commit to user
TUGAS AKHIROPTIMALISASI UTILISASI
SERVER
MENGGUNAKAN
VIRTUALISASI
SERVER
(STUDI KASUS DI ICT
CENTER
FKIP UNS)
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Kelulusan
Strata 1 Informatika
DISUSUN OLEH :
PUSPANDA HATTA
M0507032
JURUSAN INFORMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
PERSETUJUANLaporan Tugas Akhir Mahasiswa :
Puspanda Hatta
NIM. M0507032
dengan Judul
OPTIMALISASI UTILISASI SERVER MENGGUNAKAN
VIRTUALISASI SERVER
(STUDI KASUS DI ICT CENTER FKIP UNS)
Disetujui untuk dipresentasikan pada sidang akhir
Pada tanggal 31 Oktober 2011
Pembimbing I Pembimbing II
Wiharto, S.T., M.Kom Wisnu Widiarto, S.Si., M.T.
NIP. 19750210 200801 1 005 NIP. 19700601 200801 1 009
commit to user
PENGESAHANSkripsi ini dibimbing oleh :
Pembimbing I Pembimbing II
Wiharto, S.T., M.Kom Wisnu Widiarto, S.Si., M.T.
NIP. 19750210 200801 1 005 NIP. 19700601 200801 1 009
Dipertahankan di depan Tim Penguji Tugas Akhir pada Hari : Senin
Tanggal : 31 Oktober 2011
Anggota Tim Penguji :
1. Didiek Sri Wiyono, S.T., M.T.
NIP. 19750331 200501 1 001 1. ……… 2. Abdul Aziz, S.Kom., M.Cs.
NIP. 19810413 200501 1 001 2. ……… 3. Meiyanto Eko Sulistyo, S.T., M.Eng.
NIP. 19770513 200912 1 004 3. ………
Disahkan oleh :
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Dekan Ketua Jurusan Informatika
Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Hons)., Ph.D. Umi Salamah, S.Si., M.Kom. NIP. 19610223 198601 1 001 NIP. 19700217 199702 2 001
commit to user
HALAMAN MOTTONgelmu Iku Kelakon e Kanthi Laku
(Mangkunegoro IV)
commit to user
KATA PENGANTARPuji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Pada Tugas Akhir ini, penulis membangun prototype virtualisasi server
menggunakan Vmware ESXi 3.5 untuk menerapkan konsep konsolidasi server
dan kemudian diteliti peningkatan utilisasi CPU dan memori.
Penulis menyadari akan keterbatasan yang dimiliki. Begitu banyak
bantuan diberikan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Orang tua yang telah memberikan dukungan moril maupun materiil.
2. Bapak Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Hons)., Ph.D. selaku Dekan
Fakultas MIPA UNS.
3. Ibu Umi Salamah, S.Si., M.Kom. selaku Ketua Jurusan Informatika
F.MIPA UNS.
4. Bapak Wiharto, S.T., M.Kom selaku pembimbing Tugas Akhir.
5. Bapak Wisnu Widiarto, S.Si., M.T. selaku pembimbing Tugas Akhir.
6. Bapak Agus Tri Haryanto, S. Kom.,M.Cs. selaku kepala ICT – Center
beserta seluruh Staff ICT – Center FKIP UNS.
7. Bapak Didiek Sri Wiyono, S.T., M.T. selaku dosen penguji.
8. Bapak Abdul Aziz, S.Kom., M.Cs. selaku dosen penguji.
9. Bapak Meiyanto Eko Sulistyo, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji.
10. Segenap Dosen di Jurusan Informatika F.MIPA Universitas Sebelas Maret.
11. Rekan – rekan mahasiswa Informatika Universitas Sebelas Maret.
Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.
Surakarta, 16 Agustus 2011
Puspanda Hatta
commit to user
DAFTAR ISIPERSETUJUAN ... ii
PENGESAHAN ... iii
HALAMAN MOTTO ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
ABSTRAK ... xi
ABSTRACT ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Metodologi Penelitian ... 3
1.7 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6
2.1 Dasar Teori ... 6
2.1.1 Virtualisasi ... 6
1. Teknologi Virtualisasi ... 7
2.1.2 Prosesor Pendukung Virtualisasi ... 10
2.1.3 Perangkat Lunak Virtualisasi ... 11
2.1.4 VMware ESXi 3.5 ... 12
2.1.5 Sistem Operasi Server dan Perangkat Lunak Pendukung ... 16
2.1.6 Pengukuran Optimalisasi Utilisasi Prosesor dan Memori ... 18
2.1.7 Cara Pengukuran dan Pengujian Utilisasi Prosesor dan Memori ... 19
2.2 Penelitian Terkait ... 23
commit to user
2.3 Rencana Penelitian ... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 27
3.1 Analisis Kebutuhan Penelitian ... 27
3.1.1 Kerangka Berpikir ... 27
3.1.2 Kebutuhan Berdasarkan Penelitian Lapangan ... 29
3.1.3 Pengumpulan dan Analisis Data Lapangan ... 30
3.2 Perancangan dan Implementasi ... Error! Bookmark not defined. 3.2.1 Arsitektur Virtual server ... Error! Bookmark not defined. 3.2.2 Implementasi ... Error! Bookmark not defined. 3.2.3 Topologi Usulan Setelah Virtualisasi... Error! Bookmark not defined. 3.3 Skenario Pengujian ... Error! Bookmark not defined. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ... 31
4.1 Sajian Data ... 31
4.1.1 Data Utilisasi Prosesor dan Memori Server Nonvirtual ... 31
4.1.2 Data Utilisasi Prosesor dan Memori Virtual Server ... 31
4.2 Pembobotan Data Utilisasi Prosesor dan Memori ... 32
4.3 Sajian Data 2 dan Perbandingan Data ... 32
4.4 Pembahasan Penelitian ... 36
BAB V PENUTUP ... 39
5.1 Kesimpulan ... 39
5.2 Saran ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
LAMPIRAN ... 43
commit to user
DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Perkembangan Virtualisasi... 7
Gambar 2.2. Virtualisasi Level Hardware... 8
Gambar 2.3. Virtualisasi Level Sistem Operasi... 8
Gambar 2.4. Rack Mount Server... 10
Gambar 2.5. Perangkat Jaringan Virtual dalam ESXi 3.5... 14
Gambar 2.6. Halaman Login Cacti... 19
Gambar 2.7. Antarmuka Aplikasi Cacti... 19
Gambar 2.8. Contoh Pengukuran Utilisasi Prosesor... 20
Gambar 2.9. Contoh Pengukuran Utilisasi Memori... 20
Gambar 3.1. Kerangka Berpikir... 28
Gambar 3.2. Pengumpulan dan Analisis Data Lapangan... 30
Gambar 3.3. Topologi Server ICT FKIP UNS...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.4. Arsitektur Virtual server...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.5. Flowchart Pembangunan Infrastruktur Virtualisasi...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.6. Flowchart Instalasi ESXi 3.5...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.7. Proses Pengelolaan ESXi 3.5...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.8. Flowchart Pembuatan Virtual Machine...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.9. Flowchart Instalasi Operating System...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.10. Topologi Usulan Virtualisasi...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.12. Akses Mesin Virtual oleh User Melalui VI Client...Error! Bookmark not defined. Gambar 3.13. Akses Terhadap Layanan HTTP Virtual server...Error! Bookmark not defined. Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Rata – Rata Penggunaan Prosesor... 32
Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Penggunaan Maksimal Prosesor... 33
Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Rata – rata Sisa Memori... 34
Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Sisa Maksimal Memori... 35
commit to user
DAFTAR TABELTabel 3.1. Prosedur Penelitian Lapangan... 29
Tabel 3.2. Spesifikasi Prosesor Memori dan Perangkat Lunak ServerError! Bookmark not defined. Tabel 3.3. Data Penggunaan Prosesor dan Memori Server ICT FKIPError! Bookmark not defined. Tabel 3.4. Hasil Implementasi Server Virtual...Error! Bookmark not defined. Tabel 3.5. Script Benchmark Terhadap Server...Error! Bookmark not defined. Tabel 3.6. Jumlah Koneksi dan Request Benchmark Server Nonvirtual...Error! Bookmark not defined. Tabel 3.7. Jumlah Koneksi dan Request Benchmark Virtual Server..Error! Bookmark not defined. Tabel 4.1 Penggunaan CPU dan Memori Server Nonvirtual... 31
Tabel 4.2 Data Sisa Penggunaan Memori Server Nonvirtual... 31
Tabel 4.3 Penggunaan CPU dan Memori Virtual Server... 31
Tabel 4.4 Data Sisa Penggunaan Memori Virtual Server... 32
Tabel 4.5 Perbandingan CPU Usage Server Nonvirtual dan Virtual server... 32
Tabel 4.6 Perbandingan Free Memory Server Nonvirtual dan Virtual server... 32
commit to user
DAFTAR LAMPIRANLampiran 1. Surat Keterangan Menyelesaikan Penelitian di ICT Center FKIP
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Lampiran 2. Dokumentasi Data Penelitian
commit to user
ABSTRAKOPTIMALISASI UTILISASI SERVER MENGGUNAKAN
VIRTUALISASI SERVER (STUDI KASUS DI ICT CENTER FKIP UNS)
Puspanda Hatta
NIM. M0507032
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain prototype virtualisasi server di unit
ICT FKIP UNS. Sejumlah mesin server di data center unit ICT FKIP UNS
memiliki utilisasi prosesor dan memori yang rendah. Sumber daya perangkat
keras yang disediakan oleh mesin-mesin server tersebut belum digunakan secara
optimal.
Dalam penelitian ini dibahas solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut
dengan metode virtualisasi server. Server – server tersebut dikonsolidasikan ke
dalam sebuah server fisik menggunakan sistem operasi virtualisasi yang running
diatashardware (hypervisor) yaitu Vmware ESXi 3.5.
Hasil dari penelitian menunjukkan adanya optimalisasi pada penggunaan
sumber daya prosesor dan memori. Dalam grafik perbandingan penggunaan
prosesor menunjukkan rata – rata peningkatan penggunaan prosesor oleh masing -
masing server dari kondisi nonvirtual ke kondisi virtual sebesar 3.35 kali lipat.
Sedangkan penggunaan maksimum prosesor oleh masing - masing server rata -
rata meningkat sebesar 4,19 kali lipat dari kondisi nonvirtual ke kondisi virtual.
Adapun optimalisasi penggunaan memori ditandai dengan penurunan kapasitas
sisa memori. Dalam grafik perbandingan sisa memori menunjukkan rata – rata
penurunan sisa memori masing - masing server dari kondisi server nonvirtual ke
kondisivirtual server rata - rata sebesar 23,24 kali lipat. Sedangkan sisa memori
maksimum dari masing - masing server rata – rata menurun 15,50 kali lipat dari
kondisiserver nonvirtual ke kondisi virtual server.
Kata kunci: server, utilisasi, virtualisasi.
commit to user
xii
ABSTRACT
OPTIMIZATION SERVER UTILIZATION USING SERVER
VIRTUALIZATION (CASE STUDY IN ICT CENTER FKIP UNS)
Puspanda Hatta
NIM. M0507032
This research aims to design a prototype of server virtualization in ICT
Center FKIP UNS. A number of server machines in the data center FKIP UNS
ICT unit has a low processor and memory utilization. These hardware resources
provided by server machines are not used optimally.
In this research discussed solutions to overcome these problems by the
method of server virtualization. The Servers is consolidated into a physical server
using the operating system virtualization that running direcly on hardware(also
called hypervisor) Vmware ESXi 3.5.
Results from this research suggest an optimization of resource usage on
processor and memory. In comparison chart of processor usage shows increase
average in processor usage by each server increase 3,35 times from nonvirtual to
virtual condition. While the maximum processor usage by each server increase
average by 4,19 times from nonvirtual to virtual condition. As for the optimization
of memory usage is characterized by reduction in the remaining memory capacity.
in comparison chart of free memory shows average reduction of free memory by
each server is 23,24 times of average from nonvirtual to virtual server condition.
While the rest of their maximum free memory by each server is decreased 15.50
times of average from condition nonvirtual servers to virtual servers.
commit to user
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan semakin berkembangnya teknologi informasi, kebutuhan organisasi
saat ini sangat bergantung pada infrastruktur teknologi informasi terutama dalam
menjalankan operasionalnya. Sementara itu, kebutuhan infrastruktur teknologi
informasi juga semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kebutuhan
sumber daya IT organisasi tersebut. Salah satu kebutuhan tersebut adalah
pembangunan dan pengembangan data center. Untuk memenuhi kebutuhan
pengembangan data center tersebut dibutuhkan peningkatan kapasitas komputasi,
salah satunya adalah dengan cara pengadaan server baru. Namun terdapat
konsekuensi dari keputusan tersebut, organisasi akan menghadapi beberapa
masalah baru dalam pengelolaan server yang semakin bertambah yaitu biaya yang
dihabiskan untuk keperluan tersebut cukup besar. Biaya yang paling besar adalah
pada pembelian dan maintenance server. Selain biaya dan maintenance organisasi
juga akan menghadapi permasalahan baru, yaitu utilisasi server yang rendah
(Calzolari. 2009).
Beberapa penelitian mengusulkan solusi untuk permasalahan ini, salah
satunya adalah mengkonsolidasikan server untuk meningkatkan utilisasi server
menggunakan teknologi virtualisasi. Dalam dunia komputasi, virtualisasi adalah
sebuah istilah yang mengacu pada abstraksi sumber daya komputer. Virtualisasi
merupakan suatu usaha untuk membuat sumber daya tunggal (misalnya sebuah
server, sistem operasi, aplikasi, atau alat penyimpan) terlihat sebagai satu atau
beberapa sumber daya logikal berbeda (Baek,et.all. 2010).
Berbagai permasalah yang ditemukan dalam penelitian-penelitian tersebut
juga ditemukan di lingkungan perguruan tinggi, termasuk di Universitas Sebelas
Maret. Sebagai contoh, permasalahan yang ada di ICT FKIP UNS. Berdasarkan
observasi yang dilakukan penulis, sejumlah mesin server di data center unit ICT
FKIP UNS memiliki utilisasi prosesor dan memori yang rendah. Sumber daya
commit to user
digunakan secara optimal sehingga penambahan mesin-mesin server baru
merupakan langkah yang tidak efisien. Dalam organisasi dapat dikatakan terdapat
pemborosan karena melakukan pengeluaran untuk sumber daya perangkat keras
yang sebagian besar tidak terpakai.
Berdasarkan fakta-fakta yang telah disebutkan sebelumnya, ICT FKIP UNS
membutuhkan infrastruktur server yang fleksibel sehingga dapat diandalkan oleh
instansi. Fleksibilitas dalam konteks penelitian ini diukur berdasarkan alokasi
sumber daya mesin server berupa prosesor dan memori dapat disesuaikan dengan
beban kerja sehingga utilisasi perangkat keras mesin server menjadi optimal.
Infrastruktur tersebut didesain dan diimplementasikan dengan virtualisasi server.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah :
Bagaimana merancang prototype server virtual dan menggabungkannya
dalam sebuah mesin server yang memiliki sumber daya hardware tinggi
menggunakan teknologi virtualisasi hypervisor dari Vmware ESXi 3.5 untuk
mengoptimalkan utilisasi sumber daya hardware pada server yaitu prosesor dan
memori.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Menggunakan sistem operasi virtualisasi yang running diatas hardware
(arsitektur hypervisor) yaitu Vmware ESXi 3.5 untuk merancang prototype
server virtual.
b. Menentukan server – server yang memiliki utilisasi prosesor dan memori
rendah di ICT Center FKIP UNS kemudian divirtualisasi menggunakan
VMware ESXi 3.5 ke dalam sebuah server fisik.
c. Pengukuran utilisasi prosesor dan memori server menggunakan perangkat
lunakNetwork Monitoring Cacti.
d. Menguji utilisasi server – server virtual dan membandingkan utilisasi virual
commit to user
e. Konfigurasi media penyimpanan data dan jaringan komputer, misalnya
konfigurasi penyimpanan dan pengalamatan IP, tidak dibahas dalam penelitian
ini.
f. Konfigurasi dasar dan instalasi perangkat lunak pendukung server tidak
dibahas dalam penelitian ini
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan utama yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah mendesain
prototype virtualisasi server di unit ICT FKIP UNS untuk membangun
infrastruktur server yang fleksibel, serta mengoptimalkan penggunaan sumber
daya prosesor dan memori agar dapat disesuaikan dengan beban kerja sehingga
utilisasi perangkat keras mesin server menjadi optimal.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian dalam tugas akhir ini adalah:
a. Bagi peneliti
Menambah ragam penelitian tentang pengembangan konsep virtualisasi server
dan manfaatnya dan dapat mempelajari serta menerapkan konsep konsolidasi
server tersebut dengan virtualisasi server.
b. Bagi organisasi atau instansi yang menerapkan penelitian ini
Dengan menerapkan virtualisasi server, suatu organisasi yang mengandalkan
operasionalnya terhadap IT akan mendapat kemudahan dalam manajemen
server, antara lain sebagai berikut :
Kemudahan dalam melakukan maintenance tanpa mengganggu
operasionalserver.
Dapat mengoptimalkan utilisasi server.
1.6 Metodologi Penelitian
a. Pengumpulan data.
Pengumpulan data dilakukan melalui studi literatur dari buku, jurnal, white
commit to user
tersebut berguna dalam penentuan topik dan dasar teori penelitian. Dengan
membaca literatur-literatur tersebut, dapat diketahui perkembangan teknologi,
permasalahan, penelitian yang telah dilakukan, implementasi, dan potensi
teknologi virtualisasi server.
b. Penelitian Lapangan.
Penelitian Lapangan memiliki peran penting dalam penelitian ini. Sebagian
besar penelitian dilakukan dalam penelitian lapangan, dimulai dari melihat
permasalahan, mendesain prototype virual server hingga melakukan pengujian
terhadap prototype yang dibangun. Secara garis besar penelitian lapangan
terbagi menjadi analisis kebutuhan, desain dan perancangan kemudian
implementasi dan pengujian. Penelitian tersebut secara resmi dilaksanakan
selama 3 bulan dimulai dari Juni hingga Agustus 2011. Lokasi penelitian
adalah kantor ICT Center FKIP UNS kampus 1 Jl.Ir. Sutami 36 A, Kentingan,
Surakarta.
1.7 Sistematika Penulisan
a. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memaparkan latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tinjauan pustaka dan
sistematika penulisan.
b. BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas teori yang diperlukan selama melakukan penelitian. Bagian
awal akan membahas mengenai virtualisasi server secara umum. Bagian
berikutnya akan membahas perangkat lunak yang akan digunakan dalam
penelitian. Dalam bagian tersebut akan dibahas fitur-fitur perangkat lunak
commit to user
c. BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini akan membahas tahap - tahap pengumpulan data yang dibutuhkan
pada saat penelitian dan perancangan virtualisasi server menggunakan
perangkat lunak virtualisasi bare metal hypervisor yang berjalan langsung
diatashardware.
d. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini memaparkan pengujian terhadap infrastruktur yang telah dibangun
untuk mengukur tingkat keberhasilan implementasi virual server.
e. BAB V PENUTUP
Bab ini memuat kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang dapat
commit to user
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Virtualisasi
Dalam ilmu komputer, virtualisasi adalah istilah umum yang mengacu
kepada abstraksi dari sumber daya komputer. Definisi lainnya adalah "sebuah
teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari
bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber
daya tersebut. Virtualisasi dalam hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya
tunggal (seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan
penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal; atau dapat
juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti
beberapa peralatan penyimpanan atau server) terlihat menggunakan satu sumber
daya logikal" (Ruest, 2009).
Konsep virtualisasi pertama kali muncul pada awal tahun1960, ketika IBM
mengenalkan penggunaan Time Sharing. Saat ini, istilah tersebut diasosiasikan
dengan komputer mainframe dan On Demand Computing mesinx86. Pada tahun
1964,Gene Amdahl merancang IBM System/360 yang menyediakan kemampuan
virtualisasi secara terbatas. Pada tahun 1998, VMware didirikan oleh Diane
Greene dan Dr.Mendel Rosenblum, dibantu 2 mahasiswa Stanford University.
Pada bulan Oktober 1998, diusahakan paten untuk metode virtualisasi berdasarkan
penelitian yang dilakukan. Paten tersebut kemudian disahkan pada 28 Mei 2002.
Pada tahun 1999, VMware mengenalkan produk VMware Virtual Platform.
Produk yang dianggap sebagai platform virtualisasi x86 pertama kali ini,
kemudian dikembangkan menjadi produk yang sekarang dikenal sebagai VMware
Workstation. Pada akhir tahun 2000, VMware mengeluarkan produk virtualisasi
server VMware GSX Server 1.0. Produk ini masih diinstall di atas sistem operasi
Linux atau Windows dan ditujukan untuk server kelas workgroup. Tidak lama
kemudian, VMware mengeluarkan platform virtualisasi server kelas mainframe,
commit to user
dengan GSX Server, yaitu lebih stabil, dan overhead yang lebih sedikit. Hal ini
disebabkan ESX Server diinstal secara langsung pada mesin server, bertindak
sebagai hypervisor, atau yang dikenal sebagai Virtual Machine Monitor (VMM)
pada virtualisasi Xen.
Selain VMware dan Microsoft, juga muncul teknologi virtualisasi server
yang disebut dengan Xen. Xen awalnya dikembangkan oleh Research Group di
laboratorium komputer Universitas Cambridge. Pada tahun 2006, Xen Source
merilis Xen Enterprise3.0 untuk berkompetisi dengan VMware ESX Server.
Kemudian pada tahun 2007 Xen Source merilis Xen Enterprise v4 yang lebih
stabil dan lebih kaya fitur, mendekati VMware ESX Server (Ruest, 2009).
Gambar 2.1 Perkembangan Virtualisasi
1. Teknologi Virtualisasi
Sistem komputer modern tersusun atas beberapa layer, yaitu layer
hardware, layer operating system, dan layer program aplikasi. Software
virtualisasi melakukan abstraksi dari mesin virtual dengan cara menambahkan
layer baru di antara 3 layer di atas. Posisi dari layer baru tersebut menentukan
level dari virtualisasi. Secara umum terdapat 3 level virtualisasi (Anonim,
2007a)
a. Level Hardware
Diterapkan oleh mainframe IBM. Mainframe tersebut menjalankan sistem
operasi yang berfungsi untuk menyediakan servis virtualisasi, sehingga
mainframe tersebut dapat dipartisi dimana masing-masing partisi dapat
menjalankan sistem operasi dan aplikasi sendiri. Layer virtualisasi berada
commit to user
virtual dapat dilakukan secara efisien. Arsitektur virtualisasi pada level
hardware disebut juga sebagai arsitektur hypervisor(Gambar 2.2).
Gambar 2.2. Virtualisasi Level Hardware
b. Level Sistem Operasi
Layer virtualisasi diletakkan di atas layer sistem operasi. Program aplikasi
dijalankan di atas sistem operasi pada mesin virtual. Akses ke hardware
dari mesin virtual harus melalui sistem operasi dari mesin fisik, sehingga
tidak seefisien pada arsitektur hypervisor(Gambar 2.3).
Gambar 2.3. Virtualisasi Level Sistem Operasi
c. Level Bahasa Tingkat Tinggi
Layer virtualisasi berada di atas layer program aplikasi, berfungsi untuk
melakukan abstraksi mesin virtual yang dapat menjalankan program yang
ditulis dan dikompilasi sesuai dengan definisi abstrak mesin virtual yang
commit to user
2. Karakteristik Virtualisasi
Terdapat 3 kebutuhan formal untuk lapisan virtualisasi. Sebuah lapisan
virtualisasi harus memenuhi karakteristik sebagai berikut (Ruest, 2009) :
a. Equivalensi : lapisan virtualisasi menyediakan suatu kondisi yang identik
dengan mesin fisik bagi perangkat lunak sehingga perangkat lunak yang
berjalan diatas mesin virtual seharusnya dapat berjalan seperti pada mesin
asli.
b. Efisiensi : perangkat lunak yang berjalan di kondisi virtual, tidak
mengalami penurunan performa yang signifikan. Sebagian besar instruksi
seharusnya dapat dieksekusi secara langsung pada prosesor mesin fisik
tanpa ada intervensi dari virtual machine monitor.
c. Kontrol Sumber Daya : lapisan virtualisasi mempunyai hak penuh untuk
mengatur sumber daya perangkat keras. Sumber daya yang dimaksud
adalah memori dan perangkat I/O. Sebuah lapisan virtualisasi dikatakan
memiliki kontrol penuh terhadap sumber daya apabila suatu perangkat
lunak tidak dapat mengakses sumber daya yang tidak dialokasikan kepada
nya dan lapisan virtualisasi pada kondisi tertentu dapat mengambil
kembali sumber daya yang telah dialokasikan.
3. Jenis –Jenis Virtualisasi a. Virtualisasi CPU
Proses yang berjalan pada arsitektur x86 memiliki hierarki instruksi.
Hierarki tersebut menentukan hak untuk mengunakan fungsi CPU tanpa
mengakibatkan 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 (leas privileged). Sebagian besar sistem
operasi x86 menggunakan konfigurasi 0 - 3, dimana ring 0 digunakan oleh
sistem operasi dan ring 3 digunakan oleh program aplikasi.
b. Virtualisasi Memori
Virtualisasi memori dilakukan dengan membagi memori fisik mesin server
commit to user
dengan alokasi memori pada sistem modern. Sistem operasi melakukan
pemetaan page virtual ke nomor pagefisikal yang tersimpan di page table.
Pada virtualisasi server, dibutuhkan 1 tingkat memori virtual lagi, untuk
menghubungkan memori virtual guest operating system dengan memori
mesin server.
c. Virtualisasi Perangkat I/O
Virtualisasi perangkat I/O dilakukan dengan mengatur request I/O antara
perangkat virtual dengan perangkat fisik. Perangkat keras virtual
meneruskan request yang diterimanya ke hypervisor untuk kemudian
diteruskan ke perangkat keras mesin. Proses ini dilakukan secara efisien
tanpa membebani utilisasi prosesor.
2.1.2 Prosesor Pendukung Virtualisasi
Gambar 2.4. Rack Mount Server
Virtualization Technology adalah teknologi yang memungkinkan sebuah
processor bekerja seperti memiliki beberapa processor yang masing-masing bisa
menjalankan operating system yang berbeda beserta program-programnya secara
bersamaan. Virtualization Technology ini sebenarnya bukan hal baru. Dulu pada
zaman pemakaian 486DX2, sebenarnya teknologi ini sudah dikenal. Teknologi ini
pada saat itu bisa membuat beberapa virtual machine yang menjalankan operating
system atau program-program/games under DOS secara bersamaan.
Saat ini ada beberapa software di pasaran yang mampu membuat
commit to user
software yang paling terkenal. Walaupun user bisa memanfaatkan
software-software seperti VMware untuk virtualization technology ini, menggunakan
processor yang memiliki feature virtualization technology ini sebenarnya
memberikan keuntungan lebih seperti selain ada banyak instruksi-instruksi baru
yang memudahkan pengaturan virtualisasi itu sendiri tentu saja memberikan
kinerja yang lebih baik dibandingkan hanya mengandalkan software
(Anonim.2009b).
Terdapat sedikit perbedaan antara virtualization dengan multitasking atau
denganhyperthreading. Pada teknologi multitasking yang berjalan hanya 1 sistem
operasi dengan beberapa program yang dijalankan di dalamnya. Pada
virtualization technology, user bisa menjalankan beberapa sistem operasi secara
bersamaan dan masing-masing sistem operasi tersebut bisa menjalankan beberapa
program. Masing-masing sistem operasi ini berjalan pada Virtual Machine atau
Virtual CPU. Sedangkan teknologi hyperthreading mensimulasikan dua CPU
pada satu CPU yang berfungsi untuk menyeimbangkan performance
menggunakan SMP (Symmetric Multi Processing) dan kedua CPU tersebut tidak
bisa dipakai secara terpisah. Teknologi virtualisasi CPU ini tidak dimiliki oleh
semua prosesor intel.
2.1.3 Perangkat Lunak Virtualisasi
Berikut ini beberapa perangkat lunak virtualisasi yang paling sering
digunakan dalam dunia enterprise untuk efisiensi data center (Ruest, 2009) :
1. Vmware Server
Merupakan produk gratis yang dikembangkan dari produk VMware
Workstation. Teknologi virtualisasi yang digunakan adalah instalasi diatas OS
(host virtualization).
2. XenServer
Perangkat lunak ini juga diinstal diatas mesin langsung dan didukung oleh Intel
commit to user
3. VMware ESX Server
Perangkat lunak ini diinstal diatas mesin server langsung tanpa ada perantara
host operating system atau disebut juga arsitektur hypervisor. Hal ini
dimaksudkan untuk menjaga efisiensi dan performa serta menghindari overheat
memori.
4. Microsoft Virtual Server
Berbeda dengan ESX Server dan Xen Server, produk ini diinstal di atas sistem
operasi host, yaitu Windows Server 2003. Performanya dibawah ESX Server
maupun Xen Server karena overhead cukup tinggi.
5. Microsoft Hyper-V
Microsoft mengeluarkan perangkat lunak virtualisasi server baru yang diberi
kode Veridian karena produk Virtual Server dianggap gagal. Teknologi
hypervisor ini dirilis dalam 2 versi, yaitu versi yang disertakan secara gratis
dalam sistem operasi Microsoft Windows Server 2008 R2 dan versi instalasi
diatas mesin langsung.
2.1.4 VMware ESXi 3.5
VMWare ESX Infrastructure adalah salah satu application suite yang
dapat digunakan untuk membangun infrastruktur virtual server. ESXi dapat
dikatakan sebagai fondasi untuk komponen virtual infrastructure 3 yang lain.
ESXi adalah hypervisor atau lapisan virtualisasi yang diinstal diatas mesin
(baremetal), tanpa memerlukan instalasi sistem operasi host terlebih dahulu.
VMware mendesain ESXi untuk diinstal dengan perangkat lunak yang sudah
dipilih dan diperlukan saja, sehingga mengurangi kode kernel untuk driver
perangkat keras. Ini membuat kernel ESXi memiliki respon cepat dan mengalami
overhead yang kecil. Performa juga lebih tinggi apabila dibandingkan dengan
teknologi virtualisasi server yang mengharuskan instalasi sistem operasi terlebih
dahulu, karena sistem operasi tersebut juga akan melakukan instalasi driver-driver
danfitur-fitur yang belum tentu diperlukan.
ESXi memiliki 2 komponen penyusun, yaitu VMkernel dan Service
commit to user
mengatur akses mesin virtual terhadap sumber daya perangkat keras yang tersedia
dengan menyediakan penjadwalan CPU, manajemen memori, dan pemrosesan
data melalui switch virtual. COS digunakan untuk berkomunikasi dan mengatur
virtual machine kernel menggunakan command standar Linux dan sejumlah
command spesifik Vmware (Anonim. 2006).
Vmware ESXi 3.5 memiliki 5 elemen penyusun infrastruktur virtualisasi
antara lain adalah :
1. Sumber Daya Virtual dalam bentuk Host dan Cluster
Sumber daya dalam bentuk host dan cluster 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. 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 mesin virtual adalah kecepatan komputasi 32
gigahertz dan kapasitas memori 32 gigabytes. Klaster adalah representasi dari
gabungan sumber daya sejumlah host yang tergabung dalam sebuah jaringan dan
berbagi media penyimpanan data. 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(Anonim, 2010).
2. Media Peyimpanan Virtual
Ruang penyimpanan data yang dimaksud adalah representasi dari kombinasi
beberapa konfigurasidiskfisik yang dapat berupa fibre optic SAN, NAS (Network
Attached Storage), atau iSCSI. VMware ESXi 3.5 menyediakan lapisan abstraksi
yang dapat menyembunyikan keberagaman konfigurasi disk tersebut. Sebuah
commit to user
datastore. Sebuah disk virtual di dalam setiap mesin virtual 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 mesin virtual, sedangkan file dengan ekstensi .vmx
merupakan konfigurasi mesin virtual.
Ada 3 macam file system yang dapat dipakai pada datastore Vmware ESXi 3.5,
yaitu VMware Virtual Machine File System (VMFS), Raw Device Mapping
(RDM) dan Network File System (NFS). Sebuah volume VMFS dapat berupa satu
atau gabungan beberapa Logical Unit Number (LUN) dari beberapa konfigurasi
disk fisik. Sistem operasi dari mesin virtual tidak dapat mengakses secara
langsung ruang penyimpanan data. Akses dilakukan melalui lapisan virtualisasi
yang menyediakan driver SCSI. Mesin virtual dapat menggunakan driver
BusLogic atau LSI Logic. Kemudian dengan driver tersebut mesin virtual dapat
menggunakan virtual SCSI HBA (Host Bus Adapter). Setiap mesin virtual dapat
memiliki 1 hingga 4 virtual SCSI HBA. Virtual SCSI HBA memberikan akses
mesin virtual ke perangkat SCSI virtual, sama dengan fungsi SCSI HBA fisik
yang memberikan akses ke perangkat SCSI fisik (Anonim, 2010).
Gambar 2.5. Perangkat Jaringan Virtual dalam ESXi 3.5
Pada gambar 2.5 diatas terlihat bahwa Vmnic0 (virual machine network interface
card0)host ESXi terkoneksi dengan lima virtual switch(vswif) dengan alamat IP
gateway dari ESXi adalah 192.168.71.31.
3. Perangkat Jaringan
Jaringan menghubungkan antar mesin virtual atau antara mesin virtual dengan
commit to user
memiliki komponen jaringan, yaitu virtual NIC (vNIC), vitual switch (vSwitch),
dan port group. Setiap mesin virtual 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.
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 switchfisik 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 virtual machine di host tersebut
(jaringaninternal). 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, mesin virtual 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 mesin virtual 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.
Virtual Machine dapat menghubungkan vNICnya di port mana saja. Selama
terhubung dalam port group yang sama, 2 virtual machine juga tergabung dalam
jaringan yang sama, tentu saja hanya di dalam lingkungan virtual tersebut
commit to user
4. MesinVirtual
Mesin Virtual adalah virtualisasi dari server fisik. Mesin Virtual ini
mengkonsumsi 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
(Anonim, 2010).
5. Virtual Infrastructure Client
VMware Virtual Infrastructure Client atau biasa disebut VI Client (VIC)
merupakan sebuah tools yang digunakan untuk remote server dan digunakan
untuk mengelola host ESXi dan virtual machine di dalamnya. Melalui tools ini,
user dapat melakukan berbagai macam konfigurasi terhadap host ESXi seperti
manajemen alokasi memori, manajemen alokasi resource CPU, pengelolaan
media penyimpanan data dan media penyimpanan data virtualnya. Selain itu user
juga dapat menambahkan virtual machine di dalam host dan melakukan
konfigurasi spesifikasi mesin virtual sesuai kebutuhan.
2.1.5 Sistem Operasi Server dan Perangkat Lunak Pendukung
1. Ubuntu Server 10.04
Ubuntu merupakan salah satu distribusi Linux yang berbasiskan Debian.
Proyek Ubuntu resmi disponsori oleh Canonical Ltd yang merupakan
perusahaan milik seorang kosmonot asal Afrika Selatan Mark Shuttleworth.
Ubuntu adalah sistem operasi lengkap berbasis Linux, tersedia secara bebas
dan mempunyai dukungan baik yang berasal dari komunitas maupun tenaga
ahli profesional.
2. Apache 2.0
Server HTTP Apache atau web server apache adalah web server yang dapat
dijalankan di banyak sistem operasi (Unix, BSD, Linux, Microsoft Windows
dan Novell Netware serta platform lainnya) yang berguna untuk melayani dan
commit to user
web ini menggunakan HTTP. Apache memiliki fitur-fitur canggih seperti pesan
kesalahan yang dapat dikonfigurasi, autentikasi berbasis basis data dan
lain-lain.
3. MySQLServer
MySQL adalah sebuah implementasi dari sistem manajemen basis data
relasional yang didistribusikan secara gratis dibawah lisensi GPL (General
Public License). SQL (Structured Query Language) adalah sebuah konsep
pengoperasian basis data, terutama untuk pemilihan atau seleksi dan
pemasukan data, yang memungkinkan pengoperasian data dikerjakan dengan
mudah secara otomatis.
4. PhpMyAdmin
Perangkat lunak bebas yang ditulis dalam bahasa pemrograman PHP yang
digunakan untuk menangani administrasi MySQL pada World Wide Web.
phpMyAdmin mendukung berbagai operasi MySQL, diantaranya (mengelola
basis data, tabel-tabel, fields, relations, indeks, pengguna, permissions, dan
lain-lain).
5. Radius
Radius sebagai aplikasi untuk autentikasi, dengan nama paket freeradius dan
freeradius-mysql agar radius dapat bekerjasama dengan MySQL Pada
Freeradius, terdapat aplikasi Daloradius untuk memudahkan pengaturannya.
Aplikasi Daloradius bisa didapat di daloradius.com. Daloradius merupakan
aplikasi berbasis web yang memudahkan pembuatan basis data pada
konfigurasi radius, melihat status server, menambah user, serta beberapa
fungsi lain.
6. SNMP
Protokol standard industri yang digunakan untuk memonitor dan mengelola
berbagai perangkat di jaringan Internet meliputi hub, router, switch,
workstation dan sistem manajemen jaringan secara jarak jauh (remote) (Berry,
commit to user
7. EHCP
EHCP adalah control panel webhosting gratis yang dikembangkan oleh
http://ehcp.net. didalamnya sudah terinstall fitur-fitur pendukung seperti
webftp, phpmyadmin, hosting control panel, domain control panel, webmail,
pengaturan reseller. EHCP hanya bisa digunakan untuk distro linux berbasis
Ubuntu.
8. CactiNetwork Monitoring
Cacti adalah aplikasi monitoring jaringan dengan lisensi open source dan
berbasis web. Pada umumnya digunakan untuk membuat data grafik seperti
kinerja CPU, Memory, Load Average dan bandwidth. Cacti khususnya
digunakan pada interface switch dan router jaringan lewat SNMP untuk
memonitor trafik jaringan. Cacti memanfaatkan RRD tool untuk data storage
dan fungsi graphing. Cacti menyediakan polling yang cepat, multiple data
acquisition methods, dan user management yang diperbolehkan untuk
mengakses graph / hasil network monitoring (Berry, 2007).
2.1.6 Pengukuran Optimalisasi Utilisasi Prosesor dan Memori
Utilisasi prosesor didefinisikan sebagai rata-rata penggunaan prosesor oleh
setiap proses atau kerja tertentu, sedangkan utilisasi memori adalah rata – rata
penggunaan memori, untuk semua aplikasi yang melakukan proses pada server
(Qodarsih, 2007). Peningkatan utilisasi sumber daya prosesor dan memori
disebabkan oleh kenaikan beban kerja yang dialami server. Frekuensi penggunaan
layanan yang tinggi ketika jam operasi kantor, akan membuat beban kerja mesin
virtual lebih tinggi daripada waktu istirahat. Secara akumulasi, peningkatan beban
kerja sejumlah mesin virtual akan meningkatkan beban kerja suatu host.
Peningkatan beban kerja tersebut ditandai dengan utilisasi prosesor dan memori
yang bertambah.
Layanan HTTP dipilih sebagai representasi layanan yang umum digunakan
dalam dunia TI untuk diujikan dalam uji kinerja. Dari segi utilisasi CPU, HTTP
akan memakan sumber daya CPU seiring dengan bertambahnya jumlah
commit to user
server HTTP terhadap sekumpulan peraturan yang sudah didefinisikan
sebelumnya, dan akan dibalas dengan sebuah HTTP-reply berdasarkan aturan
tadi.
Utilisasi CPU ini akan bertambah jika server HTTP dikombinasikan
dengan pemrosesan output secara dinamis, seperti HTML preprocessor,
komputasi database, autentikasi user, dan lain lain (Haris, 2009).
2.1.7 Cara Pengukuran dan Pengujian Utilisasi Prosesor dan Memori
1. Pengukuran Utilisasi CPU dan Memori Menggunakan Cacti
Untuk mengukur tingkat utilisasi CPU dan memori diperlukan sebuah
software untuk memvisualisasikan data – data yang ada sebelum diolah dan
dibandingkan performansinya.
Gambar 2.6. Halaman Login Cacti
Gambar 2.6 menunjukkan halaman login dari cacti, untuk mengelola jaringan
yang akan di monitoring, seorang NOC harus login ke dalam cacti dengan
mengetikkan URL dari direktori instalasi cacti tersebut, misalnya
http://192.168.71.54/cacti kemudian login dengan menginput user name dan
password
commit to user
ukuran Utiliisasi CPU MMenggunakaan Cacti
commit to user
Pada garis horizontal menunjukkan monitoring penggunaan memory tiap
selang waktu dua jam, sedangkan pada garis vertikal menunjukkan
kapasitas memory yang tidak digunakan dari total memory yang dimiliki
server.
Average adalah rata - rata sisa memory yang tidak terpakai oleh server
dari total memory yang dimiliki, sedangkan maximum adalah jumlah
maksimum memory yang tidak terpakai pada waktu tertentu.
Untuk penghitungan utilisasi memory dapat diambil contoh sebagai
berikut, Server tersebut memiliki total memory 6144 gigabyte sedangkan
rata – rata memory yang tidak digunakan 2,37 gigabyte, sehingga
memory Usage dari server multi user adalah 6,14 gigabyte – 2,37
gigabyte yaitu 3,77 gigabyte.
2. Pengujian Kinerja Mesin Virtual Menggunakan Apache Benchmark
Apache Benchmark (ab) adalah sebuah tools yang digunakan untuk proses
benchmark terhadap apache http server. Ab didesain untuk memberikan
gambaran performa instalasi apache. Secara khusus ab akan menampilkan
seberapa banyak request per detik yang bisa dilayani oleh instalasi apache server.
Di server Ubuntu atau Debian, ApacheBench atau ab adalah bagian dari paket
apache2-utils.
a. Proses Instalasi Ab di Server Ubuntu
Untuk melakukan instalasi paket yaitu dengan mengetikkan perintah :
sudo apt-get install apache2-utils
b. Contoh Proses Benchmark
ab -c 20 -n 1000 http://192.168.71.54/cacti
-c 20 adalah jumlah concurrent connection, sebanyak 20 koneksi secara
bersamaan).
commit to user
c. ContohOutput Proses Benchmark
Dari statistik di atas, bisa dilihat baris Requests per second. Baris tersebut
adalah nilai dari hasil benchmark. Tetapi ada juga bagian lain, misalnya
Complete requests, Failed requests, atau Write errors. Sebuah server dengan
apache atau nginx akan mengalami peningkatan utilisasi CPU apabila di
benchmark menggunakan tools ini, peningkatan utilisasi CPU tersebut
berbanding lurus dengan penggunaan memori pada server (Haris, 2009). Connection Times (ms)
Server Hostname: http://192.168.71.54/cacti Server Port: 80
commit to user
2.2 Penelitian TerkaitPenelitian tentang virtualisasi server pernah dilakukan oleh Calzolari dan
Braastad. Calzolari (2009) mendesain dan mengimplementasikan virtualisasi
server untuk menyediakan infrastruktur server yang memiliki ketersediaan tinggi
(high availability). Tujuan dari penelitian tersebut adalah menyediakan sistem
ketersediaan tinggi yang mencakup infrastruktur, perangkat lunak, dan metodologi
bagi server dengan layanan noncritical (server dengan utilisasi rendah), dengan
biaya yang lebih murah apabila dibandingkan dengan penggunaan host per host
redundancy. Sistem yang dibangun berhasil mengaktifkan kembali aplikasi
(restore) setelah terjadi bencana dalam kurun waktu kurang dari 10 menit.
Braastad (2006) juga berupaya memberikan solusi untuk menyediakan sistem
dengan ketersediaan tinggi. Sistem tersebut dibangun berdasarkan virtualisasi
dengan perangkat lunak Heartbeat dan Xen. Pekerjaan utama pada penelitian
tersebut adalah membangun add-on untuk Heartbeat, sehingga mendukung sistem
ketersediaan tinggi untuk infrastruktur virtual.
Selain penelitian – penelitian tersebut, terdapat juga penelitian tentang
perbandingan kinerja server melalui hypervisor menggunakan Xen yang dilakukan
Fauzi Haris pada tahun 2008. Dalam penelitian haris, eksperimen dilakukan untuk
mencari tahu sejauh mana virtual server bisa dibuat untuk melayani service web,
mail, dan file- sharing. Tujuan dari penelitian Haris adalah melakukan pengujian
dan menganalisis hasilnya untuk mendapatkan perbandingan seberapa baik kinerja
server yang dijalankan melalui virtualization, dibandingkan dengan server yang
dijalankan langsung di atas hardware tanpa melalui virtualization. Eksperimen
dalam penelitian ini membuktikan bahwa penggunaan virtual server dengan
beban kerja ringan memberikan kinerja dengan perbedaan hampir sama jika
dibandingkan dengan layanan pada server nonvirtual. Hal ini menunjukkan bahwa
penggunaan virtualisasi di dalam suatu organisasi dapat diterima oleh pengguna
layanan tertentu.
Penelitian lain yang juga menguji virtualisasi hypervisor adalah penelitian
oleh Barham (2006) dari University of Cambridge Computer Laboratory.
commit to user
penelitian Barham adalah membandingkan kinerja beberapa sistem virtualisasi
yang ada. Sementara penelitian ini bertujuan lebih kepada perbandingan antara
sebuah sistem virtualization dengan sistem native. Selain itu penelitian Barham
menggunakan virtualisasi Xen sedangkan pada penelitian ini menggunakan
virtualisasi VMware ESXi. Hasil penelitian Barham menunjukkan bahwa Xen
mengungguli kinerja VMware Workstation. Selain itu, karena batasan lisensi yang
diberikan VMware, Barham juga menyimpulkan tanpa dapat menunjukkan fakta
(karena batasan yang diberikan VMware) bahwa Xen mengungguli VMware ESX
Server, produk unggulan dari VMware.
Penelitian Barham tersebut di atas memicu VMware untuk mengadakan
penelitian sendiri yang juga membandingkan kinerja produk VMware dengan
Xen. VMware menunjukkan bahwa produk mereka VMware ESX Server
mengungguli kinerja Xen. Beberapa parameter dalam penelitian VMware yang
berbeda dengan penelitian Barham adalah penggunaan hardware virtualization
yang teknologinya disediakan oleh pembuat prosesor, Intel-VT dari Intel dan
AMD-V dari AMD. Hardware pada penelitian VMware adalah sebuah IBM
X3500Server dengan dua prosesor dual-core VT-enabled, RAM 5GB, satu NIC
dualport 1Gigabit Ethernet, dan dua hard disk 146GB. VMware ESX Server
menggunakan versi 3.0.1 GA dan Xen menggunakan versi 3.0.3. Berdasarkan
rujukan pada penelitian yang dilakukan VMware diatas, maka penelitian ini
memutuskan menggunakan VMware ESXi 3.5.
Adapun penelitian lain tentang virtualisasi hypervisor yang dilakukan oleh
Nurhaida pada tahun 2009. Tesis Nurhaida tersebut ditujukan untuk mengetahui
skalabilitas virtual server melalui pengukuran parameter overhead, linearitas,
isolasi kinerja dan efisiensi penggunaan sumber daya perangkat keras. Skenario
yang digunakan adalah menggabungkan tiga server dengan peran masing-masing
database server, email server, dan active directory server ke dalam satu mesin
fisik. Selanjutnya server dihubungkan ke jaringan yang memiliki empat
workstation. Pengukuran utilisasi sumber daya perangkat keras dilakukan dengan
cara monitoring sistem terhadap penggunaan memory, prosesor dan trafik
commit to user
Penelitian tentang uji kinerja virtualisasi juga pernah dilakukan Rasian pada
tahun 2009. Dalam penelitian yang dilakukan oleh rasian, eksperimen dilakukan
untuk mengkaji perbedaan kinerja yang mempengaruhi utilisasi CPU yang
dihasilkan oleh beberapa pendekatan, yaitu full virtualization dan operating
system-level virtualization. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa operating
system-level virtualization lebih efisien dalam hal penggunaan sumber daya
komputer dibanding pendekatan lainnya namun memiliki overhead yang lebih
tinggi daripada pendekatan full virtualization. Meskipun penelitian Rasian
menunjukkan keunggulan operating system-level virtualization, namun penelitian
tersebut mendasari alasan pemilihan perangkat lunak virtualisasi VMware ESXi
3.5, karena dalam penelitian Rasian ditunjukkan keunggulan virtualisasi full
virtualization atau arsitektur hypervisor. Bila menggunakan arsitektur hypervisor,
maka overhead yang ditimbulkan lebih sedikit dan mesin virtual bisa berjalan
secaradedicated dalam satu mesin fisik.
2.3 Rencana Penelitian
Penelitian yang telah dibahas pada tinjauan pustaka di atas adalah contoh dari
implementasi virtualisasi server. Sedangkan penelitian yang dilaksanakan penulis
adalah contoh lain dari implementasi virtualisasi server, yaitu untuk
mengoptimalkan utilisasi perangkat keras mesin server berupa prosesor dan
memori kemudian membandingkan utilisasi prosesor dan memori server virtual
dengan server native (nonvirtual). Sejauh studi literatur yang telah dilakukan,
belum ada penelitian yang melaporkan mengenai desain dan implementasi
virtualisasi server di unit ICT sebuah instansi pendidikan yang menggunakan
sistem operasi virtualisasi hypervisor.
Penelitian ini dilaksanakan dengan mengambil studi kasus di unit ICT Center
FKIP Universitas Sebelas Maret. Tahap – tahap penelitian dimulai dari
pengumpulan data topologi jaringan, data utilisasi prosesor dan memori dan
spesifikasi serta fungsi masing – masing server. Tahap berikutnya adalah
implementasi, pada tahap ini perangkat lunak yang digunakan untuk membangun
commit to user
penelitian Rasian dipaparkan bahwa virtualisasi hypervisor lebih baik dari
virtualisasi level system operasi sedangkan penelitian dari VMware menunjukkan
bahwa ESXi lebih baik dari perangkat lunak virtualisasi Xen. Kedua penelitian
tersebut menjadi acuan penggunaan perangkat lunak VMware ESXi 3.5
Server – server dengan utilisasi rendah (layanan non-critical) tersebut akan
dikonsolidasikan secara virtual kedalam sebuah server fisik dan server – server
tersebut akan berjalan secara dedicated. Pada tahap pengujian terhadap prototype
server virtual digunakan software apache benchmark. Software ini berfungsi
untuk menciptakan koneksi dan request secara virtual terhadap layanan HTTP
pada suatu sistem. Pada penelitian Haris disebutkan bahwa utilisasi prosesor dan
memori server akan meningkat apabila melayani koneksi dan request melalui
layanan HTTP-nya. Pada tahap akhir penelitian akan dilakukan perbandingan
utilisasi prosesor dan memori antara virtual server dengan server nonvirtual yang
commit to user
BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN
3.1 Analisis Kebutuhan Penelitian
3.1.1 Kerangka Berpikir
ICT Center FKIP UNS berdiri pada tahun 2005 di bawah Fakultas FKIP
UNS. Unit ini bertanggung jawab terhadap pemanfaatan teknologi informasi.
Pada tahun 2006 mulai menggunakan beberapa server terdistribusi untuk
operasionalnya seperti pengembangan website fakultas dan pengembangan
e-learning. Pada tahun 2010 unit ini memasang beberapa unit rack server IBM
E5502 yang memiliki spesifikasi hardware tinggi untuk kelas server yang
melayani kebutuhan standar instansi pendidikan.
Apabila dalam pemakaian server terdistribusi tidak memperhitungkan
sumber daya hardware akan menimbulkan beberapa permasalahan antara lain
utilisasi hardware yang tidak optimal. Selain utilisasi hardware yang tidak
optimal, juga akan terjadi pemborosan konsumsi daya, efisiensi ruang server dan
biaya akibat pengadaan hardware. Namun penelitian ini difokuskan kepada
pengaruh virtualisasi server terhadap optimalisasi utilisasi serta solusi virtualisasi
server menggunakan sistem operasi virtualisasi yang running diatas hardware
(arsitektur hypervisor). Alasan digunakannya arsitektur virtualisasi hypervisor
karena memiliki overheat perangkat keras yang rendah daripada arsitektur
virtualisasi yang membutuhkan sistem operasi tertentu.
Seiring perkembangan infrastruktur jaringan di ICT Center, terdapat
beberapaserver yang memiliki utilitas penggunaan sumber daya hardware rendah
yaitu sekitar 1 sampai 10 persen dari kapasitas CPU (Anonim a, 2007). Server –
server tersebut hanya menggunakan sedikit dari total sumber daya perangkat keras
yang dimiliki karena hanya diakses oleh Network Operator Center (NOC) untuk
kepentingan pengelolaan IT di ICT Centerbukan untuk user umum (dalam hal ini
dosen, mahasiswa dan karyawan FKIP). Selain itu, utilitas rendah server – server
tersebut juga disebabkan oleh penggunaan perangkat lunak yang terinstall di
commit to user
menggunakan sebuah aplikasi bernama EHCP yang berfungsi sebagai control
panel terhadap web – web di FKIP. Karena berisi 1 sofware, otomatis utilisasi
CPU dan memori dari server tersebut rendah. NOC tidak menggabungkan server
user tersebut ke dalam server lainnya karena software EHCP hanya berjalan di
sistem operasi Ubuntu sedangkan server – server lain menggunakan sistem
operasi Debian.
Hal yang sama juga terjadi pada server monitoring, server ini berfungsi
memonitor trafik jaringan, bandwidth jaringan, load average, cpu usage dan
memory usage perangkat keras lainnya dalam satu jaringan lokal. Karena hanya
berfungsi sebagai monitoring terhadap perangkat lain, server ini hanya
menggunakan sedikit perangkat lunak pendukung dan otomatis utilisasi perangkat
kerasnya menjadi rendah.
Berdasarkan observasi dibuatlah solusi virtualisasi server dengan
mengelompokkan server – server yang memiliki utilisasi sumber daya perangkat
keras rendah (Nurhaida, 2009) dan divirtualisasikan ke dalam sebuah server fisik
yang mempunyai sumber daya perangkat keras yang dianggap cukup untuk
menangani sejumlah n virtual server yang jalan secara bersamaan.
commit to user
3.1.2 Kebutuhan Berdasarkan Penelitian LapanganTahap – tahap penelitian lapangan yang dilakukan akan dijelaskan dalam
tabel prosedur penelitian lapangan di bawah ini :
Tabel 3.1. Prosedur Penelitian Lapangan
No. Kegiatan Alat yang Digunakan Hasil 1. Pengumpulan
commit to user
3.1.3 Pengumpulan dan Analisis Data LapanganGambar 3.2. Pengumpulan dan Analisis Data Lapangan
Data lapangan dalam penelitian ini dibatasi menjadi 3 data yaitu topologi
server, spesifikasi server dan data grafik utilisasi prosesor dan memori server.
Melalui data topologi server akan terlihat jumlah server yang digunakan oleh ICT,
hal itu bisa dijadikan bahan pertimbangan jumlah server yang akan divirtualisasi
setelah melihat grafik nilai utilisasi dari prosesor dan memori masing - masing
server.
Pengambilan data dalam penelitian ini tidak dikelompokkan menjadi
beberapa kali pengambilan data (pengambilan data siang, malam, jam kerja,
libur), namun data diambil sekali setelah server – server tersebut dimonitoring
dalam waktu monitoring penuh selama 24 jam dalam rentang waktu monitoring 1
minggu menggunakan perangkat lunak monitoring jaringan yaitu cacti network
commit to user
BAB IVHASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Sajian Data
Data penggunaan prosesor dan memori server nonvirtual dan virtual server
diperoleh dari pengambilan data menggunakan cacti berdasarkan monitoring
mingguan. Dalam hal ini pengambilan data tersebut dilakukan dalam waktu satu
minggu. Secara ringkas dapat dilihat pada tabel 4.1 dan 4.2.
4.1.1 Data Utilisasi Prosesor dan Memori Server Nonvirtual
Data tentang penggunaan CPU dan memori server nonvirtual disajikan dalam tabel 4.1 berikut ini.
Tabel 4.1 Penggunaan CPU dan Memori Server Nonvirtual
Adapun data tentang penggunaan memori server nonvirtual yang dikonversi dari satuan Megabyte ke dalam satuan persen dapat dilihat dalam tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 4.2 Data Sisa Penggunaan Memori Server Nonvirtual
1.1.2 Data Utilisasi Prosesor dan Memori Virtual Server
Data tentang penggunaan CPU dan memori virtual server disajikan dalam
tabel 4.3 berikut ini.
Tabel 4.3 Penggunaan CPU dan Memori Virtual Server
Lebih lanjut, data tentang sisa penggunaan memori server dalam satuan persen
commit to user
Tabel 4.4 Data Sisa Penggunaan Memori Virtual Server
4.2 Pembobotan Data Utilisasi Prosesor dan Memori
4.3 Sajian Data 2 dan Perbandingan Data
Sajian data kedua berikut ini adalah hasil perbandingan yang sama dengan
sajian data pada sub bab 4.1, namun pada data dibawah ini server – server virtual
telah mendapat pembobotan nilai penggunaan prosesor dan sisa penggunaan
memori agar bisa dibandingkan dengan data dari server nonvirtual. Berikut ini
adalah data perbandingan tersebut ditunjukkan dalam tabel 4.5 dan tabel 4.6 :
Tabel 4.5 Perbandingan CPU Usage Server Nonvirtual dan Virtual server
Adapun data tentang perbandingan sisa penggunaan memori server nonvirtual dan
server virtualisasi dalam tabel 4.6 berikut ini.
Tabel 4.6 Perbandingan Free Memory Server Nonvirtual dan Virtual server
Lebih lanjut akan dipaparkan data tentang penggunaan proseseor rata dan prosesor
maksimal dalam bentuk grafik perbandingan penggunaan prosesor dan memori
server nonvirtual dan virtual server
a. Grafik Perbandingan Rata – Rata Penggunaan Prosesor
Autentikasi Monitoring Unsla User
Non Virtual 1.1 1.11 2.26 1.46
Virtual 4.94 3.68 4.28 5.35
0 1 2 3 4 5 6
