PENGENALAN SISTEM TERDISTRIBUSI

(1)

PENGENALAN SISTEM

TERDISTRIBUSI

(2)

Contoh

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

_{Terdistribusi}

• Internet

• Mobile Computing

• Sistem Otomasi Bank

• Deteksi Roaming Pada Telepon Seluler

• GPS (Global Positioning System)

(3)

Internet

Jaringan komputer dan aplikasi yang heterogen – Mengimplementasikan protokol Internet

(4)

Intranet

•Jaringan yang teradministrasi secara lokal •Terhubung ke internet melalui firewall

(5)

Mobile Computing (

Sistem

_Sistem

Komunikasi

Telepon

_Telepon

Seluler

_Seluler

)

₎

•Menggunakan frekuensi radio sebagai media transmisi

•Perangkat dapat bergerak kemanapun asal masih terjangkau dengan frekuensinya •Dapat menghandle/dihubungan dengan perangkat lain

(6)

Contoh Lainnya

• Sistem Telepon : ISDN, PSTN

• Network File System (NFS)

– Arsitektur untuk mengakses sistem file

melalui jaringan

• WWW

– Arsitektur client server yang diterapkan dalam

infrastruktur internet

(7)

Definisi

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

_{Terdistribusi}

“Collection of

independent device

in

a network which

communicate,

coordinate, and working together

(8)

Jaringan

Komputer

_Komputer

Vs

_Vs

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Jaringan komputer : komuter otonom yang secara eksplisit terlihat (secara eksplisit teralamati)

• Sistem terdistribusi: keberadaan beberapa komputer otonom bersifat transparan

• Secara normal, setiap sistem terdistribusi mengandalkan layanan yang disediakan oleh jaringan komputer

• Beberapa layanan pada jaringan komputer (seperti, name service) juga merupakan sistem terdistribusi

(9)

Alasan

Untuk

_Untuk

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Distribusi fungsi : komputer memiliki kemampuan fungsi yang berbeda-beda

– client/server – Host/terminal

– Data gathering / data processing

• Distribusi beban/keseimbangan : pemberian tugas ke prosesor secukupnya sehingga unjuk kerja seluruh

sistem teroptimasi.

• Sifat terdistribusi mencegah terjadinya application domain, e.g.

– cash register dan sistem persediaan untuk supermarket, – Komputer pendukung collaborative work

(10)

Alasan

Untuk

_Untuk

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Replikasi kekuatan pemrosesan : independent processors bekerja untuk pekerjaan yang sama

– Sistem terdistribusi terdiri dari kumpulan mikrokomputer yang memiliki kekuatan pemrosesan yang tidak dapat dicapai oleh superkomputer

• 10000 CPU, masing-masing berjalan pada 50 MIPS, mencapai 500000 MIPS,

• Maka satu perintah dijalankan dalam waktu 0.002nsec

• Pemisahan fisik : sistem yang menggantungkan pada fakta bahwa komputer secara fisik terpisah (e.g., untuk mencapai kehandalan).

• Ekonomis : kumpulan mikroprosesor menawarkan

(11)

Mengapa

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

_{Terdistribusi}

?

_?

• Butuh berbagi data dan

resource

di antara

pemakai

• Mendukung komunikasi

person-to-person

• Fleksibilitas

: komputer yang berbeda

dengan kemampuan yang berbeda dapat

di share antar user

(12)

Masalah

Dengan

_Dengan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Software -

bagaimana merancang dan

mengatur software dalam Sistem

Terdistribusi

• Ketergantungan pada infrastruktur

jaringan (world wide wait....)

• Kemudahan akses ke data yang di share,

memunculkan masalah keamanan

(13)

Karakteristik

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Sistem terdistribusi adalah sistem concurrent (serentak)

– Setiap komponen hardware/software bersifat otonom (kita akan menyebut komponen otonom adalah "proses")

– Komponen menjalankan tugas bersamaan

• Contoh : A dan B adalah concurrent jika A dapat terjadi sebelum B, dan B dapat terjadi sebelum A

– Sinkronisasi dan koordinasi dengan message passing – Sharing resources

– Masalah umum dalam sistem concurrent

• Deadlock • Lifeclock

(14)

• Keterbatasan dalam global clock

– Terdapat batasan pada ketepatan proses sinkronisasi clock pada sistem terdistribusi, oleh karena

asynchronous message passing

– Pada sistem terdistribusi, tidak ada satu proses

tunggal yang mengetahui global state sistem saat ini (disebabkan oleh concurrency dan message passing)

• Independent failure

– Kemungkinan adanya kegagalan proses tunggal yang tidak diketahui

– Proses tunggal mungkin tidak peduli pada kegagalan sistem keseluruhan

Karakteristik

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(15)

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Heterogen terhadap

– Infrastruktur jaringan

– Hardware dan software (sistem operasi,

perbedaan UNIX socket dan Winsock)

• Bahasa pemrograman

– Beberapa pendekatan :

• Middleware (contoh : CORBA)

(16)

• Openness

– Memastikan sistem dapat diperluas dan

mudah dalam pemeliharaan

• Mengikuti standard antarmuka

• Security

– Privacy

– Authentication

– Availability

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(17)

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

• Scalability

– Apakah sistem masih efektif dan handal dalam perkiraan pertumbuhannya?

(18)

• Penanganan Kegagalan

– Pendeteksian – Masking

• Transmisi ulang

• Redudansi penyimpanan data

– Toleransi

• Exception handling

– Redudancy

• Redudan rute jaringan

• Replikasi data pada beberapa mesin

• Concurrency

– Penjadwalan yang konsisten terhadap concurrent thread – Menghindari masalah deadlock dan lifelock

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(19)

• Transparency

– Menyembunyikan keanekaragaman (heterogeneous) dan tersebarnya sistem sehingga tampak sebagai

satu sistem bagi user.

– Kategori Transparency (ISO's Reference Model for ODP)

• Access

– menyembunyikan penggunaan komunikasi untuk

mengakses remote resource sehingga user beranggapan bahwa semua resource adalah lokal.

– Contoh : pemetaan drive menggunakan Samba Server, NFS

• Location

– user tidak perlu mengetahui lokasi dari remote resources

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(20)

• Kategori Transparency (lanjut)

– Concurrency

• user tidak peduli keberadaan paralel akses ke remote resource dan inkonsistensi dihindari dengan menggunakan mekanisme concurrency control.

– Replication

• menyembunyikan perbedaan-perbedaan antara layanan replicated dan non-replicated.

– Failure

• menyembunyikan pengaruh partial fail. Hal ini dicapai dengan cara replikasi resources dan menerapkan mekanisme recovery

– Migration/Mobility

• Kemampuan untuk melakukan relocate resource secara dinamik tanpa kekuatiran rekonfigurasi ulang dari user.

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(21)

• Kategori Transparency (lanjut)

– performance

• meminimalkan tambahan performance dalam

menggunakan remote resource, sehingga response time dan trhoughput sebanding dengan ketika mengakses

resource secara lokal.

– scaling

• Menyembunyikan variasi dalam kelakukan sistem ketikadilakukan perubahan scope atau skala sistem. Scaling seharusnya tidak memerlukan perubahan besar untuk struktur sistem dan operasi untuk

mengakomodasi perubahan skala tersebut. Skala diukur dalam hal kecepatan (slow to fast), size (small to

large),geograpgical scope (local or remote).

Tantangan

Perancangan

_Perancangan

Sistem

_Sistem

Terdistribusi

(22)

MODEL

SISTEM TERDISTRIBUSI

(23)

Pengantar



Model

 Menyediakan sebuah gambaran abstrak aspek yang relevan

dengan sistem



Tujuan

 Menyediakan sebuah kerangka kerja untuk memahami

per-masalahan dan pemecahannya



Model Arsitektural

 Hubungan dan interkoneksi seperti apa antara

komponen-komponen dari sistem terdistribusi



Model Fundamental

 Karakteristik apa yang mempengaruhi dependability sistem

terdistribusi?

(24)

Kesulitan dan Ancaman



Mode pemakaian

 Variasi yang beragam terhadap karakteristik pemakaian  Contoh : berapa banyak halaman di kunjungi



Masalah Internal

 Masalah concurrency  Masalah clock

 Mode kegagalan



Lingkungan Sistem

 Sistem terdistribusi harus mengakomodasi heterogenitas

hardware, sistem operasi dan jaringan

 Contoh : berapa banyak versi SO?



Ancaman Eksternal

(25)

Model Arsitektur

Sistem Terdistribusi

(26)

Model Arsitektur



Arsitektur

 Struktur komponen-komponen secara terpisah



Tujuan

 Menyakinkan bahwa struktur sistem memenuhi standar saat

ini dan yang akan datang



Model Arsitektur

 Abstrak fungsi tiap komponen sistem terdistribusi  Penempatan komponen pada jaringan komputer

 Hubungan antar komponen, yaitu peran fungsional per

(27)

Klasifikasi Proses



Proses Server

 Menyediakan layanan dan menangani request



Proses Client

 Proses membuat/melakukan request



Proses Peer

 Proses yang saling bekerja sama dan berkomunikasi  Klasifikasi proses tersebut mengidentifikasikan

 tanggung jawab masing-masing proses

 dan juga membantu untuk menaksir beban kerja

(28)

Software Layer



Arsitektur Software

 Lapisan atau modul dalam sebuah komputer tunggal

 Mendefinisikan layanan yang ditawarkan atau diminta antar

proses pada satu atau berbeda komputer

Ide dasarnya

Membagi sistem yang komplek dalam struktur lapisan dan layanan

Antar layer mendefinisikan antar muka

Platform : Hardware dan SO

WindowsNT/Pentium Processor Solaris/SPARC processor

(29)

Middleware



Menyediakan transparensi terhadap

keanekaragaman platform



Proses dan objek pada sekumpulan mesin

yang menerapkan protokol untuk aplikasi

ter-distribusi



Contoh :

 CORBA (OMG)  DCOM (Microsoft)  ODP (ITU-T/ISO)

(30)

Arsitektur Sistem



Perancangan sistem terdistribusi dititikberatkan

pada :

 Pembagian tanggung jawab antara komponen sistem  Penempatan komponen pada komputer dalam jaringan



Pengaruh dari perancangan

 Unjuk kerja, Kehandalan dan Keamanan secara langsung

(31)

Model Client/Server

 _Client_{: proses untuk mengakses data, menggunakan sesumber atau melakukan}

op-erasi pada komputer yang berbeda

 Server: proses yang mengatur data dan semua sesumber yang di share di antara

server dan client, memungkinkan client mengakses sesumber dan melakukan kom-putasi

 Interaction: pasangan pesan pemanggilan (invocation) / hasil (result)  Example

– http server: client (browser) meminta dokumen, server mengirimkan dokumen yang diminta

 Caching of services (proxy servers)

– caching terhadap halaman web yang sering digunakan

 Peer processes (not client-server)

– proses-proses yang secara fungsional identik

Server Client Client invocation result Server invocation result Process: Key: Computer:

(32)

Multiple Server

 Service disediakan oleh beberapa server

 Contoh : sebagian besar layanan web komersial diterapkan

melalui server fisik yang berbeda

 Motivasi :

 Unjuk kerja (contoh : cnn.com, download server, dll)  kehandalan

 Server menggunakan replikasi atau database terdistribusi

Server Server Server Service Client Client

(33)

Proxy

Server



Server dengan duplikasi informasi yang melayani sebagai

proxy



Caching :



Penyimpan lokal untuk item-item yang sering

digu-nakan



Meningkatkan unjuk kerja



Mengurangi beban pada server



Biasanya digunakan pada search engine

Client Proxy Web server Web server server Client

(34)

Contoh

(35)

Peer Process

• Peer processes

– menjaga konsistensi

sesumber

– sinkronisasi aksi

• contoh: Whiteboard

– menggunakan central server

– menggunakan peer

(36)

Mobile Code



Mobile code

– kode yang berpindah dan

di-jalankan pada site yang

berbeda



Contoh : applet



Model

– pengendali client

– push model



Q: masalah keamanan?

(37)

Mobile Agent



Mobile Agent adalah sebuah program yang berpindah

(ter-masuk data dan kode) dari satu komputer ke lainnya dalam

jaringan



Biasanya melakukan suatu pekerjaan otomatis tertentu



Beberapa masalah :



Authentication



Permission dan keamanan



Alternatif



Mengambil informasi melalui remote invocation



Contoh :



Digunakan untuk install dan memelihara software pada

komputer dalam suatu organisasi

(38)

Network Computer



Masalah



Pemeliharaan PC sangat

tinggi



Solusi



Mengurangi variasi pada

level lokal



Network Computer



OS dan applikasi dari file

server



Remote file service



Disk lokal (jika ada)

(39)

Thin Client

 Masalah

 Membuat PC powerfull

sangatlah mahal

 Solusi

 Menyediakan server

kom-putasi yang powerfull

 Thin Client

 Lapisan software

men-dukung aplikasi lokal den-gan remote executing

 Contoh :

 X11 Window

(www.xfree86.org)

 VNC (www.realvnc.com)  Citrix WinFrame

(40)

(41)

Spontaneous Networking

 Bentuk distribusi yang menggabungkan peralatan mobile dan

peralatan lain dalam suatu jaringan disebut sebagai spontaneous networking

 Meliputi juga aplikasi yang dapat digunakan untuk koneksi antara

mobile ataupun non-mobile device ke jaringan.

 Kemampuan/karakteristik Spontaneous Networking :

 Kemudahan koneksi ke jaringan lokal

 Kemudahan menggabungkan dengan layanan lokal  Discovery Service

 Konektifitas terbatas  Keamanan dan privacy  Antar muka discovery service

 Registration service

 Menerima penerimaan registrasi dari server, menyimpan

properti layanan yang tersedia dalam database

 Lookup service

 Mencocokan permintaan layanan dengan layanan yang

(42)

Antarmuka Client/Server



Kumpulan fungsi yang tersedia untuk

pemang-gilan (

invocation

) dari sebuah proses (server

atau peer) dinyatakn dengan satu atau lebih

definisi antarmuka

.



Pada C++ dan Java, sebuah antarmuka dapat

disusun dengan model berbasis pada objek.



Contoh : RMI (java), CORBA(semua bahasa

(43)

Merancang Kebutuhan

untuk Sistem Terdistribusi



Masalah Kinerja (Performance)



Responsiveness



Throughput



Balancing computational load



Quality of Service

pengukuran seberapa tingkat pemakaian fungsi, yaitu



Reliability



Security



Performance



Adaptability

, kemampuan untuk menyesuaikan

(44)

Merancang Kebutuhan

untuk Sistem Terdistribusi

(lanjut)



Pemakaian caching dan replikasi



Local copy informasi



Cache consistency



Web caching protocol



Replikasi : beberapa copy dari service



Masalah Dependability



Fault tolerance :



Keamanan

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)