BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Dasar-Dasar Jaringan Berdasarkan pendapat Prihanto (2003, pp1-3) Ditahun 1950-an ketika jenis komputer mulai membesar sampai terciptanya super komputer, maka sebuah komputer harus melayani beberapa terminal. (Lihat Gambar 2.1) Untuk itu ditemukan konsep distribusi proses berdasarkan waktu yang dikenal dengan nama TSS (Time Sharing System), maka untuk pertama kali bentuk jaringan (network) komputer diaplikasikan. Pada sistem TSS beberapa terminal terhubung secara seri ke sebuah host komputer. Dalam proses TSS mulai terlihat perpaduan teknologi komputer dan teknologi telekomunikasi yang pada awalnya berkembang sendiri-sendiri.
Gambar 2.1 Jaringan komputer model TSS Memasuki tahun 1970-an, setelah beban pekerjaan bertambah banyak dan harga perangkat komputer besar mulai dirasakan sangat mahal, maka mulailah digunakan konsep proses distribusi (Distributed Processing). Seperti pada Gambar 2.2 dibawah, dalam proses ini beberapa host komputer mengerjakan sebuah pekerjaan besar secara
7
paralel untuk melayani beberapa terminal yang tersambung secara seri disetiap host komputer. Dalam proses distribusi sudah mutlak diperlukan perpaduan yang mendalam antara teknologi komputer dan telekomunikasi, karena selain proses yang harus didistribusikan, semua host komputer wajib melayani terminal-terminalnya dalam satu perintah dari komputer pusat.
Gambar 2.2 Jaringan komputer model distributed processing.
Selanjutnya ketika harga-harga komputer kecil sudah mulai menurun dan konsep proses distribusi sudah matang, maka penggunaan komputer dan jaringannya sudah mulai beragam dari mulai menangani proses bersama maupun komunikasi antar komputer (Peer to Peer System) saja tanpa melalui komputer pusat. Untuk itu mulailah berkembang teknologi jaringan lokal yang dikenal dengan sebutan LAN. Demikian pula ketika Internet mulai diperkenalkan, maka sebagian besar LAN yang berdiri sendiri mulai berhubungan dan terbentuklah jaringan raksasa WAN.
8
2.1.1 Bandwidth Terjemahan dari bandwidth berdasarkan National Institute of Standards and Technology (1996), mengacu pada perbedaan frekuensi yang terbatas dari performansi sebuah alat yang berjalan, atau perbedaan frekuensi yang terbatas dari lebar frekuensi yang berjalan secara berkesinambungan. Secara lebih teknis (Tech target, 2000), bandwidth didefinisikan sebagai lebarnya jarak frekuensi dari signal elektronik yang ada pada media transmisi, baik signal digital maupun analog memiliki bandwidth. Bandwidth biasanya digunakan sebagai kecepatan data yang mengalir pada jalur transmisi yang telah diberikan, dilihat dari sistem informasi (Tech target, 2000). Selain kecepatan juga dapat berupa jumlah data informasi yang dapat dibawa baik itu melalui jalur telpon, jalur kabel, jalur satelit, dan sebagainya. Hal ini didukung oleh QLM (2000), semakin besar bandwidth, semakin besar kecepatan koneksi data yang ada dan semakin besar pendayagunaannya. Berdasarkan Computer User (2002) dalam jaringan, bandwidth dapat didefinisikan sebagai banyaknya data yang dapat dikirimkan melalui koneksi jaringan, dalam satuan bit per seconds (BPS). Secara umum, bandwidth dapat diartikan secara langsung kepada banyaknya data yang ditranmisikan atau diterima per unit waktu. Secara kualitatif bandwidth diartikan kepada kompleksitas dari data untuk level sistem performasi tertentu. Contoh dibutuhkan bandwidth lebih untuk men-dowloud gambar dalam satu detik daripada men-dowloud sebuah halaman teks dalam satu detiknya. Untuk menghubungkan sebuah komputer dengan komputer dibelahan benua lain yang berbeda jaringan WAN, maka komputer tersebut harus terhubung 9
terlebih dahulu melalui jaringan internet. Internet merupakan hubungan internasional antar seluruh komputer di dunia. Komputer-komputer ini saling terhubung melalui backbone internet internasional. Bandwidth internet adalah banyaknya data yang dapat diakses dari sambungan backbone internet internasional. Semakin besar bandwidth internet maka semakin banyak dan cepat data yang dapat diakses oleh komputer tersebut dari jaringan backbone internasional. Bandwidth internet biasanya dibedakan sesuai dengan alat-alat atau media yang digunakan untuk melakukan koneksi internet, contohnya adalah dial up, LAN dial up, ISDN, kabel modem, DSL, wireless, yang kesemuanya itu memiliki kecepatan yang berbeda sesuai dengan kemampuan media transfernya. Tabel 2.1 Besar Bandwidth berdasarkan Jenis Media
( Sumber: Cisconetacad.net )
Saat ini tidak banyak pilihan bagi pengguna internet mendapatkan bandwidth yang dapat digunakan untuk aplikasi mereka yang bervolume besar. 10
Perkembangan yang terus ditingkatkan agar dapat menyediakan bandwidth sesuai dengan kebutuhan dari pengguna. Namun menurut McClimans sendiri merekomendasikan agar bandwidth digunakan secara fleksibel sehingga memenuhi kebutuhan perusahaan dibandingkan dengan mencari atau menambah besarnya bandwidth yang nantinya menjadi sia-sia dan menambah biaya perusahaan.
2.1.2 Topologi Jaringan Topologi jaringan adalah struktur dari jaringan. Topologi ada dua jenis yaitu topologi fisik dan topologi logika. Topologi fisik adalah layout sebenarnya dari kabel dan media. Topologi logika adalah bagaimana media itu diakses oleh host untuk mengirim data.
Gambar 2.3 Jenis-jenis Topologi Jaringan (sumber Cisconetacad.net)
11
Topologi fisik yang biasanya digunakan adalah : •
Topologi bus menggunakan sebuah kabel backbone tunggal yang berakhir di kedua sisi. Semua host terhubung secara langsung ke backbone ini.
•
Topologi ring menghubungkan satu host ke host lainnya dan host akhir terhubung dengan host pertama. Hal ini menciptakan kabel berbentuk ring.
•
Topologi star menghubungkan semua host ke sebuah titik pusat.
•
Topologi extended star menghubungkan star-star dengan dihubungkan melalui hub atau switch. Topologi ini dapat memperluas jangkauan dan cakupan dari jaringan.
•
Topologi hierarki mirip dengan topologi extended star. Tetapi, daripada menghubungkan hub dan switch bersama, sistem terhubung dengan komputer yang mengkontrol lalu lintas pada topologi.
•
Topologi mesh diimplementasikan untuk menyediakan sebanyak mungkin perlindungan dari gangguan servis. Penggunaan topologi mesh di sistem jaringan dari sebuah pembangkit nuklir dapat menjadi contoh yang tepat. Setiap host memiliki hubungan dengan semua host yang ada. Topologi logika dari sebuah jaringan adalah bagaimana host berkomunikasi
melewati media. dua tipe yang paling umum adalah broadcast dan token passing. Topologi broadcast berarti setiap host yang mengirim data mengirimkan data ke semua host pada jaringan. Host pertama yang datang, maka dilayani pertama. Ethernet bekerja seperti ini. Topologi yang kedua adalah token passing. Token passing mengontrol akses jaringan dengan memberikan sebuah elektronik token secara sequensial ke
12
setiap host. Ketika sebuah host menerima token, host itu dapat mengirimkan data pada jaringan. Jika host tidak mau mengirim data, token diberikan ke host berikutnya dan proses itu berulang dengan sendirinya. Dua contoh jaringan yang menggunakan token passing adalah token ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Sebuah variasi dari token ring dan FDDI adalah Arcnet. Arcnet adalah token passing pada topologi bus.
2.1.3 Klasifikasi Jaringan Berdasarkan Jarak Menurut
Tanenbaum
(1998,
p6-9)
Kriteria
alternatif
untuk
mengklasifikasikan jaringan adalah didasarkan pada jaraknya. Komputer-komputer yang berkomunikasi dengan cara bertukar data atau pesan melalui media jaringan baik berupa kabel ataupun wireless pada jarak tertentu, jaringan seperti ini dapat dibagi menjadi Local Area Network (LAN), Metropolitan Area Network (MAN), dan Wide Area Network (WAN). Jarak merupakan hal yang penting sebagai ukuran klasifikasi karena diperlukan teknik-teknik yang berbeda untuk jarak yang berbeda. Local Area Network (LAN) LAN terdiri dari komponen berikut: •
Komputer
•
Network Interface Cards
•
Alat-alat peripheral
•
Media Jaringan
•
Alat-alat Network
13
LAN memungkinkan untuk bisnis yang menggunakan teknologi komputer untuk membagi file secara lokal dan printer secara efisien, dan membuat komunikasi internal menjadi mungkin. Contoh yang baik dari teknologi ini adalah e-mail. LAN menghubungkan data, komunikasi lokal, dan perlengkapan komputer bersama. Beberapa teknologi LAN yang umum adalah: •
Ethernet
•
Token Ring
•
FDDI
Metropolitan Area Network (MAN) MAN pada dasarnya merupakan versi LAN yang berukuran lebih besar dan biasanya menggunakan teknologi yang sama dengan LAN. MAN dapat mencakup kantor-kantor perusahaan yang berdekatan atau juga sebuah kota. MAN mampu menunjang data dan suara, dan bahkan dapat berhubungan dengan jaringan televisi kabel. Wide Area Network (WAN) WAN menghubungkan LAN-LAN, yang kemudian menyediakan akses ke komputer atau server di lokasi lain. Karena WAN menghubungkan jaringan user pada area geografi yang luas, WAN memungkinkan bisnis untuk berkomunikasi melewati jarak yang jauh. Menggunakan WAN memungkinkan komputer, printer, dan alat-alat lain pada LAN untuk membagi dan dibagi dengan lokasi yang jauh. WAN menyediakan komunikasi instan melewati area geografi yang luas. Kemampuan untuk mengirim pesan instan kepada seseorang dimanapun di dunia
14
menyediakan kemampuan komunikasi yang sama yang biasanya hanya dimungkinkan jika orang-orang berada di dalam kantor yang sama. Software kolaborasi menyediakan akses ke informasi real-time dan sumber yang memungkinkan pertemuan dilaksanakan secara jarak jauh, daripada harus secara langsung berada di pertemuan tersebut. Jaringan WAN juga telah menciptakan jenis pekerja baru yang disebut telecommuters, orang yang tidak harus meninggalkan rumah untuk melakukan pekerjaannya. WAN didesain untuk mengerjakan : •
Beroperasi melewati area geografi yang luas dan terpisah.
•
Memungkinkan user untuk melakukan komunikasi real-time dengan user lain
•
Menyediakan sumber jarak jauh yang terhubung dengan servis lokal secara full time
•
Menyediakan e-mail, world wide web, mentransfer file, dan servis e-commerce
Beberapa teknologi WAN yang umum: •
Modem
•
Integrated Services Digital Network (ISDN)
•
Digital Subscriber Line (DSL)
•
Frame Relay
•
US (T) dan Eropa (E) seri pembawa - T1, E1, T3, E3
•
Synchronous Optical Network (SONET)
15
2.1.4 Karakteristik dan Fungsi CLIENT - SERVER Dalam sebuah lingkungan client-server, layanan jaringan berada pada komputer yang dedicated yang disebut server. Server merespon permintaan dari client. Server adalah sebuah komputer pusat yang secara terus-menerus dapat merespon permintaan dari client untuk file, print, aplikasi, dan servis lainnya. Banyak operating system jaringan mengadopsi bentuk hubungan client-server. Secara khusus, komputer desktop berfungsi sebagai client dan satu atau lebih komputer dengan tambahan tenaga processing, memori, dan software khusus yang berfungsi sebagai server. Server didesain untuk menangani permintaan dari banyak client bersamaan. Sebelum client dapat mengakses server, client harus diidentifikasi dan diauthorisasi untuk menggunakan server. Hal ini dilakukan dengan memberikan client account name dan password yang diverifikasi oleh fungsi authentifikasi. Fungsi authentifikasi bertindak sebagai penjaga untuk menjaga akses ke jaringan. Dengan sentralisasi dari account user, security, dan control akses, jaringan berbasis server memudahkan administrasi dari jaringan yang lebih besar. Pemusatan sumber daya jaringan seperti file, printer, dan aplikasi pada server juga membuat data lebih mudah untuk di back-up dan dirawat. Daripada memiliki sumber daya yang tersebar diantara mesin-mesin individual, sumber daya dapat diletakan pada server yang spesialis untuk akses yang lebih mudah. Banyak sistem client-server juga mengandung fasilitas untuk mempertinggi jaringan dengan menambah fungsi baru yang memperluas kegunaan dari jaringan. Distribusi dari fungsi dalam jaringan client-server membawa keunggulan yang besar, tetapi hal itu juga membawa beberapa biaya. Walaupun sistem 16
kesatuan dari sumber daya pada server menyebabkan keamanan yang lebih baik, akses yang lebih mudah, dan kendali yang terkoordinasi, server mengenalkan sebuah point tunggal dari kegagalan pada jaringan. Tanpa sebuah server operasional, jaringan tidak dapat bekerja sama sekali. Server membutuhkan staff yang terlatih dan ahli untuk menjaga kesinambungannya. Hal ini meningkatkan biaya dari menjalankan jaringan. Sistem server juga membutuhkan hardware tambahan dan software khusus yang membuat bertambahnya biaya.
2.1.5 Sistem E-MAIL dan MAIL-SERVER E-mail adalah sarana kirim mengirim surat melalui jalur internet. Dengan surat biasa kita perlu membeli prangko sebagai biaya pengiriman, tetapi e-mail tidak perlu memakai biaya untuk mengirim. Biaya yang mungkin dikeluarkan hanyalah biaya untuk membayar koneksi internet. E-mail sudah mulai dipakai di tahun 1960-an. Pada saat itu Internet belum terbentuk, yang ada hanyalah kumpulan 'mainframe' yang terbentuk sebagai jaringan. Mulai tahun 1980-an e-mail sudah bisa dinikmati oleh khalayak umum. Sekarang ini banyak perusahaan pos di berbagai negara menurun penghasilannya disebabkan masyarakat sudah tidak lagi memakai jasa pos. Pada umumnya sistem e-mail terdiri dari dua buah subsistem: User agent, yang mengijinkan orang untuk membaca dan mengirim e-mail, dan message transfer agent, yang memindahkan pesan dari sumber ke tujuan. Umumnya, sistem email mempunyai lima fungsi dasar (Tanenbaum, 1997, pp224-225): 1. Komposisi, berkaitan dengan proses pembuatan pesan dan jawaban. sembarang editor teks dapat dipakai untuk membuat badan pesan, sistemnya sendiri dapat 17
menyediakan bantuan berupa pengalamatan dan sejumlah field header yang dilampirkan ke setiap pesan. Misalnya, pada saat menjawab sebuah pesan, sistem email dapat memisahkan alamat-alamat pengirim dari email yang masuk dan secara otomatis menyisipkannya ketempat yang tepat pada email jawaban. 2. Transfer, berkaitan dengan pemindahan pesan dari pengirim ke penerima. Umumnya, proses ini memerlukan pembentukan koneksi dengan tujuan atau beberapa mesin perantara, pembuat output pesan, dan pelepasan koneksi. Sistem email harus melakukan ini secara otomatis, tanpa mengganggu pengguna. 3. Pelaporan, bertugas untuk memberitahukan pengirim tentang apa yang telah terjadi dengan pesan yang dikirimkannya. Apakah pesan itu telah diantarkan? Ditolak? Atau hilang? Konfirmasi pengantaran merupakan hal yang penting dan bahkan dapat memiliki kepentingan secara hukum. 4. Displaying, peragaan pesan masuk diperlukan, sehingga orang dapat membaca email. Kadang-kadang diperlukan konversi atau viewer khusus. Misalnya, bila pesannya berupa file PostScript atau suara yang didigitasi, konversi sederhana dan pembuatan format dapat diperlukan juga. 5. Disposisi, merupakan langkah terakhir dan berkaitan dengan yang dikerjakan penerima setelah menerima email. Terdapat beberapa kemungkinan, seperti membuangnya sebelum dibaca, membuangnya setelah dibaca, menyimpannya, dll. Mungkin juga untuk mencari dan membaca ulang email yang telah disimpan, meneruskannya, atau memprosesnya dengan cara yang lain. Sebagian besar sistem mengizinkan pengguna untuk membuat kotak surat (MailBox) untuk menyimpan email masuk. Terdapat beberapa perintah untuk 18
membuat dan membuang kotak surat, memeriksa isi kotak surat, menyisipkan dan menghapus pesan dari kotak surat, dll. Manajer perusahaan sering kali perlu mengirimkan pesan kepada semua bawahannya, pelanggannya atau supplier-nya. Hal ini menyebabkan timbulnya ide milis (Mailing List), yang merupakan sebuah daftar alamat email. Ketika sebuah pesan dikirimkan ke milis, maka salinan yang identik dikirimkan ke setiap orang yang terdapat pada daftar. E-mail terdaftar merupakan ide penting lainnya. E-mail seperti ini mengijinkan pengiriman untuk mengetahui apakah pesan ini telah sampai. Sebaliknya, pemberitahuan otomatis tentang tidak sampainya e-mail sangat diperlukan. Pada kasus tertentu, pengirim dapat mengontrol pelaporan tentang apa yang terjadi pada e-mail yang telah dikirimkannya. E-mail disimpan di dalam mail server. Biasanya bila kita memakai koneksi ISP untuk sambungan ke internet, kita akan diberikan satu e-mail gratis. E-mail yang kita terima akan disimpan di mail server ISP. Terdapat dua cara untuk mengakses e-mail: •
Dengan cara menggunakan 'browser', seperti Internet Explorer. Metode seperti ini disebut sebagai 'Web Based', yang artinya kita menggunakan media web sebagai perantara ke kotak surat e-mail. Contoh: Yahoo Mail, Gmail
•
Menggunakan program e-mail (e-mail client), seperti: Eudora Mail, Outlook Express, Mutt. Dengan menggunakan program seperti ini, kita harus mengetahui konfigurasi yang bisa didapat dari ISP. Keuntungannya adalah kita dapat membaca e-mail kita tanpa perlu terhubung secara terus menerus dengan
19
Internet, dan puluhan e-mail dapat diterima dan dikirimkan secara bersamasama (sekaligus).
2.2 Sistem Cluster Sistem Cluster ialah gabungan dari beberapa sistem individual (komputer) yang dikumpulkan pada suatu lokasi, saling berbagi tempat penyimpanan data (storage), dan saling terhubung dalam jaringan lokal (Local Area Network). Sistem cluster memiliki persamaan dengan sistem paralel dalam hal menggabungkan beberapa CPU untuk meningkatkan kinerja komputasi. Jika salah satu mesin mengalami masalah dalam menjalankan tugas maka mesin lain dapat mengambil alih pelaksanaan tugas itu. Dengan demikian, sistem akan lebih andal dan fault tolerant dalam melakukan komputasi.
Gambar 2.4 Server dengan sistem Cluster
Hal yang menarik tentang sistem Cluster ialah bagaimana mengatur mesin-mesin penyusun sistem dalam berbagi tempat penyimpanan data (storage). Untuk saat ini, biasanya sistem Cluster hanya terdiri dari dua hingga empat mesin berhubung kerumitan dalam mengatur akses mesin-mesin ini ke tempat penyimpanan data.
20
2.2.1 Struktur Redundant Array of Independent (atau Inexpensive) Disks ( RAID ) Disk memiliki resiko untuk mengalami kerusakan. Kerusakan ini dapat berakibat turunnya kinerja atau pun hilangnya data. Meski pun terdapat backup data, tetap saja ada kemungkinan data yang hilang karena adanya perubahan setelah terakhir kali data di-backup. Karenanya reliabilitas dari suatu disk harus dapat terus ditingkatkan. Berbagai macam cara dilakukan untuk meningkatkan kinerja dan juga reliabilitas dari disk. Biasanya untuk meningkatkan kinerja, dilibatkan banyak disk sebagai satu unit penyimpanan. Tiap-tiap blok data dipecah ke dalam beberapa subblok, dan dibagi-bagi ke dalam disk-disk tersebut. Ketika mengirim data diskdisk tersebut bekerja secara paralel, sehingga dapat meningkatkan kecepatan transfer dalam membaca atau menulis data. Ditambah dengan sinkronisasi pada rotasi masing- masing disk, maka kinerja dari disk dapat ditingkatkan. Cara ini dikenal sebagai RAID -- Redundant Array of Independent (atau Inexpensive) Disks. Selain masalah kinerja RAID juga dapat meningkatkan realibilitas dari disk dengan jalan melakukan redundansi data. Tiga karakteristik umum dari RAID ini, yaitu: 1. RAID adalah sebuah set dari beberapa physical drive yang dipandang oleh sistem operasi sebagai sebuah logical drive. 2. Data didistribusikan ke dalam array dari beberapa physical drive. 3. Kapasitas disk yang berlebih digunakan untuk menyimpan informasi paritas, yang menjamin data dapat diperbaiki jika terjadi kegagalan pada salah satu disk.
21
Peningkatan Kehandalan dan Kinerja Peningkatan Kehandalan dan Kinerja dari disk dapat dicapai melalui dua cara: 1. Redundansi Peningkatan Kehandalan disk dapat dilakukan dengan redundansi, yaitu menyimpan informasi tambahan yang dapat dipakai untuk membentuk kembali informasi yang hilang jika suatu disk mengalami kegagalan. Salah satu teknik untuk redundansi ini adalah dengan cara mirroring atau shadowing, yaitu dengan membuat duplikasi dari tiap-tiap disk. Jadi, sebuah disk logical terdiri dari 2 disk physical, dan setiap penulisan dilakukan pada kedua disk, sehingga jika salah satu disk gagal, data masih dapat diambil dari disk yang lainnya, kecuali jika disk kedua gagal sebelum kegagalan pada disk pertama diperbaiki. Pada cara ini, berarti diperlukan media penyimpanan yang dua kali lebih besar daripada ukuran data sebenarnya. Akan tetapi, dengan cara ini pengaksesan disk yang dilakukan untuk membaca dapat ditingkatkan dua kali lipat. Hal ini dikarenakan setengah dari permintaan membaca dapat dikirim ke masing-masing disk. Cara lain yang digunakan adalah paritas blok interleaved, yaitu menyimpan blok-blok data pada beberapa disk dan blok paritas pada sebuah (atau sebagian kecil) disk. 2. Paralelisme Peningkatan kinerja dapat dilakukan dengan mengakses banyak disk secara paralel. Pada disk mirroring, di mana pengaksesan disk untuk membaca data menjadi dua kali lipat karena permintaan dapat dilakukan pada kedua disk, tetapi kecepatan transfer data pada setiap disk tetap sama. Kita dapat meningkatkan kecepatan transfer ini dengan cara melakukan data striping ke dalam beberapa
22
disk. Data striping, yaitu menggunakan sekelompok disk sebagai satu kesatuan unit penyimpanan, menyimpan bit data dari setiap byte secara terpisah pada beberapa disk (paralel). Level RAID RAID dapat dibagi menjadi enam level yang berbeda : 1. RAID level 0 RAID level 0 menggunakan kumpulan disk dengan striping pada level blok, tanpa redundansi. Jadi hanya menyimpan melakukan striping blok data ke dalam beberapa disk. Level ini sebenarnya tidak termasuk ke dalam kelompok RAID karena tidak menggunakan redundansi untuk peningkatan kinerjanya. 2. RAID level 1 RAID level 1 ini merupakan disk mirroring, menduplikat setiap disk. Cara ini dapat meningkatkan kinerja disk, tetapi jumlah disk yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat, sehingga biayanya menjadi sangat mahal. 3. RAID level 2 RAID level 2 ini merupakan pengorganisasian dengan error-correctingcode (ECC). Seperti pada memori di mana pendeteksian terjadinya error menggunakan paritas bit. Setiap byte data mempunyai sebuah paritas bit yang bersesuaian yang merepresentasikan jumlah bit di dalam byte data tersebut di mana paritas bit=0 jika jumlah bit genap atau paritas=1 jika ganjil. Jadi, jika salah satu bit pada data berubah, paritas berubah dan tidak sesuai dengan paritas bit yang tersimpan. Dengan demikian, apabila terjadi kegagalan pada salah satu disk, data dapat dibentuk kembali dengan membaca error-correction bit pada disk lain.
23
4. RAID level 3 RAID level 3 merupakan pengorganisasian dengan paritas bit interleaved. Pengorganisasian ini hampir sama dengan RAID level 2, perbedaannya adalah RAID level 3 ini hanya memerlukan sebuah disk redundan, berapa pun jumlah kumpulan disk-nya. Jadi tidak menggunakan ECC, melainkan hanya menggunakan sebuah bit paritas untuk sekumpulan bit yang mempunyai posisi yang sama pada setiap disk yang berisi data. Selain itu juga menggunakan data striping dan mengakses disk-disk secara paralel. 5. RAID level 4 RAID level 4 merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved, yaitu menggunakan striping data pada level blok, menyimpan sebuah paritas blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok data pada disk-disk lain yang bersesuaian. Jika sebuah disk gagal, blok paritas tersebut dapat digunakan untuk membentuk kembali blok-blok data pada disk yang gagal tadi. Kecepatan transfer untuk membaca data tinggi, karena setiap disk-disk data dapat diakses secara paralel. Demikian juga dengan penulisan, karena disk data dan paritas dapat ditulis secara paralel. 6. RAID level 5 RAID level 5 merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved tersebar. Data dan paritas disebar pada semua disk termasuk sebuah disk tambahan. Pada setiap blok, salah satu dari disk menyimpan paritas dan disk yang lainnya menyimpan data. Sebagai contoh, jika terdapat kumpulan dari 5 disk, paritas blok ke n akan disimpan pada disk (n mod 5) + 1; blok ke n dari empat disk yang lain menyimpan data yang sebenarnya dari blok tersebut. Sebuah paritas blok 24
tidak menyimpan paritas untuk blok data pada disk yang sama, karena kegagalan sebuah disk akan menyebabkan data hilang bersama dengan paritasnya dan data tersebut tidak dapat diperbaiki. Penyebaran paritas pada setiap disk ini menghindari penggunaan berlebihan dari sebuah paritas disk seperti pada RAID level 4. 7. RAID level 6 RAID level 6 disebut juga redundansi P+Q, seperti RAID level 5, tetapi menyimpan informasi redundan tambahan untuk mengantisipasi kegagalan dari beberapa disk sekaligus. RAID level 6 melakukan dua perhitungan paritas yang berbeda, kemudian disimpan di dalam blok-blok yang terpisah pada disk-disk yang berbeda. Jadi, jika disk data yang digunakan sebanyak n buah disk, maka jumlah disk yang dibutuhkan untuk RAID level 6 ini adalah n+2 disk. Keuntungan dari RAID level 6 ini adalah kehandalan data yang sangat tinggi, karena untuk menyebabkan data hilang, kegagalan harus terjadi pada tiga buah disk dalam interval rata-rata untuk perbaikan data Mean Time To Repair (MTTR). Kerugiannya yaitu penalti waktu pada saat penulisan data, karena setiap penulisan yang dilakukan akan mempengaruhi dua buah paritas blok. 8. RAID level 0+1 dan 1+0 RAID level 0+1 dan 1+0 ini merupakan kombinasi dari RAID level 0 dan 1. RAID level 0 memiliki kinerja yang baik, sedangkan RAID level 1 memiliki kehandalan. Namun, dalam kenyataannya kedua hal ini sama pentingnya. Dalam RAID 0+1, sekumpulan disk di-strip, kemudian strip tersebut di-mirror ke diskdisk yang lain, menghasilkan strip- strip data yang sama. Kombinasi lainnya yaitu RAID 1+0, di mana disk-disk di-mirror secara berpasangan, dan kemudian hasil 25
pasangan mirrornya di-strip. RAID 1+0 ini mempunyai keuntungan lebih dibandingkan dengan RAID 0+1.
2.2.2 Komponen dan Model-Model CLUSTER Definisi standar industri dari cluster (David Libertone, 2000) adalah dua atau lebih sistem komputer yang independent yang dialamatkan dan dimanage sebagai sebuah sistem yang tunggal. “ konsep dari cluster berasal dari Digital Equipment Corporation pada pertengahan tahun 1980 dengan pengenalan VAXCluster. VAX dapat diklasifikasikan sebagai sebuah komputer mini. Ide utama dari desain VAXCluster adalah “ tidak adanya kesalahan pada satu titik.” Hal ini berarti pararel hardware secara total dengan beberapa CPU, disk dan disk controller. Hardware yang redundant bukan merupakan syarat untuk menjalankan VAXCluster, tetapi dibutuhkan untuk memungkinkan kegagalan komponen hardware apapun tanpa mempengaruhi service yang ditawarkan oleh cluster secara keseluruhan. Ada empat komponen dasar pada fungsional cluster. Pertama adalah penghilangan kegagalan dari satu titik. Sebuah koneksi user seharusnya tidak boleh mengalami resiko down disebabkan salah satu komponen hardware atau software cluster yang mengalami kegagalan. Kedua, cluster harus menyediakan scalability. Daripada harus mengganti komputer dengan yang lebih mahal dan lebih cepat, cluster harus memungkinkan pengenalan kemampuan processor yang lebih besar tanpa mengorbankan processor yang telah ada. Ketiga, cluster dapat menyediakan penggantian sumber daya diantara processor. Jika sebuah direktori sedang diakses melalui salah satu anggota cluster dan anggota cluster mengalami 26
off-line, sumber daya direktori harus dapat ditangani oleh anggota cluster yang lain. Terakhir, cluster harus menyediakan sharing sumber daya seperti disk dan printer. • Solusi Cluster Aktif / Pasif Dalam solusi aktif / pasif, sebuah server yang standby memonitor signal yang terus-menerus dari server aktif. Server standby tetap menjadi backup, mode pasif tetap berjalan sampai diketahui bahwa server aktif telah gagal (failed). Kemudian server standby on-line dan mengambil kendali dari cluster. Saat server utama kembali on-line, intervensi manual mungkin dibutuhkan oleh administrator untuk mengembalikan state asli mereka. Tergantung pada implementasi, cluster mungkin harus menjadi off-line untuk kembali ke konfigurasi utama. Aktif / Aktif Dalam konfigurasi aktif / aktif, semua server dalam cluster dapat menjalankan aplikasi dan berlaku sebagai server backup terhadap anggota cluster lainnya. Tidak terdapat konsep sebuah server utama atau server standby. Semua server dapat secara dinamis mengambil peran keduanya. • Model – Model Cluster Implementasi cluster dapat ditempatkan pada satu atau dua kategori. Cluster dapat berbagi cluster resource. Berarti bahwa resource seperti sebuah file dapat secara fisik diakses oleh lebih dari satu anggota cluster secara bersamaan. • Shared Resource Cluster
27
Dalam shared resource cluster, aplikasi berjalan dalam sebuah cluster yang dapat mengakses semua sumber daya hardware yang terhubung dengan node manapun dalam cluster. Sebagai hasilnya, akses ke data harus disinkronisasi. Pada beberapa implementasi, sebuah komponen spesial yang disebut Distributed Lock Manager (DLM) digunakan untuk tujuan ini. Sebuah DLM adalah sebuah service yang mengatur akses ke cluster sumber daya hardware. Ketika beberapa aplikasi mengakses sumber daya yang sama, DLM mengatasi konflik-konflik yang akan terjadi. Seiring dengan pengalaman dan kompleksitas, DLM menambah beban tambahan yang penting ke cluster. Banyak dari hal ini menambah traffic diantara node-node; tetapi perubahan penampilan juga dirasakan dalam kaitan dengan hilangnya akses serial ke sumber daya hardware. • Distributed Lock Manager Distributed Lock Manager adalah perangkat lunak yang mengkoordinasi akses resource antara anggota cluster. Secara umum, sebuah distributed lock manager terdiri dari dua struktur. Pertama adalah sebuah tabel yang menitik beratkan ke semua lock blocks yang berada pada sistem. Struktur yang kedua adalah sebuah tabel resource dan anggota cluster yang di-lock untuk meletakkan resource di suatu tempat. Terdapat dua kerugian utama untuk menjalankan sebuah distributed lock manager. Pertama adalah kompleksitas dari distribusi lock database. Kerugian kedua adalah dalam area sistem operasi caching.
28
• Shared Nothing Cluster Dalam implementasi ini resource tidak dapat dibagi secara bersamaan antara anggota cluster. Dalam model ini, setiap node cluster akan memiliki sebuah subset dari resource perangkat keras yang merupakan bagian dari cluster. Hasilnya, hanya satu node yang dapat memiliki dan mengakses sebuah resource pada suatu waktu. Keuntungan dari model ini adalah mencegah overhead terasosiasi dengan sebuah distributed lock manager. Kerugian dari shared nothing cluster adalah load balancing dan resource failover. Biasanya, Microsoft Cluster Server dan Windows Cluster Service menggunakan shared nothing model. Karena model ini tidak menggunakan DLM, model ini tidak memiliki beban tambahan dengan menggunakan servis. Dalam shared nothing model, hanya satu node yang dapat memiliki dan mengakses sebuah sumber daya hardware tunggal pada setiap waktu yang diberikan. Ketika kegagalan terjadi, sebuah node yang bertahan dapat mengambil kepemilikan dari sumber daya node yang mengalami kegagalan dan membuat sumber daya itu dapat digunakan oleh user. Ketika kedua Microsoft Cluster Server dan Windows Cluster Service mendukung shared nothing model, mereka dapat menggunakan shared device model, tetapi jika aplikasi cluster menyediakan DLM sendiri. • Service Cluster Service cluster pada sebuah node dapat berada dalam keadaan salah satu dari state yang ada. State ini antara lain :
29
Off Line Jika state sedang off line, node tidak berfungsi sebagai anggota cluster. Node mungkin tidak start, service cluster mungkin gagal saat startup, atau service cluster mungkin belum dikonfigurasi untuk start. On Line Jika state sedang on line, node berfungsi sebagai anggota cluster. Berpartisipasi dalam grup dan kepemilikan resource dan digenerasi atau merespon heartbeat. Paused Dalam state paused, node juga berfungsi sebagai anggota cluster. Perbedaannya dengan state on line adalah node paused tidak memiliki grup apapun atau resource. Tujuan dari node ini adalah untuk menyediakan kemampuan untuk meningkatkan aplikasi tanpa menginterfensi aktifitas cluster.
• Database Manager Database manager bertanggung jawab untuk mengatur cluster database. Cluster database mengandung informasi seperti nama cluster, tipe resource, grup, dan resource. Database cluster disimpan dalam register dari setiap anggota cluster. Pengatur database pada setiap anggota cluster saling berkoordinasi untuk menjaga kekonsistenan informasi konfigurasi cluster. Pengatur database juga memiliki tanggung jawab untuk mengawasi perubahan cluster database. • Event Processor
30
Event processor bertanggung jawab untuk proses inisialisasi service cluster dan
melakukan
cleanup
saat
sebuah
anggota
cluster
keluar.
Untuk
mengimplementasi control ini, event processor mengimplementasi dua substate untuk service cluster : 1. Initializing Service cluster berada dalam proses start. Setelah event processor meletakkan service cluster ke state ini, event processor memanggil pengatur untuk melanjutkan proses inisialisasi. 2. Exiting Service cluster berada dalam proses cleanup sebelum keluar. • Node Manager Node manager bertanggung jawab untuk mentracking status dari anggota cluster lainnya. Jika sebuah anggota cluster off-line, sangat butuh merelokasi setiap resource yang dimiliki anggota yang gagal. Node manager mencari jejak status anggota cluster dengan mendengar “hearbeats”. Node manager juga terlibat saat sebuah komputer tampil atau ikut dalam sebuah cluster. Saat sebuah anggota cluster menginisialisasi service cluster, ia melalui beberapa transisi “state” dalam konteks menjadi anggota cluster. State ini terdiri dari : 1. Member search Node berusaha mealokasi sebuah anggota cluster on-line. Hal ini digunakan untuk menentukan apakah sebuah cluster telah keluar dan dapat digunakan untuk ikut dalam cluster. 2. Quorum Disk Search 31
Node berusaha mealokasi sebuah disk quorum yang mana dapat disinkronisasi dengan konfigurasi cluster dari register untuk menampilkan sebuah cluster. 3. Dormant Node tidak dapat menemukan sebuah anggota cluster on-line atau sebuah disk quorum. Jika kedua komponen dapat dialokasikan, anggota tidak dapat tampil atau mengikuti sebuah cluster dan menjadi sebuah state “sleeping”. 4. Forming Node tidak dapat melokasikan sebuah cluster on-line, tapi dapat melokasikan disk quorum dan sedang dalam proses pembuatan sebuah cluster. 5. Joining Node telah menemukan sebuah anggota cluster yang on-line dan melakukan negosiasi untuk mengikuti cluster. Jika negosiasi tidak berhasil, pengatur node mengembalikan sebuah pesan gagal ke event processor.
• Communication Manager Fungsi dari communication manager sebagai sebuah mekanisme transport level rendah untuk semua komponen service cluster agar dapat berkomunikasi antara node. Communication manager bertanggung jawab untuk : -
Heartbeat
-
Resource grup push dan pull
-
Transisi state resource
-
Node ikut atau keluar dari cluster.
32
• Global Update Manager Global Update Manager berfungsi sebagai sebuah dispatcher. Ia menyediakan sebuah mekanisme untuk inisiasi komponen service cluster dan mengatur update. Sebagai contoh, sebuah administrator memiliki kemampuan melalui administrasi cluster untuk merubah state dari sebuah resource atau grup antara on-line dan off-line. • Resource Manager Resource Manager bertanggung jawab untuk semua interaksi kontrol dengan resource. Meliputi membawa sebuah resource on-line, membawa sebuah resource off-line, dan menampilkan failover dari resource ke anggota cluster lainnya. Resource manager bergantung pada informasi dari pengatur lainnya seperti node manager dan satu atau lebih monitor resource untuk cluster, node, grup, dan status resource. Failover Resource manager bertanggung jawab untuk memindahkan resource diantara anggota cluster untuk menjaga resource on-line sebanyak mungkin. Satu kejadian dimana ditangani resource manager adalah saat anggota dalam keadaan off-line. Pada kasus ini resource manager akan merealokasi semua resource cluster ke sisa anggota cluster lainnya selama anggota cluster yang ada telah diidentifikasi sebagai pemilik resource yang mungkin.
33
Failback Failback adalah proses pergerakan kembalinya resource ke anggota cluster asli yang memiliki resource. Failback hanya dapat terjadi setelah sebuah failover dari sebuah resource. • Resource Monitor Resource Monitor adalah komponen kedua dari perangkat lunak cluster. Resource monitor berjalan sebagai sebuah proses dari sistem operasi. Satu resource monitor dapat mendukung satu atau lebih resource. Resource monitor diciptakan oleh service cluster dimana resource dibawa on-line. Resource monitor mencari state on-line/off-line dari resource. Jika sebuah state resource berubah, resource monitor tidak melakukan aksi apapun pada state tersebut. Setiap resource monitor mengandung sebuah thread “poller”. Thread ini digunakan untuk mendeteksi kegagalan resource, yang terdiri dari •
LooksAlive Interval Ini adalah pengecekan cepat oleh resource monitor untuk menentukan apakah sebuah resource tetap berjalan.
•
IsAlive Interval Sebuah pengecekan detail lebih dibuat untuk meverefikasi state dari resource. Polling terjadi saat interval ini apakah dalam keadaan on-line atau off-line.
• Virtual server Virtual server adalah sebuah file atau aplikasi server secara logika. Tidak terdapat komponen fisik dalam service cluster Microsoft yang merepresentasikan
34
sebuah virtual server, virtual server terbentuk dari dua resource yang terpisah, nama jaringan yang unik dan alamat IP yang unik. Sebuah resource diasosiasi dengan sebuah virtual server oleh hubungan nama jaringan dan alamat IP. • Clustering Exchange Server Exchange server adalah satu dari dua aplikasi utama, yang lain berupa SQL Server, dirilis oleh Microsoft dalam sebuah edisi enterprise, yang dimana menyediakan dukungan cluster-aware untuk instalasi ke sebuah lingkungan micosoft cluster. • Exchange Server Micosoft Exchange Server memfasilitas aliran dari informasi di dalam dan antara organisasi. Lebih dari pesan sederhana, exchange server menggabungkan sebuah keamanan dan informasi yang dipercaya disimpan dengan sebuah direktori database yang kokoh dan service yang diperlukan, konektor, dan agent untuk menyediakan autorisasi pengguna dengan tepat, akses enterprise ke informasi resource yang mengandung badan hukum. Exchange server menyediakan service pada sisi server ke range diluar komunikasi client melalui MAPI, SMTP, POP3, IMAP4, NNTP, dan protokol pesan HTTP.
35
