuk menangani beberapa instruksi tak aman x86 yang dapat dipanggil oleh VM. Teknologi kedua prosesor tersebut mencegat instruksi-instruksi tersebut kemudian mengirimkannya ke hypervisor. Teknologi virtualisasi, terutama virtualisasi server akan terus berkembang di masa mendatang seiring dengan penggunaannya yang semakin meluas.

Virtualisasi secara umum dapat diartikan sebagai pembuatan abstraksi dari perangkat keras. Dalam konteks penelitian ini, virtualisasi dilihat dari sudut pandang virtualisasi server mesin x86 (dikenal juga dengan arsitektur IA-32). Virtualisasi server x86 mencakup virtualisasi CPU, virtualisasi memori, dan virtualisasi perangkat I/O. Akses VM ke sumber daya perangkat keras mesin fisik difasilitasi oleh lapisan virtualisasi. Berbeda dengan server tradisional, yakni sebuah OS mengatur seluruh sumber daya perangkat keras mesin server.

Virtualisasi CPU Proses yang berjalan pada arsitektur x86 memiliki hierarki

instruksi. Hierarki tersebut menentukan hak untuk mengunakan fungsi CPU tanpamengakibatkan fault. Terdapat 4 ring hierarki, yaitu 0, 1, 2, dan 3. Ring 0 memiliki hak akses paling tinggi (most-privileged), sedangkan ring 3 memiliki hak akses paling rendah (least-privileged). Sebagian besar sistem operasi x86 menggunakan konfigurasi 0-3, di mana ring 0 digunakan oleh OS dan ring 3 digunakan oleh program aplikasi. Penjelasan lengkap mengenai instruksi prosesor dapat dilihat di Tanenbaum (2006) dan hal ini berada di luar dari pembahasan penelitian ini.

Terdapat tantangan dalam melakukan virtualisasi untuk arsitektur prosesor x86. Secara normal, proteksi instruksi menggunakan hierarki dilakukan untuk mencegah perangkat lunak tanpa hak (unprivileged) mengakses fungsi sensitif prosesor. Jika instruksi digunakan, maka akan terjadi fault. Pada arsitektur x86, terdapat beberapa instruksi sensitif (privileged instructions) yang dapat dijalankan melalui ring 0 oleh programaplikasi dengan hak kurang (insufficient privilege) tanpa menimbulkan fault (Leung et al., 2006). Hal ini dapat menyebabkan masalah ketika suatu VM menggunakan instruksi-instruksi tersebut.

Beberapa teknik yang dikenal untuk menangani instruksi privileged pada virtualisasi CPU (Anonim, 2007), antara lain:

1. Full Virtualization. Teknik ini menggunakan translasi biner dan

eksekusi langsung. Dengan menempatkan VMM di ring 0, mengakibatkan guest OS, yaitu sistemoperasi yang divirtualisasi,

terpisah dari sumber daya perangkat keras. Hal ini mengakibatkan guest OS tidakmenyadari sedang divirtualisasi, tanpa modifikasi terhadap OS tersebut. Instruksi-instruksi sensitif ditranslasi biner menjadi sebarisan instruksi yang dapat dieksekusi di perangkat keras. Translasi instruksi tersebut dan instruksi OS dilakukan secara langsung (on-the-fly dan cached) sehingga dapat dilakukan dengan cepat. Sementara instruksi di tingkat pengguna diteruskan dan dieksekusi secara langsung tanpa melalui translasi VMM agar performanya terjaga. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.14.

Gambar 2.14 Full virtualization with biner translation [Sumber: Anonim,2007]

2. Paravirtualization. Teknik ini disebut juga dengan OS Assisted

Virtualization. Dapat dilihat pada Gambar 2.15. Bahwa teknik ini dilakukan dengan memodifikasi OS untuk mengganti instruksi-instruksi sensitif dengan hypercall yang dapat berkomunikasi secara langsung dengan lapisan virtualisasi hypervisor. Paravirtualization memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan full virtualization. Paravirtualization memiliki kelebihan berupa overhead yang lebih sedikit. Kekurangan dari teknik ini adalah performa yang tergantung dari jenis beban kerja. Selain itu, paravirtualization tidak dapat mendukung OS tanpa modifikasi seperti Windows XP, sehingga kompatibilitasnya rendah. Apabila dilihat dari sisi pengembangan,

modifikasi OS relatif lebih mudah daripada membuat metode translasi biner untuk mendukung full virtualization.

Gambar 2.15 Paravirtualization dengan modifikasi OS [Sumber: Anonim, 2007]

3. Hardware Assisted Virtualization. Teknik ini menggunakan bantuan

perangkat keras prosesor. Dua tipe prosesor yang telah mendukung instruksi virtualisasi adalah Intel-VT dan AMD-V. Keduanya menyediakan modus eksekusi CPU bagi instruksi-instruksi sensitif dengan membuat VMMberjalan di bawah ring 0, yang dapat disebut ring -1. Instruksi-instruksi sensitif secara otomatis dikenali kemudian di-trap ke hypervisor, sehingga tidak memerlukan translasi biner atau paravirtualization. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.16. Mengenai jenis-jenis instruksi sensitif dan penanganannya tidak dijelaskan dalam penelitian ini, untuk ulasan lebih lengkap dapat dilihat di Leung et al. (2006).

Gambar 2.16 Hardware Asissted Virtualization [Sumber: Anonim,2007]

Masing - masing teknik virtualisasi CPU mempunyai kelebihan dan kekurangan. Perbandingan performa dan kompatibilitas ketiga teknik tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1. Pada implementasi virtualisasi pada produk VI3 yang dilakukan VMware, digunakan kombinasi ketiga teknik tersebut untuk menjaga performa dan kompatibilitas (Anonim, 2007).

Tabel 2.1 Perbandingan performa dan kompabilitas tehnik virtualisasi CPU [Sumber: Anonim,2007]

Parameter Full Virtualization Hardware Assisted Paravirtualization

Performa Baik Sedang Sangat Baik

Kompabilitas Sangat Baik Sangat Baik Buruk

Virtualisasi Memori Virtualisasi memori dilakukan dengan membagi memori

fisik mesin server secara dinamis ke beberapa VM. Teknik virtualisasi memori mirip dengan alokasi memori pada sistem modern. Sistem operasi melakukan pemetaan page virtual ke nomor page fisikal yang tersimpan di page table. Pada arsitektur x86, terdapat Memory Management Unit (MMU) dan Translation Lookaside Buffer (TLB) untuk meningkatkan performa memori virtual. Pada virtualisasi server, dibutuhkan 1 tingkat memori virtual lagi, untuk