UNIVERSITAS
GUNADARMA
FAKULTAS ILMU
KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI
TUGAS
PENGANTAR TELEMATIKA
Depok
2014
ABSTRAKSI
Latifah. 13110973
Novika Ari Pahlawati. 15110080
Restu Anjani. 15110772
JURNAL PERANCANGAN,
IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVER MENGGUNAKAN PROXMOX,
VMWARE ESX, DAN OPENSTACK
Tugas Pengantar Telematika. Jurusan Sistem Informasi,
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma, 2013
Kata Kunci : Virtualisasi, High
Availibility Server, Overhead, Linearitas
(iii + 14 halaman)
Banyak
tipe processor yang mempunyai inti lebih dari satu, terutama pada server.
Dengan melihat potensi prosessor yang mempunyai inti lebih dari satu
tersebut, kita dapat memanfaatkannya untuk menjalankan aplikasi-aplikasi dan services
secara bersamaan menggunakan teknik virtualisasi pada komputer server.
Konsep cluster high availability yang
terdapat pada virtualisasi server dapat mengurangi biaya dan
menyederhanakan pengelolaan pelayanan teknologi informasi. Berdasarkan hal
tersebut, dalam penelitian ini dilakukan pengukuran terhadap beberapa virtualisasi
server menggunakan metode overhead, dan linearitas untuk mengetahui
kinerja virtualisasi server. Metode yang digunakan adalah
dengan cara perancangan, dan implementasi Proxmox, vmware esx dan openstack
pada server multicore, dan dilakukan
analisa kinerja dari virtualisasi server tersebut. Hasil utama dari
penelitian ini adalah perancangan, dan implementasi virtualisasi server menggunakan
Proxmox, vmware, dan openstack serta
deskripsi analisa, hasil kinerja masing-masing model virtualisasi server tersebut.
Daftar Pustaka (2012-2013)
ii
DAFTAR
ISI
Halaman
Halaman
Judul.............................................................................................................................i
Abstraksi....................................................................................................................................ii
Daftar
Isi...................................................................................................................................iii
PENDAHULUAN......................................................................................................................1
TINJAUAN PUSTAKA.............................................................................................................2
PERUMUSAN
MASALAH......................................................................................................3
TUJUAN
PENELITIAN............................................................................................................3
METODE
PENELITIAN...........................................................................................................3
LANDASAN
TEORI.................................................................................................................5
IMPLEMENTASI
SISTEM.......................................................................................................7
PEMBAHASAN......................................................................................................................10
KESIMPULAN........................................................................................................................11
SARAN....................................................................................................................................13
DAFTAR
PUSTAKA..............................................................................................................13
iii
PENDAHULUAN
Penggunaan server dengan processor berinti
banyak semakin banyak dijumpai, masing-masing vendor produsen processor mempunyai
berbagai macam tipe processor dengan inti lebih dari satu. Processor dengan inti
lebih dari satu mempunyai kemampuan yang cukup untuk melakukan berbagai macam
proses secara bersamaan, akan tetapi belum semua aplikasi pada saat ini yang dapat
memanfaatkan secara optimal prosesor berinti banyak (multiprosessor) tersebut.
Berdasarkan pengamatan dari Tony Iams, analis senior di D.H. Brown Associates Inc,
NY, server di sebagian besar organisasi hanya menggunakan 15-20% dari kapasitas
sesungguhnya, tentu saja angka tersebut merupakan rasio yang jauh dari ideal.
Dengan melihat potensi prosessor yang mempunyai inti lebih dari
satu tersebut, dapat kita manfaatkan untuk menjalankan aplikasi-aplikasi dan
services secara bersamaan menggunakan teknik virtualisasi pada komputer server.
Tanggapan vendor produsen processor terhadap semakin dibutuhkannya teknologi
virtualisasi juga dibuktikan dengan menambahkan dukungan terhadap proses
virtualisasi di dalam processor yang mereka produksi sehingga teknologi virtualisasi
yang akan digunakan pada processor berinti banyak tersebut dapat memiliki kinerja
yang optimal ketika menjalankan sistem operasi dan program
aplikasi secara virtual.
Teknologi virtualisasi server yang diterapkan
pada server dengan processor berinti lebih dari satu, dapat kita manfaatkan untuk
menjalankan aplikasi-aplikasi dan Jurnal Teknologi, services secara
virtualisasi. Konsep virtualisasi server merupakan paragidma baru dalam perkembangan
teknologi. Hal ini dikarenakan virtualisasi server memungkinkan penggunaan satu
perangkat keras untuk menjalankan beberapa sistem operasi dan services pada
saat yang sama, sehingga client dapat menggunakan sumber daya tersebut sesuai dengan
kebutuhannya berbasis internet.
Virtualisasi server adalah penggunaan perangkat
lunak yang memungkinkan satu perangkat keras untuk menjalankan beberapa sistem
operasi dan services pada saat yang sama, sedangkan virtual server adalah penggunaan
perangkat lunak yang memungkinkan banyak perangkat keras untuk menjalankan satu
sistem secara terpadu. Teknologi virtualisasi server ini bertujuan untuk
menghindari pemborosan daya proses yang mahal atau dengan kata
lain meningkatkan efisiensi serta mengoptimalkan penggunaan
processor berinti lebih dari satu. Penghematan lain adalah biaya listrik karena
hanya menggunakan satu atau sedikit server saja.
1
Pada saat ini banyak sekali metode perancangan
virtualisasi server dengan tipe cluster high availibility, antara lain menggunakan
proxmox, vmware esx dan openstack yang merupakan tipe virtualisasi server yang free
dan mudah dalam instalasi. Diantara beberapa tipe virtualisasi server tersebut
terdapat perbedaan dalam hal kinerja. Hal ini dikarenakan beberapa tipe virtualisasi
server tersebut dibuat oleh beberapa vendor yang berbeda.
TINJAUAN PUSTAKA
Beberapa penelitian yang berkaitan dengan
Cloud Computing antara lain Zulhaidi dan Dipojono (2002), Penelitian ini
membahas menjelaskan desain dan implementasi perangkat keras yang diperlukan
untuk cluster pada Cloud Computing.
Penelitian lain yang berhubungan dengan virtualisasi
juga dilakukan oleh Fauzi (2008). Dalam tesisnya Fauzi mencari tahu sejauh
mana atau seberapa baik skalabilitas saat menggunakan virtualisasi jika dibandingkan
dengan implementasi native dengan menggunakan satu pendekatan virtualisasi.
Penelitian lain yang berkaitan dengan virtualisasi server yang lain
Chen, dkk (2006). Penelitian ini bertujuan untuk menyediakan infrastruktur TI
yang reliable, dalam arti bisa melakukan update dan patch tanpa
mematikan atau me-restart mesin server produksi yang sedang
berjalan. Penelitian lain yang berhubungan dengan virtualisasi juga dilakukan
oleh Benjamin, dkk (2007). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui skalabilitas empat tipe virtualisasi server, metode yang digunakan dalam pengukurannya adalah menggunakan metode overhead, linearitas dan
usability.
Peneliti yang lain adalah Garnieri (2010),
Penelitian ini menargetkan penggunaan virtualisasi server pada perusahaan
besar, yang memfokuskan pada minimalisasi downtime pada saat maintance
perangkat keras server dengan menggunakan aplikasi VMware
Infrastructure 3. Selain itu peneliti Ardianto
(2011), menjelaskan bagaimana merancang virtualisasi appliances dengan memanfaatkan metode virtualisasi.
2
Penelitian oleh Ardianto, Novan (2011), dalam penelitian tersebut
berusaha dipadukan antara mesin virtualisasi
dengan perangkat lunak yang sebenarnya maka akan terbentuklah virtualisasi appliances, dalam penelitian
tersebut dirancang suatu virtualisasi appliance menggunakan
metode virtualisasi Proxmox dan virtualisasi box untuk kemudian dianalisa
kestabilannya.
Kemudian mengimplementasikan virtualisasi
appliances tersebut sehingga dapat dioperasikan dengan mudah di lingkungan server yang berbeda
bahkan di OS yang berbeda. Faisal (2012), penelitian
ini menekankan tentang faktor skalabilitas private cloud computing untuk
layanan IAAS dan analisa kinerja dari Cloud
Computing.
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang diatas, maka
didapat perumusan masalah yang akan diteliti yaitu bagaimana merancang, dan mengimplemestasikan virtualisasi server menggunakan tipe yang
berbeda-beda yaitu proxmox, vmware esx dan openstack,
serta menganalisa kinerja masing-masing virtualisasi server tersebut melalui pengukuran metrik skalabilitas yaitu menggunakan metode overhead dan linearitas.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian
ini adalah :
1. Merancang dan
mengimplementasikan virtualisasi server menggunakan proxmox VE
1.8, vmware esx dan openstack
2. Menganalisa virtualisasi
server yang berguna untuk mengetahui kinerja dari masing-masing tipe
virtualisasi server tersebut melalui pengukuran metrik
skalabilitas yaitu menggunakan metode overhead dan linearitas.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan sebuah
penelitian observasi dengan mengimplementasikan sistem virtualisasi server
dengan Proxmox, vmware esx, dan openstack yang merupakan tipe cluster High Availability (HA).
3
Penelitian observasi ini menggunakan
metode analisis deskriptif, yang dilakukan dengan proses pengamatan langsung
dan mempelajari observasi atas hasil yang terjadi dari analisis sistem ini. Pendekatan
penelitian analisis deskriptif ini adalah untuk menggali informasi dari implementasi
sistem virtualisasi server menggunakan Proxmox,
vmware esx, dan openstack.
Dalam analisa virtualisasi server,
peneliti berusaha membandingkan dengan server tradisional atau aplikasi server
yang tidak menggunakan virtualisasi, selain itu juga dibandingkan
dengan dua virtual machine yang berisi aplikasi web server dan ftp
server pada server virtualisasi sehingga diperoleh data pembanding
dalam melakukan analisa kinerja dan pengaruh implementasi aplikasi yang berbeda
pada virtualisasi server.
Gambar 1. Arsitektur dengan virtualisasi server
Skenario pengujian virtualisasi server sebagai berikut :
1. Membuat 2 virtual machine, dilakukan update dan upgrade
secara bersamaan.
2. Membuat 2 virtual machine, setiap virtual machine berfungsi
sebagai server yang berbeda. Virtual machine 1 difungsikan
sebagai web server sedangkan virtual machine 2 difungsikan
sebagai ftp server kemudian dilakukan pengiriman file sebesar
706.803.376 B.
4
3. Membuat beberapa virtual machine, virtual machine 1
di install aplikasi web server dan virtual machine 2 di install
ftp server, sementara itu virtual machine yang lain tetap
dijalankan, akan tetapi tidak diberikan aplikasi.
4. Membuat beberapa virtual
machine, virtual
machine 1 di install web server, sedangkan virtual machine yang
lain di install aplikasi ftp server yang sama, dan dijalankan secara bersamaan kemudian setiap pertambahan virtual machine, dicoba upload
sebuah file dengan
ukuran 706.803.376 B ke semua ftp server yang telah di install
pada virtual machine secara bersamaan. Analisa virtualisasi server menggunakan pengukuran metrik
skalabilitas yaitu
menggunakan metode overhead dan linearitas.
a. Overhead
Untuk evaluasi overhead virtualisasi yang disebabkan
mekanisme virtualisasi dilakukan dengan membandingkan waktu eksekusi
sebuah aplikasi yang dijalankan pada sistem non virtualisasi (Ta) dengan
aplikasi yang sama dijalankan pada sebuah mesin virtualisasi
(Tav). Overhead mungkin saja bisa diabaikan untuk sebuah
mesin virtualisasi dan bisa menjadi signifikan ketika jumlah
mesin virtualisasi dijalankan secara bersamaan. Disamping itu
dibandingkan pula Ta dengan Tav ketika sejumlah n mesin virtualisasi
dijalankan secara bersamaan. Pada skenario ini hanya sebuah mesin
virtualisasi yang menjalankan aplikasi. Sedangkan n-1 mesin virtualisasi
yang lain bebas dari aplikasi.
b.
Linearitas
Untuk mengevaluasi perubahan skalabilitas pada saat jumlah mesin
virtualisasi yang dijalankan meningkat, terlebih dahulu diukur waktu
eksekusi sebuah aplikasi yang dijalankan pada mesin virtualisasi.
Selanjutnya diukur waktu eksekusi aplikasi yang sama dijalankan secara
bersamaan pada beberapa mesin virtualisasi.
LANDASAN TEORI
Pengertian Virtualisasi
Virtualisasi / Virtualisasiization adalah sebuah teknik atau cara untuk
membuat sesuatu dalam bentuk virtualisasi, tidak seperti kenyataan yang
ada. Virtualisasi juga digunakan untuk mengemulasikan perangkat fisik komputer,
dengan cara membuatnya seolah-olah perangkat tersebut tidak ada (disembunyikan)
atau bahkan menciptakan perangkat yang tidak ada menjadi ada.
5
Gambar 2. Konsep Virtualisasi
Jenis-Jenis Pendekatan Virtualisasi
1. Partial Virtualisasiization Virtualisasi parsial adalah
bentuk virtualisasi pada sebagian dari
perangkat keras. Perangkat lunak virtualisasi parsial akan mengemulasikan,
seolah olah perangkat komputer kita memiliki alat tersebut.
2. Full Virtualisasiization
Virtualisasi penuh berarti membuat seolah-olah
ada komputer lain di dalam komputer. Dengan menginstal Linux dalam Windows
Anda, demikian juga meng-install Windows dalam Linux.
3. Hardware-assisted Virtualisation
Merupakan virtualisation yang didukung oleh hardware,
jadi ada hardware khusus yang berguna untuk meningkatkan performance proses
virtualisasi. Hardware-assisted virtualisation mempunyai overhead
yang banyak, agar skalabilitas guest OS tidak terlalu turun, maka
dibantu dengan hardware.
Cluster
Cluster merupakan suatu set individual yang terhubung melalui perangkat
keras dan perangkat lunak khusus, menyajikan gambar sistem tunggal untuk para
penggunanya (Vrenios, 2002). Tiga tipe cluster yang dominan yaitu:
1. High Performance Computing (HPC). Secara umum, tipe cluster
HPC ditujukan pada bagaimana suatu proses komputasi dapat dipercepat,
dengan demikian task dapat diselesaikan
dengan lebih cepat. Contoh cluster jenis ini adalah MPI,
DSM, PVM.
2. High Availability (HA). Secara umum, tipe cluster ini
ditujukan agar program yang dijadikan di atasnya bisa terus berjalan, sekalipun
salah satu node hang atau down. Contohnya adalah fasilitas
cluster pada Proxmox.
6
3. Load-Balancing (LB). Secara umum, tipe cluster ini
beroperasi dengan mendistribusikan beban pekerjaan secara merata melalui
beberapa node yang bekerja di belakang (back-end node).
Umumnya cluster ini akan dikonfigurasikan sedemikian rupa dengan front-end
load-balancing redundant.
Overhead dan Linearitas
Overhead pada virtualisasi server adalah seberapa sering dan
lamanya waktu yang dibutuhkan oleh hypervisor untuk menyelesaikan suatu proses
dan menjalankan kembali virtual machine. Pada virtualisasi server, pengujian
overhead dijalankan dengan memperbanyak virtual machine tanpa aplikasi.
Linearitas pada virtualisasi server dapat diartikan sama dengan overhead, akan
tetapi dalam pengujian linearitas, virtual machine yang ditambahkan diberikan
aplikasi yang sama.
IMPLEMENTASI SISTEM
Memeriksa fitur Virtualisasi Pada Processor
Processor yang mendukung virtualisasi
dapat diperiksa melalui bios mainboard atau diperiksa secara online melalui
website pabrikan processor tersebut, dengan melihat apakah seri processor
yang digunakan termasuk dalam daftar yang mendukung virtualisasi.
Cara yang lain bisa dengan mengetikkan beberapa perintah di console linux :
egrep ‘(vmx|svm)’ /proc/cpuinfo
Apabila hasilnya ada kata vmx jika menggunakan processor
Intel-VT atau svm jika menggunakan processor AMD-V, berarti processor
yang digunakan telah mendukung dan dilengkapi teknologi virtualisasi secara
hardware.
Proxmox Virtual Environment
Pada skenario penelitian ini digunakan Proxmox VE versi 1.8
yang dapat diunduh pada website resmi Proxmox Virtual Environment di
alamat http://www.proxmox.com/products/proxmoxve. Beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait Proxmox:
1.
Proxmox disediakan hanya untuk mesin 64 bit, sehingga tidak bisa
digunakan untuk mesin 32 bit.
7
2. Pada saat instalasi, Proxmox diinstalasikan langsung
dari CD dan akan menghapus seluruh isi harddisk.
8
9
10
2. Pada perbandingan analisa hasil pengukuran overhead, nilai
overhead relatif stabil pada setiap tipe virtualisasi meskipun jika dilihat
hasil observasi secara terperinci, terdapat fluktuasi pada beberapa titik
ketika menjalankan virtual machine.
3. Grafik overhead pada setiap penambahan virtual machine
cenderung bersifat linier dengan sedikit peningkatan.
11
4. Grafik linearitas pada setiap pertambahan virtual machine,
nilai linearitas relatif naik pada setiap tipe virtualisasi akan tetapi
kenaikan secara signifikan hanya terjadi pada tipe virtualisasi vmware dan
openstack ketika mulai diaktifkan ftp server yang kedua dan dikirimkan file
sebesar 706.803.376 B pada masing-masing ftp server.
5. Pada tipe virtualisasi proxmox ve kenaikan waktu
transfer terjadi secara konstan. Jika dibandingkan dengan native
server, nilai linearitas pada semua tipe virtualisasi lebih
tinggi daripada native server. Hal ini membuktikan bahwa
penambahan virtual machine yang diberikan suatu aplikasi dan
dijalankan bersama-sama dengan aplikasi yang sama, akan menyebabkan
penurunan kinerja secara keseluruhan pada masing-masing tipe virtualisasi server.
6. Utilitas CPU atau penggunaan CPU pada semua tipe virtualisasi
ketika dilakukan pengukuran overhead, terlihat lebih hemat dengan
nilai lebih rendah daripada utilitas CPU pada native server sebesar 47
%,
7. Utilitas CPU atau penggunaan CPU pada semua tipe virtualisasi
ketika dilakukan pengukuran linearitas, terlihat lebih hemat dengan nilai
lebih rendah daripada utilitas CPU pada native server sebesar 47 %, akan
tetapi ketika mulai diaktifkan sebanyak 8 ftp server, utilitas CPU tipe virtualisasi
vmware meningkat melebihi utilitas CPU pada native server, sedangkan
pada tipe virtulisasi proxmox dan openstack ketika mulai
diaktifkan sebanyak 10 ftp server, tercatat hampir sama dengan native
server yang berkisar pada kisaran 47 %. Hal ini membuktikan bahwa seiring
dengan penambahan virtual machine yang diberikan aplikasi dan dijalankan
secara bersamaan akan menyebabkan semakin besar utilitas CPU yang digunakan
pada masing-masing tipe virtualisasi.
8. Hasil analisa dari pengukuran tersebut membuktikan bahwa virtualisasi
server menggunakan Proxmox Virtual Environment nilai overhead
dan linearitas lebih rendah jika dibandingkan virtualisasi server VMware
ESXi dan OpenStack, hal ini karena pada Proxmox Virtual
Environment menggunakan virtual machine dengan OpenVZ atau container-based
virtualization, sedangkan VMware dan openstack menggunakan
virtual machine KVM (Kernel-based Virtual Machine) yang
dapat menjalankan sistem operasi apapun termasuk Windows.
12
SARAN
Saran yang dapat dikembangkan dalam penelitian lebih lanjut antara
lain sebagai berikut:
1. Kekurangan dari virtualisasi server adalah mengumpulnya
semua service pada 1 mesin, sehingga apabila secara fisik mesin
tersebut rusak atau error maka akan semua sistem yang berjalan diatasnya
akan fail. Hal ini dapat diatasi dengan membuat mekanisme redundant
server atau fail over server sebagai
cadangan.
2. Teknologi virtualisasi dapat lebih dioptimalkan pada
organisasi atau perusahaan yang mempunyai anggaran biaya sedikit, dalam
pengembangan jaringan server.
3. Jika menggunakan dan menjalankan lebih banyak service pada
virtual machine, semakin banyak inti prosesor yang digunakan akan
lebih baik dalam kestabilan virtualisasi server secara keseluruhan.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad. 2008. Archive for the ‘virtualization’Category.http://achmad.glclearningcenter.com/c
ategory/teknologi/virtualization/ (diakses tanggal 22 Oktober
2012).
Benjamin, Q., Vincent, N., Franck, C. 2006. Scalability
Comparison of Four Host
Virtualization Tools. Chen, H.,
Chen, R., Zhang, F., Zang, B., dan Yew, P. 2006. Live Updating OperatingSystems Using Virtualization.
Prosiding 2nd international Conference (VEE’06). Ottawa D.H. Brown
Associates, Inc. 2001. VMware: Tool for Server Consolidation.
Fauzi, H. 2008. Perbandingan Kinerja Server Melalui Virtualization
Xen Pada
Lingkungan Terbatas. Universitas Indonesia. MTI UI. Depok
Garnieri, H, M. 2010. Desain dan Implementasi Virtualisasi Server
di PT Thiess Contractors Indonesia.
Yogyakarta Leung, F., Neiger, G., Rodgers, D., Santoni, A., dan
Uhlig, R. 2006, Intel
Virtualization Technology: Hardware Support for Efficient Process.
13
Muli, B., Michael, F., Eran, R., Avishay, T. 2009. Adding Advanced
Storage
Controller Functionality via Low- Overhead Virtualization.
Nggilu, F. 2012. Analisis Overhead Sebagai Salah Satu Faktor
Skalabilitas Private Cloud Computing Untuk Layanan IAAS. Purbo, O, W. 2011.
Proxmox.
http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Proxmox.
(diakses tanggal 24 September 2011).
Rasian, Rio., Mursanto, Petrus. 2009. Perbandingan Kinerja
Pendekatan Virtualisasi. Jurnal Sistem Informasi MTI-UI Vol 5, No 2. Depok
Sugianto, Masim. 2010. Panduan Virtualisasi & Linux High
Availability Server. Bekasi
14