Sistem Terdistribusi TIK-604

(1)

Sistem Terdistribusi

TIK-604

Pengantar Perkuliahan

Pertemuan 01, 01 Maret 2017

Husni

[email protected]

Husni.trunojoyo.ac.id/kuliah/sister

(2)

About Me

Husni

Lab. Sister

Email: [email protected]

Web Site: Husni.trunojoyo.ac.id

Bidang Kajian:

High Performance Computing

[Big] Data Science and Mining

(3)

Mengapa Sistem Terdistribusi dikaji?

Application Domain

Associated Networked Application

Finance and commerce eCommerce e.g. Amazon and eBay, PayPal, online banking and trading

The information society Web information and search engines, ebooks, Wikipedia; social networking: Facebook and MySpace.

Creative industries and entertainment online gaming, music and film in the home, user-generated content, e.g. YouTube, Flickr

Healthcare health informatics, online patient records, monitoring patients

Education e-learning, virtual learning environments; distance learning

Transport and logistics GPS in route finding systems, map services: Google Maps, Google Earth

Science The Grid as an enabling technology for collaboration between scientists

Environmental management sensor technology to monitor earthquakes, floods or tsunamis

Application Domain

Associated Networked Application

Application Domain

Associated Networked Application

Application Domain

Associated Networked Application

Application Domain

Associated Networked Application

Application Domain

Associated Networked Application

Application Domain

Associated Networked Application

Domain Aplikasi

Aplikasi Jaringan Berkaitan

Finance and commerce eCommerce e.g. Amazon and eBay, PayPal, online banking and trading

The information society Web information and search engines, ebooks, Wikipedia; social networking: Facebook and MySpace.

Creative industries and entertainment online gaming, music and film in the home, user-generated content, e.g. YouTube, Flickr

Healthcare health informatics, online patient records, monitoring patients

Education e-learning, virtual learning environments; distance learning

Transport and logistics GPS in route finding systems, map services: Google Maps, Google Earth

Science The Grid as an enabling technology for collaboration between scientists

(4)

Definisi Sistem Terdistribusi

Sistem Terdistribusi adalah

Gabungan

komputer-komputer independen yang

tampak bagi penggunanya

sebagai sistem tunggal yang

koheren (Tanenbaum)

Sistem di mana komponen

yang terletak di jaringan

komputer berkomunikasi dan

mengkoordinasikan tindakan

mereka hanya dengan

melewatkan pesan (Coulouris)

(5)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

• Data besar terus tumbuh:

▪ Pada pertengahan 2010, semesta informasi memuat 1.2

zettabytes

▪ Prediksi 2020 diprediksi hampir 44 kali lebih besar

(6)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

• Komputer pribadi mempunyai sumber daya terbatas

dibandingkan skala masalah dan domain aplikasi saat ini:

1. Caches dan Memory:

L1 Cache

L2 Cache

L3 Cache

Main Memory

16KB- 64KB, 2-4 cycles

512KB- 8MB, 6-15 cycles

4MB- 64MB, 30-50 cycles

1GB- 48GB, 300+ cycles

(7)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

• Komputer

individu

memiliki

sumber

daya

terbatas

dibandingkan dengan skala masalah & domain aplikasi

sekarang :

2. Hard Disk Drive:

▪ Kapasitas terbatas

▪ Jumlah jalur terbatas

(8)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

P

L1 L2

P

L1 L2 Cache

P

L1

P

L1

P

L1 Interconnect

• Komputer

individu

memiliki

sumber

daya

terbatas

dibandingkan dengan skala masalah & domain aplikasi

sekarang:

3. Processor:

▪ Jumlah transistor yang dapat diintegrasikan pada satu

kotak chip tumbuh mengikuti hukum Moore.

▪ Chip Multiprocessors (CMPs) telah tersedia.

Chip processor tunggal

(9)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

3. Processor (lanjutan):

▪ Sampai beberapa tahun yang lalu, kecepatan CPU tumbuh pada

tingkat 55% per tahun, sedangkan kecepatan memori tumbuh

pada tingkat hanya 7% [H & P]

Memory

P

M

P

L1 L2

P

L1 L2 Cache

P

L1

P

L1

P

L1 Interconnect

(10)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

3. Processor (lanjutan):

▪ Kalaupun suatu CMP berisi 100 atau 1000 core. Tantangan:

Bagaimana menghantarkan data input ke core dengan

cepat untuk segera diproses.

Data Set 4 TB

4 Jalur IO 100MB/s

10000 detik

(3 jam)

untuk

memuat

data

Memory

P

L1 L2 Cache

P

L1

P

L1

P

L1 Interconnect

(11)

Mengapa Sistem Terdistribusi?

Hanya 3

menit

untuk

memuat

data

Data Set (data)

4 TB

Dibagi-bagi

Memory

P

L1 L2

Memory

P

L1 L2

100 mesin

(12)

Persyaratan

▪ Tapi ini memerlukan hadirnya :

▪ Cara untuk mengekspresikan masalah sebagai proses

paralel dan mengeksekusi mereka pada mesin yang

berbeda (Programming Models and Concurrency)

▪ Cara bagi proses pada mesin yang berbeda untuk bertukar

informasi (Communication)

▪ Cara bagi proses untuk bekerja sama, melakukan

sinkronisasi satu sama lain dan menyepakati nilai-nilai

bersama (Synchronization)

▪ Cara untuk meningkatkan keandalan (reliability) dan

kinerja (Consistency and Replication)

(13)

Persyaratan

▪ Tapi ini mengharuskan adanya (lanjutan):

▪ Cara untuk pulih dari kegagalan parsial (Fault Tolerance)

▪ Cara untuk mengamankan komunikasi dan memastikan

bahwa suatu proses hanya mendapat akses sesuai haknya

(Security)

▪ Cara untuk memperluas antarmuka sehingga dapat meniru

perilaku sistem lain, mengurangi keragaman platform, dan

menyediakan portabilitas dan fleksibilitas tingkat tinggi

(Virtualization)

(14)

Kuliah

Tentang

Sistem

Terdistribusi & Paralel

.0.

Introduction

.1.

Processes and Communications

.2.

Naming

.3.

Synchronization

.4.

Consistency and Replication

.5.

Fault Tolerance

.6.

Programming Models

.7.

Distributed File Systems

.8.

Security

.9.

Virtualization

• Pertimbangan: perspektif cukup

kritis dan komprehensif.

• Bijaksana: Perspektif lancar,

fleksibel dan efisien.

• Ahli: perspektif kuat dan

memberikan gambaran jelas.

(15)

Capaian Pembelajaran

Learning Outcome

Pengantar

• LO0:

Menguraikan karakteristik sistem terdistribusi dan

tantangan yang harus diatasi dalam desainnya

Proses dan

Komunikasi

• LO1:

Menjelaskan dan membedakan mekanisme

komunikasi antar-proses dan antar-sistem

Penamaan

• LO2

Mengidentifikasi mengapa entitas dan sumber daya di sistem

terdistribusi harus dinamai, dan memeriksa konvensi penamaan

dan mekanisme penamaan resolusi

Sinkronisasi

• LO3:

Mendeskripsikan dan menganalisis bagaimana banyak mesin

dan layanan harus bekerja sama dan melakukan sinkronisasi untuk

memecahkan masalah dengan benar.

(16)

Capaian Pembelajaran

Konsistensi dan

Replikasi

• LO4

Identifikasi bagaimana replikasi dari sumber daya

meningkatkan kinerja dalam sistem terdistribusi, dan menjelaskan

algoritma untuk menjaga konsistensi salinan dari replika

Toleransi Gagal

• LO5:

Jelaskan bagaimana sistem terdistribusi dapat dibuat

fault tolerant

Model

Pemrograman

• LO6:

Menjelaskan dan menerapkan model pemrograman

shared-memory, message passing, MapReduce, Pregel dan GraphLab dan

menggambarkan perbedaan penting antara mereka

Sistem File

Terdistribusi

• LO7:

Menjelaskan sistem file terdistribusi sebagai paradigma untuk sistem

terdistribusi bertujuan-umum, menganalisis berbagai aspek dan

arsitekturnya, dan membedakannya dengan file sistem paralel

(17)

Capaian Pembelajaran

Keamanan

• LO8:

Menjelaskan berbagai konsep dan

mekanisme yang umumnya tergabung dalam

sistem terdistribusi untuk mendukung keamanan

Virtualisasi

• LO9:

Menjelaskan sumber daya virtualisasi,

bagaimana itu berlaku pada sistem terdistribusi,

dan bagaimana hal itu memungkinkan

manajemen dan penjadwalan sumber daya

terdistribusi.

(18)

Tujuan Kuliah

Memberikan pemahaman dan

keterampilan yang memadai

Prinsip yang

mendasari

sistem

terdistribusi

Prinsip untuk

mengoptimal-kan sistem

terdistribusi

Model

pemrograman

& analisa

sistem

terdistribusi

Bagaimana system

terdistribusi

memenuhi

kebutuhan aplikasi

terdistribusi

kontemporer

(19)

Tim Ajar

Dosen:

Husni

Asistent:

Belum

ada

Tim Ajar

SisTer

Jam Kantor

Husni

• Selasa, Rabu dan Kamis, sebelum Zhuhur

• Silakan masuk saat pintu ruangan terbuka

• Boleh dengan perjanjian sebelumnya

Jam Kantor

Asisten

(20)

Metode Pengajaran

Kuliah (12)

• Memotivasi belajar

• Menyediakan kerangka kerja (framework) atau peta jalan (road

map) untuk mengorganisasi informasi dari kuliah ini

• Menjelaskan pelajaran dan memperkuat ide-ide besar kritis

Praktik Mandiri (4)

• Mempersilakan mahasiswa mengungkapkan apa yang belum

dipahami sehingga dapat dibantu oleh tim pengajaran

• Memungkinkan mahasiswa melatih keterampilan yang dibutuhkan

untuk menjadi ahli

(21)

Tugas & Proyek

Tugas & Kuis

• 6 kali tugas atau kuis untuk menyelesaikan suatu masalah

(praktik) atau pemahaman terhadap suatu konsep (teori)

Proyek

• 1 proyek besar yang dibagi menjadi 4 laporan kemajuan:

• Laporan tertulis, dikirim ke email [email protected].

Ingat deadline!

(22)

Tugas 1

Bacalah buku atau tutorial jaringan komputer:

Subnetting

Cara kerja

Switch

Cara kerja

Router

Proses yang terjadi pada 7 layer model

referensi OSI

saat terjadi

pengiriman data

dari komputer A ke

komputer B.

Waktu: 7 hari

(23)

Proyek 1: Aplikasi Database Desktop

Buat kelompok beranggotakan 3 s.d 4

mahasiswa berjenis-kelamin sama

Buat aplikasi pengolahan basis data sederhana

(CRUD):

GUI berbasis Java (

JavaFX

)

Database

SQLite

Ada 2 kategori user:

Admin

dan

User

biasa (lebih dari

1 username)

Waktu 14 hari (21 Maret 2017 12.59.59)

Hasil: Program siap demo, laporan, slide

presentasi.

(24)

Proyek 1: CRUD Lokal, JavaFX

Java 8

SQLite

Port

User

Admin

JavaFX

Aplikasi

CRUD

JD

B

C

SQ

Li

te

1

(25)

Proyek 2: Sinkronisasi Database

Java 8 SQLite Port JavaFX Apli kasi JDB C SQ Lit e Java 8 SQLite Port JavaFX Apli kasi JDB C S Q Lit e MySQL Server Port

Sinkronisasi

Database

2

(26)

Proyek 3: Sinkronisasi via Socket

Java 8 SQLite Port JavaFX JDB C S Q Lit e SQLite Port

Sinkronisasi

Data via

Socket

3

Socket Server JDB C M yS Q L Port MySQL Server Port Aplikasi Port Socket Java 8 JavaFX JDB C S Q Lit e Java 8 Aplikasi Port Socket

(27)

Proyek 4: Sinkronisasi Service

Java 8

SQLite

Port

JavaFX

JDB

C

SQ

Lit

e

SQLite

Port

Sinkronisasi

Data via Web Service

4 Web Service

(Provider)

JDB

C

M

yS

Q

L

Port

MySQL Server

Port

Aplikasi

(Pelanggan

WS)

Java 8

JavaFX

JDB

C

SQ

Lit

e

Aplikasi

(Pelanggan

WS)

Java 8

(28)

Penilaian Proyek

Untuk semua proyek kecuali proyek terakhir,

berlaku aturan berikut:



Jika terlambat dikumpulkan (via email) sehari,

maka nilai dikurangi 25% (pinalti)



Jika terlambat 2 hari maka dikurangi 50%



Proyek tidak dinilai (alias nol) jika terlambat lebih

dua hari

(29)

Metode Penilaian



Bagaimana kinerja belajar diukur?

Jenis

#

Bobot

Proyek

(Kelompok)

4 50%

Ujian (UTS & UAS)

2 30% (15% UTS &

15% UAS)

Tugas & Kuis

(Personal)

6 30%

(30)

Peserta dan Prasyarat



Peserta:



Mahasiswa senior



Mnimal semester 6.



Prasyarat:



TIK-444: Jaringan Komputer



Mahasiswa harus memiliki pengetahuan dasar tentang

sistem komputer dan jaringan komputer



Pengetahuan dan kemampuan pemrograman berorientasi

(31)

Pert.

Topik

Penugasan

1. Pengantar perkuliahan

Mulai Proyek 1

2. Tren dan Tantangan

Tugas 1: Kuis

(prinsip Jaringan)

3. Proyek 1

Model Arsitektural

Deadline Proyek 1

Mulai Proyek 2 (Sinkronisasi)

4. Jaringan

Mulai Tugas 2

(Multithread & Socket

programming)

5. Komunikasi

Tugas 3: Kuis

(trend & arsitektur)

6. Proyek 2

Penamaan

Deadline Proyek 2

Mulai Proyek 3 (Socket)

7. Web Services &

Microservices

Deadline Tugas 2

(32)

9. Proyek 3

Deadline Proyek 3

Mulai Proyek 4

10. Sinkronisasi

Tugas 4: Kuis

Mulai Tugas 5

11. Konsistensi & Replikasi

12 Model Pemrograman

Deadline Tugas 5

Mulai Tugas 6

13. Toleransi Kegagalan

14. Hosting Virtual Modern

Deadline Tugas 6

15. Proyek 4

Deadline Proyek 4

16. Proyek 4

(33)

TextBook: Fokus pada Konsep

Buku teks untuk kuliah ini adalah

1. Andrew S. Tannenbaum and Maarten Van Steen, Distributed Systems: Principles

and Paradigms, 3

nd

_{E, Free, 2017.}

2. George Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg, and Gordon Blair, Distributed