UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER
& TEKNOLOGI INFORMASI
TUGAS PENGANTAR
TELEMATIKA
|
JURNAL PERANCANGAN,
IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVERMENGGUNAKAN PROXMOX,
VMWARE ESX, DAN OPENSTACK
Nama &
NPM :
Maulana Syarif Hidayatulloh | 14110275
Slamet Raharjo | 16110630
Vicky Ariesca Merliana | 19110701
Fakultas : Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi
Jurusan : Sistem
Informasi
Kelas : 4KA11
|
UNIVERSITAS GUNADARMA
2014
ABSTRAKSI
Maulana
Syarif Hidayatulloh | 14110275
Slamet
Raharjo | 16110630
Vicky
Ariesca Merliana | 19110701
JURNAL PERANCANGAN,
IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVERMENGGUNAKAN 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 + 12 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 padavirtualisasi 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
implementasiProxmox, 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, danopenstack 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 aplikasiVMware Infrastructure 3. Selain itu
peneliti Ardianto (2011), menjelaskan bagaimana
merancang virtualisasi
appliances denganmemanfaatkan
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 suatuvirtualisasi
appliance menggunakan metode virtualisasi Proxmox dan virtualisasi
box untuk kemudian dianalisa
kestabilannya.
Kemudian mengimplementasikan virtualisasi
appliances tersebut sehingga dapat dioperasikan dengan mudah di lingkunganserver yang
berbeda bahkan di OS yang berbeda. Faisal (2012), penelitian ini menekankan tentang faktor
skalabilitas private cloudcomputing 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,
danmengimplemestasikan virtualisasi server menggunakan tipe yang berbeda-beda yaitu proxmox, vmware
esx dan openstack,
sertamenganalisa kinerja masing-masing virtualisasi server tersebut melalui pengukuran metrik skalabilitas yaitu menggunakan metodeoverhead 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 denganProxmox, 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 ftpserver, 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 installaplikasi ftp server yang sama, dan dijalankan secara
bersamaan kemudian
setiap pertambahan virtual machine, dicoba uploadsebuah 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 mesinvirtualisasi (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 mesinvirtualisasi dijalankan secara bersamaan. Pada
skenario ini hanya sebuah mesin virtualisasi yang menjalankan
aplikasi. Sedangkann-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 WindowsAnda,
demikian juga meng-install Windows dalam Linux.
3. Hardware-assisted Virtualisation
Merupakan virtualisation yang didukung oleh hardware,
jadi ada hardware khusus yang berguna untuk meningkatkanperformance 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
denganfront-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 websitepabrikan processor tersebut,
dengan melihat apakah seri processor yang digunakan termasuk
dalam daftar yang mendukungvirtualisasi. 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,
berartiprocessor 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
VirtualEnvironment 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 virtulisasiproxmox 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 Environmentnilai overhead dan
linearitas lebih rendah jika dibandingkan virtualisasi server VMware
ESXi dan OpenStack, hal ini karena padaProxmox Virtual
Environment menggunakan virtual machine dengan OpenVZ atau container-based virtualization,
sedangkanVMware 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.
http://www.vmware.com/pdf/vmwaredhbrown. pdf (diakses pada
tanggal 12 November 2011).
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.
http://www.intel.com/technology/itj/200 6/v10i3/ (diakses
tanggal 10 Desember 2011).
Lutfie. 2008. Virtualization The Series. http://wssid.org/blogs/lutfie/archive/tags/Virtu alization/default.aspx.
(diakses tanggal 15 Oktober 2011).
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
