1. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi memberi pengaruh besar bagi segala aspek kehidupan, begitu banyak manfaat yang didapat diimplementasikan. Teknologi saat ini telah memberikan kemudahan dalam penyampaian suatu informasi. Salah satu permasalahan penting yang dihadapi oleh sebuah perusahaan atau instansi yang berskala besar maupun menengah adalah tersedianya infrastuktur teknologi informasi yang kuat dan memadai dalam mengelola ribuan bahkan jutaan data penting setiap harinya. Salah satu infrastruktur yang digunakan dalam mengelola data tersebut adalah server. Server merupakan sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu dalam sebuah jaringan komputer. Mengingat fungsi yang dimiliki server adalah memberikan layanan kepada client, maka server dituntut untuk seminimal mungkin mengalami gangguan yang dapat mengganggu layanan yang diberikan kepada client. Server sendiri merupakan sebuah perangkat yang adakalanya mengalami kerusakan sehingga diperlukan penanganan tertentu untuk mengatasi masalah tersebut. Ketika client ingin memperoleh informasi tentang institusi/organisasi tersebut atau mengakses data, mereka dapat langsung mengakses informasi yang telah disediakan pada sistem yang dimiliki oleh institusi ataupun organisasi tersebut, namun terkadang pada saat mengakses data tersebut, terjadi kegagalan. Kegagalan ini terjadi karena single point of failure, kegagalan di satu titik yang mengakibatkan layanan tidak dapat berjalan semestinya. Misalnya terjadi gangguan pada sistem yang berupa kerusakan komputer, storage, jaringan dan bencan alam. Hal ini akan menghambat proses bisnis dan kehilangan data yang mengakibatkan kerugian pada institusi pendidikan ataupun organisasi lain seperti perusahaan. Salah satu solusi untuk mengatasi masalah di atas adalah dengan menggunakan teknologi Automatic File Replication Cluster High-Availability Storage dengan menggunakan GlusterFS. Dengan teknologi ini bertujuan untuk menangani single point of failure, jadi ketersediaan data dapat terjamin dan sistem dapat berjalan dengan semestinya ketika terjadi kegagalan pada satu titik. Oleh sebab itu yang menjadi fokus dari penelitian ini adalah menganalisis sebuah cluster high-availability storage dengan menggunakan GlusterFS dan manfaat yang didapat adalah menyediakan layanan server yang berkerja terus-menerus tanpa adanya gangguan single point of failure. Single point of failure adalah kegagalan di satu titik yang menyebabkan sistem tidak dapat berjalan semestinya. 2. Tinjauan Pustaka Sebelumnya telah dilakukan penelitian yang berjudul “ Implementasi HighAvailability VPN Client Pada Jaringan Komputer Fakultas Hukum Universitas Udayana “, dilakukan sebuah penelitian tentang High-Availability yang diimplementasikan pada layanan VPN Client yang bertujuan memastikan koneksi VPN tetap hidup, agar administrator dapat lebih mudah memonitoring jaringan yang diluar. Cluster, dalam ilmu komputer dan jaringan komputer adalah sekumpulan komputer (umumnya server jaringan) independen yang beroperasi serta bekerja
1
secara erat dan terlihat oleh client jaringan seolah-olah komputer-komputer tersebut adalah satu buah unit komputer. Proses menghubungkan beberapa komputer agar dapat bekerja seperti itu dinamakan dengan clustering. Komponen cluster biasanya saling terhubung dengan cepat melalui sebuah interkoneksi yang sangat cepat, atau bisa juga melalui jaringan lokal (LAN) [1]. Sebelumnya telah dilakukan penelitian dengan judul “ Implementasi High Availability Mail Server dengan Menggunakan Postfix, Heartbeat, dan DRBD “, Teknologi HA atau High Availability adalah teknologi jaringan yang sering digunakan untuk mengurangi kemungkinan down-time terhadap server dengan menggunakan 2 unit server/cluster atau redundant server untuk menggantikan server utama pada saat terjadi masalah sehingga services yang dibutuhkan seperti web-server, database-server tetap dapat diakses sampai server utama dapat beroperasi kembali [2]. Sebelumnya telah dilakukan penelitian dengan judul “ Perancangan Dan Implementasi High-Availability Clustering Server menggunakan Open Source Software Sebagai Back-End Database “. High-Availability cluster adalah cluster yang ditujukan untuk menyediakan lingkungan yang aman bagi ketersediaan aplikasi dan data lewat redundancy perangkat keras maupun perangkat lunak. Skala high-availability diukur dari waktu kecenderungan sistem saat pertama kali online kemudian terjadi kegagalan, sampai dalam satuan waktu tertentu, sistem secara tepat dapat memulihkan diri dari kegagalan [3]. Kegagalan (failure) dapat didefinisikan sebagai suatu penyimpangan dari perilaku yang dipredisikan akan terjadi pada segala komponen infrastruktur sebuah sistem. Pengertian kegagalan dapat juga didefinisikan sebagai tingkatan perilaku dibawah pencapaian yang diharapkan. High-Availability cluster adalah cluster yang ditunjukan untuk menyediakan lingkungan yang aman bagi ketersediaan aplikasi dan data lewat redundancy perangkat keras maupun perangkat lunak. Piranti yang redundant adalah piranti yang memiliki satu atau lebih cadangan yang sama atau serupa. High-Availability cluster bertujuan agar sebuah pelayanan dapat terus tersedia tidak terhalangi oleh SPOF, single point of failure adalah komponen sistem yang jika gagal beroperasi mengakibatkan layanan tidak tersedia, contohnya kerusakan pada server, kerusakan hardisk. Cluster High Availability, didisain untuk penyediaan data atau layanan yang tidak dapat ditunda pada masyarakat pengguna akhir. Tujuan kategori cluater ini adalah penyediaan layanan suatu aplikasi berjalan hanya pada suatu node cluster, namun ketika terdapat cluster lain yang dalam jangka panjang tidak melakukan eksekusi barulah dilakukan distribusi beban. Kategori ini banyak diterapkan untuk aplikasi basis data, mail, web atau aplikasi server. Cluster Aware, aplikasi didisain secara spesifik untuk digunakan dalam lingkungan cluster. Hal ini dapat diidentifikasi melalui mekanisme komunikasi antar node cluster. Sebagai contoh adalah jika menjalankan aplikasi basis data, yang mana didalamnya terjadi modifikasi data. Namun demikian cluster tidak tahu pada cluster atau node yang manakah proses modifikasi data dalam basis data tersebut berjalan. Dalam keadaan normal, lingkungan aplikasi mengeksekusi satu sistem, sistem yang lain selalu siap sedia untuk menanggani ketika aplikasi yang satunya mengalami kegagalan. Ketika kegagaln terjadi, sistem yang dijalankannya
2
berjalan pada mesin yang berbeda [3]. Secara teoritis nilai availability tersebut dapat diukur dengan persamaan availability [4] 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑖𝑚𝑒 −𝑑𝑜𝑤𝑛 𝑡𝑖𝑚𝑒 𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑦 = × 100% (persamaan 1) 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑖𝑚𝑒 GlusterFS adalah clustered file system yang bersifat open source yang dapat beroperasi dengan kapasitas petabyte dan menangani ribuan client. GlusterFS menggabungkan disk, memori dan pengolahan data dari beberapa modul server dalam sebuah ruang tunggal. GlusterFS didesain untuk memenuhi kebutuhan ruang penyimpanan bagi pengguna dana dapat memberikan kinerja yang luar biasa untuk beban kerja yang beragam. Arsitektur GlusterFS bersifat modular yang memungkinkan administrator menambah atau mengurangi modul server sesuai dengan kebutuhan pengguna. Sebagai contoh, administrator dapat mengkonfigurasi sistem server mandiri dengan cepat menggunakan GlusterFS dan kemudian mengembangkan sistem sebagai kebutuhan tumbuh. GlusterFS versi 3.2 memiliki kemampuan mengatur quota penggunaan ruang disk dengan direktori atau volume. Administrator dapat mengendalikan pemanfaatan ruang disk pada tingkat direktori dan /atau volume dengan menetapkan batas-batas untuk ruang disk dialokasikan di setiap tingkat dalam volume dan hirarki direktori. GlusterFS dapat didesain dalam beberapa mode. Mode yang umum dipakai adalah distributed, distributed replicated dan distributed striped. Mode distributed adalah desain mode file- file didistibusikan dalam cluster. Mode distributed replicated adalah desain mode replikasi data di antara dua simpul (node) dalam cluster. Mode distributed striped adalah mode yang memecah file di antara simpul-simpul dalam cluster, biasanya digunakan untuk mengakses file yang sangat besar [5].
Gambar 1 Ko mputasi Awan Menggunakan GlusterFS [5]
Cara kerja GlusterFS dalam automatic file replication adalah menggunakan dua fase komit modul, replikasi otomatis berkas GlusterFS sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif, akses untuk mereplikasi salinan dengan beban seimbang, automatic failover dengan menggunakan gluster native client dan ketika terjadi kegagalan, node dalam cluster dapat menyembuhkan diri secara otomatis.
3
Gambar 2 Cara Kerja Automatic File Replication GlusterFS[6]
Replikasi adalah suatu teknik untuk melakukan copy dan pendistribusian data dan obyek-obyek database dari satu database ke database lain dan melaksanakan sinkronisasi antara database sehingga konsistensi data dapat terjamin. Dengan menggunakan teknik replikasi ini, data dapat didistribusikan ke lokasi yang berbeda melalui koneksi jaringan lokal maupun internet. Replikasi juga memungkinkan untuk mendukung kinerja aplikasi, penyebaran data fisik sesuai dengan penggunaannya, seperti pemrosesan transaksi online dan DSS (Desiscion Support System) atau pemrosesan database terdistribusi melalui beberapa server. Keuntungan replikasi tergantung dari jenis replikasi tetapi pada umumnya replikasi mendukung ketersediaan data setiap waktu dan dimanapun diperlukan. Adapun keuntungan lainnya adalah yang pertama memungkinkan beberapa lokasi menyimpan data yang sama. Hal ini sangat berguna pada saat lokasi- lokasi tersebut membutuhkan data yang sama atau memerlukan server yang terpisah dalam pembuatan aplikasi laporan, keutungan selanjutnya aplikasi transaksi online terpisah dari aplikasi pembacaan seperti proses analisis database secara online, data smarts atau data warehouse, keuntungan selanjutnya memungkinkan otonomi yang besar. Pengguna dapat bekerja dengan meng-copy data pada saat tidak terkoneksi kemudian melakukan perubahan untuk dibuat database baru pada saat terkoneksi, selanjutnya keuntunganya meningkatkan kinerja pembacaan, selanjutnya keuntunganya data dapat ditampilkan seperti layaknya melihat data tersebut dengan menggunakan aplikasi berbasis web, keuntunganya membawa data mendekati lokasi individu atau kelompok pengguna. Hal ini akan membantu mengurangi masalah karena modifikasi data dan pemrosesan query yang dilakukan oleh banyak pengguna karena data dapat didistribusikan melalui jaringan dan data dapat dibagi berdasarkan kebutuhan masing- masing unit atau pengguna, keuntungan yang teakhir penggunaan replikasi sebagai bagian dari strategi standby server [7]. Kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam Bps. Throughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada
4
destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut [8]. Throughphut dapat dihitung dengan rumus : 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = (persamaan 2) 𝑙𝑎𝑚𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑚𝑎𝑡𝑎𝑛 Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay diperoleh dari selisih waktu kirim antara satu paket TCP dengan paket lainnya [8]. Untuk menghitung rata-rata delay dengan rumus : 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = (persamaan 3) 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎
Tabel 1 Tabel Kategori Besar Delay [9]
Kategori Degradasi Excellent Good Poor Unacceptable
Besar Delay < 150 ms 150 – 300 ms 300 – 450 ms > 450 ms
Skala high-availability diukur dari waktu kecenderungan sistem saat pertama kali online kemudian terjadi kegagalan, sampai dalam satuan waktu tertentu, sistem secara tepat dapat memulihkan diri dari kegagalan. Untuk menghitung skala high-availability digunakan rumus (persamaan 1) 3. Metode Penelitian Dalam membuat sistem dan perancangan yang dilakukan dalam membangun Automatic File Replication Cluster High-Availability Storage dengan menggunakan GlusterFS menggunakan metode PPDIOO atau yang dikenal dengan cisco lifecycle services. Model ini mengusulkan sebuah pendekatan terhadap pengembangan sistem secara sistematis dan berurutan dan juga metode yang dirancang untuk mendukung perkembangan jaringan komputer.
Gambar 3 Metode PPDIOO [10]
5
Dalam model pengembangan sistem PPDIOO fase pertama dimulai dari fase prepare. Pada fase ini dilakukan penyusunan rencana kerja agar penelitian dapat terorganisir dengan baik dari segi keuangan maupun dari strategi yang digunakan. Pada tahap ini juga dilakukan pendalaman yang lebih tentang high availability storage cluster menggunakan glusterfs beserta pehaman terhadap jaringan komputer yang digunakan. Untuk tahap selanjutnya adalah tahap plan. Plan adalah tahapan yang dijadikan sebagai parameter dan perlu mendapat perhatian sebelum merancang sebuah sistem pada jaringan komputer. Hal yang perlu diperhatikan dalam tahap ini adalah menganalisis kebutuhan hardware dan kebutuhan software. Kebutuhan hardware yang digunakan antara lain Node 1 (Server Storage 1) menggunakan Processor : Intel Pentium 4 CPU 2.80 GHz, Memmory : 731.6 Mb, Hardisk : 39.1 Gb dan Ethernet Card : 1 buah. Node 2 (Server Storage 2) menggunakan Processor : Intel Celeron CPU 1.70 GHz, Memmory : 1,1 Gb, Hardisk : 48.6 Gb dan Ethernet Card : 1 buah. Node 3 (Web server) menggunakan Processor : Intel(R) Core(TM) i3, Memmory : 2,00 Gb, Hardisk : 40 Gb, Ethernet Card : 1 buah. Switch, Kabel Straight. Kebutuhan software yang digunakan antara lain Sistem operasi Linux Ubuntu 12.04, GlusterFS, Apache 2, Joomla, Mysql, PHP5, Web browser (Mozilla Firefox, Google Chrome atau Internet Explorer) dan Wireshark. Tahap selanjutnya dalam metode PPDIOO adalah tahap design. Design adalah tahap untuk melakukan desain awal sistem. Desain awal tersebut antara lain adalah topologi jaringan yang akan digunakan dalam perancangan dan implementasi, baik topologi secara fisik maupun logical, arsitektur dari sistem yang akan dibuat. Topologi jaringan secara fisik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4. Server 1 192.168.0.101
HA-Cluster Storage
Server 2 192.168.0.102
Client 192.168.0.x
Web server 192.168.0.103
Gambar 4 Topologi Jaringan Fisik
Visualisasi dari topologi jaringan yang akan dibangun pada perancangan dan implementasi cluster high availability storage dapat dilihat pada Gambar 4. Adapun konfigurasi IP pada setiap perangkat jaringan pada Gambar 4 sebagai berikut :
6
Tabel 2 Tabel Konfigurasi IP
Perangkat Server 1 Server 2 Web Server Client
IP Address 192.168.0.101 192.168.0.102 192.168.0.103 192.168.0.x
Gateway 192.168.0.1 192.168.0.1 192.168.0.1 192.168.0.1
Visualisasi dari topologi jaringan logical yang akan dibangun pada perancangan dan implementasi cluster high availability storage dapat dilihat pada Gambar 5. Dari Gambar 5 terlihat terdapat middleware (RPC,GlusterFS) diantara node server 1, node server 2 dan node web server. Middleware berfungsi sebagai penghubung yang berisi layanan yang memungkinkan beberapa proses dapat berjalan pada satu atau lebih mesin untuk saling berkomunikasi pada suatu jarigan. HA-Cluster Storage
Storage 1 192.168.0.101
Storage 2 192.168.0.102
Middleware (RPC,GlusterFS)
Web Server 192.168.0.103
Client 192.168.0.x
Gambar 5 Topologi Jaringan Logical
Setelah rancangan disetujui, tahap selanjutnya adalah tahap implement, pada tahap ini menerapkan semua yang direncanakan. Dalam tahap ini melingkupi instalasi serta konfigurasi terhadap rancangan topologi dan juga melakukan konfigurasi hardware dan software yang akan digunakan, seperti pemasangan kabel, instalasi server, menkonfigurasi peralatan, dan lain- lain. Instalasi dan konfigurasi yang dilakukan meliputi instalasi ubuntu 12.04 pada node cluster, instalasi dan konfigurasi Server Storage 1, instalasi dan Konfigurasi Server Storage 2, instalasi dan Konfigurasi Webserver dan instalasi Wireshark 1.10.0 pada node cluster. Software GlusterFS-server diinstall pada PC Server storage untuk dijadikan sebagai komponen software utama dalam membuat sistem cluster high7
availability storage ini. GlusterFS-server yang digunakan adalah versi 3.2.5. Software ini digunakan untuk menggabungkan disk, memori dan pengolahan data dari beberapa modul server dalam sebuah ruang tunggal. GlusterFS didesain untuk memenuhi kebutuhan ruang penyimpanan bagi pengguna data dapat memberikan kinerja yang luar biasa untuk beban kerja yang beragam. Menginstalasikan paket-paket glusterfs-server pada server storage 1 dan server storage 2. Perintah yang digunakan adalah sudo-apt get install glusterfsserver. Terminal akan mengeksekusi perintah dan akan mendapatkan paket-paket dari repostory dari linux dan menginstalkannya pada server storage 1 dan server storage 2.
Gambar 6 Instalasi GlusterFS-server
Konfigurasi cluster yang dilakukan pada server storage 1 dan server storage 2 adalah konfigurasi membuat sistem high-availability cluster storage dengan teknik mereplikasikan data secara otomatis melewati dua server. Replikasi adalah suatu teknik untuk melakukan copy dan pendistribusian data dan objekobjek database dari satu database ke database lain dan melaksanakan sinkronisasi antara database sehingga konsistensi data dapat terjamin, dengan replikasi ini ketersediaan data setiap waktu dan dimanapun diperlukan akan terpenuhi.
Gambar 7 Setting up replicate volumes
Membuat volume pada server storage 1. Level tertinggi dalam hirerarki di GlusterFS adalah volume. Volume inilah yang nantinya yang akan dibaca oleh client sebagai media penyimpanan tunggal. Volume ini nantinya akan didistribusikan ke dalam sistem high avaibility cluster. Volume terdistribusi merupakan gabungan media penyimpan dua node atau lebih dengan menjumlah kapasitas menjadi sebuah media penyimpanan tunggal dengan kapasitas besar yang nantinya diakses oleh pengguna pada sisi client. Menkonfigurasi up glusterfs server volumes dengan perintah gluster volume create testvol replica 2 transport tcp server1.project.com:/data server2.project.com:/data. Perinta h ini digunakan
8
untuk setting up replicate volumes (automatic file replication (mirror)) dengan volume nama tesvol, dengan jumlah replikasi 2, yang berjalan pada transport tcp, dengan brick server1.project.com:/data dan brick server2.project.com:/data. Direktori /:data adalah tempat direktori penyimpanan file data yang telah tereplikasi. Instalasi Web Server, LAMP adalah kepanjangan dari Linux Apache MySQL PHP. LAMP digunakan sebagai paket webserver dan database. Joomla adalah salah satu aplikasi yang digunakan untuk membuat atau membangun sebuah website dinamis yang dilengkapi berbagai fasilitas yang mendukungnya. Joomla merupakan salah satu sistem aplikasi manajemen situs yang terbuka Open Source Content Management System (OS CMS). Pada penelitian ini Joomla diinstal di dalam direktori var/www/. Software Joomla yang digunakan adalah versi 2.5.11. Pada penelitian ini joomla digunakan untuk interface atau antarmuka data yang berupa halaman web. Software-software dalam penelitian ini digunakan untuk membangun website. Website ini nantinya akan digunakan untuk media interface dari sistem HA-Cluster Storage yang telah dibuat ke client agar dapat mengakses data dengan mudah. Konfigurasi yang dilakukan pada tahap ini adalah mengkonfigurasi password root MySQL, me-restart service dari server apache, membuat halaman web, mengkonfigurasi Joomla CMS, mendesain halaman web, memasang banner web, mengisi artikel, membuat link untuk upload data dan download data dan lain- lain. GlusterFS mengijinkan beberapa jalan bagi pengguna mengakses volume dalam cluster, yaitu dengan menggunakan Gluster Native Client. Gluster Native Client menyediakan konkurensi dan perfoma yang tinggi. Di node web server menggunakan GlusterFS-client sebagai Gluster Native Client. Untuk menginstalkan GlusterFS-client pada node web server menggunakan perintah sudo apt-get install glusterfs-client untuk mengambil paket-paket yang dibutuhkan dalam proses install dari repostori dari linux dan menginstallnya di node web server.
Gambar 8 Instalasi GlusterFS-client
Konfigurasi glusterFs-client pada webserver ini adalah mounting GlusterFS file system dari direktori /var/www/joomla-basic/Joomla/documents ke server storage 1 dan server storage 2. Proses mounting dapat terlihat pada Gambar 9. Mounting GlusterFS file sistem dari direktori /var/www/joomlabasic/Joomla/documents ke server1.project.com:/testvol dan server2.project.com:/testvol.
9
Gambar 9 Mounting
Tahap selanjutnya adalah operate. Setelah selesai dibangun, sistem secara keseluruhan dapat dioperasikan untuk pengujian kinerja. Dalam tahap ini diperlukan adanya pemantauan terhadap sistem yang telah dibuat. Proses pengujian termasuk dalam fase ini, dalam melakukan pengujian menggunakan parameter yang telah ditentukan, agar dipastikan sudah berjalan dengan baik, benar dan sudah menjawab permasalahan yang telah dirumuskan. Optimize adalah tahap terakhir setelah melakukan analisis. Pada tahap ini sistem dapat diperbaharui sesuai dengan kebutuhan agar sistem menjadi lebih baik dari sebelumnya karena mungkin saja sebelumnya sistem tidak dapat bekerja dengan baik.
4. Metode Pengujian Sistem Pada pengujian ke sistem ini, ada beberapa paramater yang akan diukur yaitu network throughput, delay, availability dan pengujian automatic file replication. Untuk mendapatkan hasil maksimal, dilakukan beberapa pengujian. Penulis memperoleh data dari hasil simulasi pengujian sistem cluster yang telah dibuat. Simulasi ini dikelompokan menjadi 6 skenario atau 6 kondisi s imulasi yaitu : 1. Client upload data kondisi normal. 2. Client upload data kondisi server storage 1 down. 3. Client upload data kondisi server storage 2 down. 4. Client download data kondisi normal. 5. Client download data kondisi server storage 1 down. 6. Client download data kondisi server storage 2 down. Dengan dilakukannya pengujian sistem cluster yang telah dibuat, penulis memperoleh data-data untuk dianalisis. Dari data ini, diharapkan penulis dapat mengetahui kinerja dari sistem Automatic File Replication Cluster HighAvailability Storage dengan menggunakan GlusterFS yang telah dibuat. 5. Hasil Dan Pembahasan
Gambar 10 Capture GlusterFS Frame 3994
10
Pada Gambar 10 dapat terlihat salah satu capture GlusterFS frame. Sistem berjalan pada jaringan IPv4 yaitu IP Source:192.168.0.103 dan IP Destination:192.168.0.101. TCP Port yaitu Source Port:1020 dan Destination Port:24009. RPC menjalankan program GlusterFS, jadi GlusterFS berjalan di atas protocol RPC dan TCP/IP.
Gambar 11 Protocol Hierarchy
Dalam penelitian ini dapat terlihat protokol-protokol yang dipakai pada sistem yang telah dibuat. Hierarki protokol terlihat pada Gambar 10. Automatic File Replication Cluster High-Availability Storage dengan menggunakan GlusterFS berjalan pada protokol TCP/IP, RPC dan GlusterFS. Protokol TCP/IP digunakan untuk transport dalam jaringan, standar komunikasi data dalam proses tukar menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan. TCP port yang digunakan adalah 80, 1020, 111, 24007, 24008 dan 24009. RPC digunakan untuk mengakses sebuah prosedur yang berada di komputer lain. GlusterFS digunakan untuk menggabungkan disk, memori dan pengolahan data dari beberapa modul server dalam sebuah ruang tunggal.
Gambar 12 Procedure Dalam GlusterFS
Dalam proses sinkronisasi antar node dalam cluster, GlusterFS melakukan prosedur-prosedur. GlusterFS procedure dapat terliahat pada Gambar 12. Terdapat 17 GlusterFS procedure yaitu READ, FINODELK, LOOKUP, OPENDIR, READDIRP, RELEASEDIR, STAT, FLUSH, RELEASE, OPEN, INODELK, FXATTROP, WRITE, ENTRYLK, CREATE, FSTAT, dan SETATTR. Prosedur-prosedur ini digunakan untuk sinkronisasi antar node dalam cluster,
11
digunakan untuk failover server dan juga digunakan untuk mereplikasi data antar server.
Gambar 13 Sin kronisasi GlusterFS Upload Data Kondisi Normal
Pada Gambar 13 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.101. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.102. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.103. Dari IP Address 192.168.0.102 ke IP Address 192.168.0.101.
Gambar 14 Sin kronisasi GlusterFS Upload Data Kondisi Server 1 Down
Pada Gambar 14 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster ketika terjadi kegagalan pada server 1. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.102. Dari IP Address 192.168.0.102 ke IP Address 192.168.0.103. Ketika server 1 down sistem akan beralih ke server 2 atau sistem akan melakukan failover, agar client tetap dapat mengakses data dan tetap mendapatkan layanan untuk upload data.
12
Gambar 15 Sin kronisasi GlusterFS Upload Data Kondisi Server 2 Down
Pada Gambar 15 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster ketika terjadi kegagalan pada server 2. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.101. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.103. Ketika server 2 down sistem akan beralih ke server 1 atau sistem akan melakukan failover, agar client tetap dapat mengakses data dan tetap mendapatkan layanan untuk upload data.
Gambar 16 Sin kronisasi GlusterFS Download Data Kondisi Normal
Pada Gambar 16 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.101. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.102. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.103. Dari IP Address 192.168.0.102 ke IP Address 192.168.0.101.
13
Gambar 17 Sin kronisasi GlusterFS Download Data Kondisi Server 1 Down
Pada Gambar 17 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster ketika terjadi kegagalan pada server 1. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.102. Dari IP Address 192.168.0.102 ke IP Address 192.168.0.103. Ketika server 1 down sistem akan beralih ke server 2 atau sistem akan melakukan failover, agar client tetap dapat mengakses data dan tetap mendapatkan layanan untuk download data.
Gambar 18 Sin kronisasi GlusterFS Download Data Kondisi Server 2 Down
Pada Gambar 18 menunujukkan GlusterFS melakukan sinkronisasi antar node cluster ketika terjadi kegagalan pada server 2. Terlihat terjadi proses sinkronisasi dari IP Address 192.168.0.103 ke IP Address 192.168.0.101. Dari IP Address 192.168.0.101 ke IP Address 192.168.0.103. Ketika server 2 down sistem akan beralih ke server 1 atau sistem akan melakukan failover, agar client tetap dapat mengakses data dan tetap mendapatkan layanan untuk download data.
14
Dari 6 pengujian yang telah dilakukan akan dilakukan perbandingan hasil analisis tersebut untuk memperoleh kondisi perbandingannya. Hasil 6 pengujian ini dikelompokan menjadi dua bagian yaitu ketika client upload dan ketika client download. Data analisis berdasarkan data-data dari hasil pengujian yang telah dilakukan. Hasil analisis tersebut dapat digambarkan dalam bentuk grafik. 10000
Upload data kondisi normal
8000 6000
Upload data kondisi server 1 down
4000 2000 0 Throughput (Bps)
Upload data kondisi server 2 down
Gambar 19 Grafik Perbandingan Throughput Client Upload
Grafik perbandingan besar throughput rata-rata yang dihasilkan pada jaringan cluster yang telah dibuat terlihat pada Gambar 19. Grafik perbandingan besar throughput rata-rata ketika client upload. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan besar throughput pada pengujian upload data kondisi server 2 down adalah yang terbesar dan throughput pada upload data kondisi normal adalah yang terkecil. Pada proses upload data sebesar 2 MB pada tiap kondisi. Dalam proses upload data kondisi normal throughput yang dihasilkan sebesar 6877,868001 Bps. Proses upload data kondisi server 1 down throughput yang dihasilkan sebesar 8354,653847 Bps. Proses upload data kondisi server 2 down throughput yang dihasilkan sebesar 8530,724827 Bps. Perbedaan jumlah throughput dikarenakan ketika kondisi normal terjadi sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif, spekfikasi komputer server 1 jauh lebih baik dibandingkan dengan server 2. Dengan demikian dapat dibuktikan ketika kondisi server 1 down (server 2 aktif) dan server 2 down (server 1 aktif), client akan memperoleh throughput yang lebih besar dibandingkan kondisi normal. 6
Upload data kondisi normal
5 4
Upload data kondisi server 1 down
3 2 1
Upload data kondisi server 2 down
0 Delay (ms)
Gambar 20 Grafik Perbandingan Delay Client Upload
15
Grafik perbandingan besar delay rata-rata yang dihasilkan pada jaringan cluster yang telah dibuat terlihat pada Gambar 20. Grafik perbandingan besar delay rata-rata ketika client upload. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan besar delay pada pengujian upload data kondisi normal adalah yang terbesar dan delay pada upload data kondisi server 2 down adalah yang terkecil. Perbedaan jumlah delay dikarenakan ketika kondisi normal terjadi sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif, sehingga terjadi selisih waktu kirim antara satu paket dengan yang lainnya. 10000
Download data kondisi normal
8000 6000
Download data kondisi server 1 down
4000 2000 0 Throughput (Bps)
Download data kondisi server 2 down
Gambar 21 Grafik Perbandingan Throughput Client Download
Grafik perbandingan besar throughput rata-rata yang dihasilkan pada jaringan cluster yang telah dibuat terlihat pada Gambar 21. Grafik perbandingan besar throughput rata-rata ketika client download. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan besar throughput pada pengujian download data kondisi server 2 down adalah yang terbesar dan throughput pada download data kondisi normal adalah yang terkecil. Pada proses download data sebesar 2 MB pada tiap kondisi. Dalam proses download data kondisi normal throughput yang dihasilkan sebesar 6146,356965 Bps. Proses download data kondisi server 1 down throughput yang dihasilkan sebesar 7041,728077 Bps. Proses download data kondisi server 2 down throughput yang dihasilkan sebesar 7725,453025 Bps. Perbedaan jumlah throughput dikarenakan ketika kondisi normal terjadi sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif, spekfikasi komputer server 1 jauh lebih baik dibandingkan dengan server 2. Dengan demikian dapat dibuktikan ketika kondisi server 1 down (server 2 aktif) dan server 2 down (server 1 aktif), client akan memperoleh throughput yang lebih besar dibandingkan kondisi normal.
16
7
Download kondisi normal
6,5
Download kondisi server 1 down
6 5,5
Download kondisi server 2 down
5 Delay
Gambar 22 Grafik Perbandingan Delay Client Download
Grafik perbandingan besar delay rata-rata yang dihasilkan pada jaringan cluster yang telah dibuat terlihat pada Gambar 22. Grafik perbandingan besar delay rata-rata ketika client download. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan besar delay pada pengujian download data kondisi normal adalah yang terbesar dan delay pada download data kondisi server 2 down adalah yang terkecil. Perbedaan jumlah delay dikarenakan ketika kondisi normal terjadi sinkronisasi antar node cluster aktif-aktif, sehingga terjadi selisih waktu kirim antara satu paket dengan yang lainnya.
Availability
99,8 99,6 99,4 99,2
99
Availability
98,8
Upload kondisi server 1 down
Upload Download Download kondisi kondisi kondisi server 2 server 1 server 2 down down down
Gambar 23 Grafik Pengukuran Availability
Grafik pengukuran besar availability rata-rata yang dihasilkan pada jaringan cluster yang telah dibuat terlihat pada Gambar 23. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan besar availability pada pengujian upload kondisi server 2 down adalah yang terbesar, nilai availability mencapai 99,6826548% dan availabilty pada pengujian upload data kondisi server 1 down adalah yang terkecil, nilai availability yang dicapai 99,151042% dalam kondisi aman atau sistem tetap dapat berjalan dengan semestinya.
17
Gambar 24 File Tereplikasi Ke Server 1
Ketika server storage 1 terjadi downtime server, cluster akan beralih ke server storage 2. Server storage 2 melakukan services, pada simulasi ini services yang dilakukan adalah client mengakses data dan mengupload data. Pada gambar data file dengan nama “ Jurnal Analisa Kinerja VOIP Voice over Internet Protocol berbasis Internet Protocol version 6 Ipv6 “ telah terupload ke server storage 2. Ketika server storage 1 kembali normal, sistem akan melakukan automatic file replication ke server storage 1. Terlihat pada Gambar 24 file telah tereplikasi secara otomatis ke server storage 1.
Gambar 25 File tereplikasi ke server 2
Ketika server storage 2 terjadi downtime server, cluster akan beralih ke server storage 1. Server storage 1 melakukan services, pada simulasi ini services yang dilakukan adalah client mengakses data dan mengupload data. Pada gambar data file dengan nama “ Penerapan Teknologi AJAX pada Aplikasi Bursa Kerja Berbasis Web Studi Kasus Dinas Tenaga Kerja Kota Salatiga “ telah terupload ke server storage 1. Ketika server storage 2 kembali normal, sistem akan melakukan automatic file replication ke server storage 2. Terlihat pada Gambar 25 file telah tereplikasi secara otomatis ke server storage 2 6. Simpulan Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari penelitian ini adalah dengan adanya sistem automatic file replication cluster high-availability storage dengan menggunakan GlusterFS ketika terjadi single point of failure (SPOF), misal pada server storage mengalami downtime, sistem tetap dapat berjalan semestinya. Menggunakan automatic file replication cluster high-availability storage, kegagalan dalam menyediakan service dapat di tolerir sedemikian kecil, sehingga server tetap dapat memberikan layanan kepada client. Skala availability pada
18
sistem yang telah dibuat mencapai 99,6826548%. Availability pada sistem yang telah dibuat relative stabil.GlusterFS sangat cocok untuk diterapkan dalam pembuatan data center yang cukup kompleks dan membutuhkan banyak sumber daya. Pengelolaan perangkat keras dan perangkat lunak dapat dilakukan dengan mudah, serta menghemat biaya pengadaan dan perawatannya. Kinerja network pada automatic file replication cluster high-availability storage yang telah dibuat relative stabil, karena dalam pengujian sistem nilai delay terbesar hanya 5,83655914 ms, berdasarkan kategori besar delay termasuk dalam kategori degradasi excellent. Dengan demikian automatic file replication cluster highavailability storage dengan menggunakan GlusterFS dapat menjadi solusi masalah- masalah yang ada. 7. Daftar Pustaka [1] Putu Topan Pribadi, 2013, Implementasi High-Availability VPN Client Pada Jaringan Komputer Fakultas Hukum Universitas Udayana, Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Ilmu Komputer. [2] Muhammad Reza Abdillah, 2011, Implementasi High Availability Mail Server dengan Menggunakan Postfix, Heartbeat, dan DRBD, Telkom Polytechnic. [3] Ngesti Andik Rimbawanto, 2008, Perancangan dan Implementasi HighAvailability Clustering Server Menggunakan Open Source Software Sebagai Back-End Database, Fakultas Teknologi Informasi, UKSW. [4] Akhyar Muchtar, Rhiza S. Sadjad, Muh. Niswar, 2012, Implementation Failover Clustering On Two Different Platforms To Overcome The Failure Of The Server, Jurusan Elektro, Prodi Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin. [5] Suyadi, 2011, Membuat Media Penyimpanan Terdistribusi Menggunakan GlusterFS Pada Debian Squeeze, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Fakultas Komunikasi Dan Informatika, Jurusan Informatika. [6] How Gluster Automatic File Replication Works http://www.gluster.org/2010/06/video-how-gluster-automatic- filereplication-works/, diakses tanggal 17 Juni 2013. [7] Sugianto, 2010, Panduan Linux HA & Failover pada open SUSE/SLES, Bekasi. [8] Richi Dwi Agustia, 2011, Rancang Bangun Media Informasi Kesenian Daerah Berbasis Web Dalam Bentuk Layanan Video On Demand (VOD) Dengan Menggunakan Metode Pseudo HTTP Streaming (Studi Kasus Bandung Heritage), Universitas Komputer Indonesia Bandung, Fakultas Teknik Dan Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Informatika. [9] Natanael Widiyanto, 2011, Analisis Video Bitrate dan Jumlah User pada Live Streaming di Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga, Fakultas Teknologi Informasi, Program Studi Teknik Informatika. [10] http://www.ciscozine.com/2009/01/29/the-ppdioo-network-lifecycle/, diakses tanggal 16 Agustus 2013.
19
