BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Virtual Machine Pengertian virtual machine yang telah disebutkan pada BAB I adalah merupakan sebuah mesin yang mempunyai dasar logika yang menggunakan pendekatan lapisan-lapisan (layers) dari sistem komputer. Menurut Fiuczynski (2009) “Virtual machine adalah sebuah perangkat lunak yang mengimplementasikan sistem komputer dan menjalankan beberapa intruksi fisik mesin”. Konsep dasar dari virtual machine ini tidak jauh berbeda dengan pendekatan berlapis, hanya saja konsep ini memberikan sedikit tambahan berupa antarmuka yang menghubungkan perangkat keras dengan kernel untuk tiap-tiap proses, gambar 2.1 menunjukkan konsep tersebut. Virtual machine menyediakan antarmuka yang identik untuk perangkat keras yang ada. Sistem operasi dapat membuat untuk beberapa proses, masing-masing mengeksekusi processor masing-masing untuk memori masing-masing.
6
Gambar 2.1 Struktur Virtual Machine Teknologi virtual machine memiliki banyak kegunaan seperti memungkinkan konsolidasi perangkat keras, memudahkan recovery sistem, dan menjalankan perangkat lunak terdahulu. Salah satu penerapan penting dari teknologi virtual machine adalah integrasi lintas platform, beberapa penerapan adalah sebagai berikut : 1. Konsolidasi server. Jika beberapa server menjalankan aplikasi yang hanya menggunakan beberapa sumber daya virtual machine dapat digunakan untuk menggabungkan aplikasi tersebut sehingga berjalan pada satu server, walaupun aplikasi tersebut memerlukan sistem operasi yang berbeda-beda. 2. Otomasi dan Konsolidasi Lingkungan Pengembangan Dan Testing. Setiap virtual machine berperan sebagai lingkungan yang berbeda, ini memudahkan pengembangan sehingga tidak perlu menyediakan lingkungan secara fisik.
7
3. Menjalankan Perangkat Punak Terdahulu. Sistem operasi dan perangkat lunak terdahulu dapat dijalankan pada sistem yang lebih baru. 4. Memudahkan Recovery Sistem. Solusi virtualisasi dapat dipakai untuk rencana recovery sistem yang memerlukan probabilitas dan fleksibilitas antar platform. 5. Demonstrasi Perangkat Lunak. Dengan teknologi virtual machine, sistem operasi yang bersih dan konfigurasinya dapat disediakan secara cepat. 2.1.1 Kelebihan Virtual Machine (VM) Teknologi virtual machine memiliki beberapa kelebihan, antara lain: 1. Keamanan Virtual machine memiliki perlingdungan yang lengkap berbagi sumber daya yaitu meniadakan pembagian sumber daya secara langsung, sehingga tidak ada masalah proteksi dalam virtual machine. Sistem virtual machine adalah teknik yang sempurna untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Dengan virtual machine, jika terdapat suatu perubahan pada satu bagian dari mesin, maka dijamin tidak akan mengubah komponen lainnya. 2. Memungkinkan Untuk Mendefinikan Suatu Jaringan dari Virtual Machine Setiap pengiriman informasi melalui jaringan komunikasi virtual machine, satu jaringan dapat dimodelkan setelah komunikasi fisik jaringan diimplementasikan pada perangkat lunak.
8
2.1.2 Kekurangan Virtual Machine (VM) Beberapa kekurangan utama dari konsep virtual machine, diantaranya adalah: 1. Sistem Penyimpanan Sebagai contoh kesulitan dalam sistem penyimpanan adalah sebagai berikut, satu mesin yang memiliki 3 disk drive untuk mendukung 7 virtual machine. Keadaan ini jelas tidak memungkinkan untuk dapat mengalokasikan setiap disk drive untuk tiap virtual machine, karena perangkat lunak untuk virtual machine sendiri akan membutuhkan ruang disk secara substansial untuk menyediakan memori virtual dan spooling. 2. Pengimplementasian Sulit. Meski konsep virtual machine cukup baik, namun virtual machine sulit diimplementasikan. 2.2 Jenis–Jenis Virtual Machine Adapun jenis-jenis dari virtual machine adalah sebagai berikut : 2.2.1 Sistem Virtual Machine Sistem virtual machine memungkinkan pembagian sumber daya perangkat keras yang ada ke dalam virtual machine yang berbeda, masing-masing menjalankan sistem operasinya sendiri. Lapisan perangkat lunak yang menyediakan virtualisasi disebut virtual machine monitor atau hypervisor. Sebuah hypervisor bisa berjalan pada perangkat keras (native virtual machine) atau di atas sebuah sistem operasi (hosted virtual machine). Keunggulan utama dan virtual machine sistem adalah:
9
1. Berbagai lingkungan sistem operasi dapat berjalan pada komputer yang sama, dalam isolasi antara lingkungan yang kuat. 2. Virtual machine dapat menyediakan instruction set architecture (ISA) yang berbeda dengan yang ada pada perangkat keras. Sistem operasi guest (berjalan diatas virtual machine) tidak harus merupakan sistem operasi yang sama. Penggunaan virtual machine untuk mendukung berbagai sistem operasi yang berbeda menjadi populer pada embedded system, dimana sistem operasi real time digunakan bersamaan dengan sistem operasi high level seperti Linux atau Windows. Kegunaan lainnya adalah untuk men-sandbox (mengisolasi perubahan kode-kode yang masih belum terpercaya) dari OS yang belum bisa dipercaya, karena masih dalam tahap pengembangan. Virtual machine memiliki manfaat lain pada pengembangan sistem operasi seperti akses debugging yang lebih baik dan reboot yang lebih cepat. 2.2.2 Proses Virtual Machine Proses suatu virtual machine, kadang disebut application virtual machine, berjalan sebagai aplikasi normal di dalam sebuah sistem operasi dan mendukung satu proses. Proses virtual machine diciptakan saat proses tersebut dimulai dan dihancurkan (destroyed) ketika prosesnya exit. Tujuannya adalah menyediakan environment pemrograman yang platformindependent yang mengabstraksi detail perangkat lunak atau sistem operasi, dan mengizinkan suatu program tereksekusi dengan cara yang sama pada platform manapun. 2.2.3 Virtualisasi Penuh Virtualisasi penuh dalam ilmu komputer ialah teknik virtualisasi yang digunakan untuk implementasi pada berbagai macam lingkungan virtual machine, dimana pada virtualisasi penuh menyediakan simulasi lengkap dari perangkat keras. Simulasi lengkap ini
10
menyebabkan semua perangkat lunak yang bisa dieksekusi langsung pada perangkat keras dieksekusi juga pada virtual machine, termasuk semua sistem operasi. 2.2.4 Virtualisasi Paruh Virtualisasi paruh dalam ilmu komputer ialah teknik virtualisasi yang digunakan untuk pengimplementasian pada berbagai macam lingkungan virtual machine, yang mana pada virtualisasi paruh ini lingkungan virtual machine hanya menyediakan simulasi perangkat keras secara sebagian saja. Tidak semua fitur perangkat keras disimulasikan sehingga tidak semua perangkat lunak dapat berjalan tanpa di modifikasi terlebih dahulu. 2.2.5 Virtualisasi Asli Virtualisasi asli adalah teknik virtual machine ini digunakan untuk mensimulasikan suatu environment perangkat keras lengkap supaya sistem operasi yang tidak dimodifikasi dapat dijalankan untuk tipe CPU yang sama terisolasi lengkap di dalam wadah virtual machine. Native virtualization memanfaatkan kemampuan bantuan perangkat keras yang tersedia di dalam prosesor-prosesor termutakhir dari Intel (Intel VT) dan Advanced Micro Devices (AMD-V) untuk menyediakan kinerja yang mendekati sistem aslinya. 2.3 VMware Workstation Versi 9. VMware Workstation merupakan software yang digunakan untuk membuat virtual machine, dan software ini juga bisa membangun bentuk jaringan yaitu LAN (Lokal Are Network) yang tidak membutuhkan perangkat yang banyak. VMware ini
adalah solusi
virtualisasi untuk linux hardware x86 yang extensi virtualisasi (Intel VT atau AMD-V).
11
Menggunakan VMware Workstation, dapat menjalankan beberapa sistem operasi secara bersamaan. Setiap virtual machine akan memiliki virtual hardware tersendiri (kartu jaringan, disk, kartu grafis, dll). 2.4 Model Antrian Antrian adalah suatu keadaan job untuk dilakukan proses pelayanan. Sifat fundamental masalah antrian mencakup suatu
keseimbangan antara waktu
pelayanan, terdapat pada grafik di bawah ini:
Gambar 2.2 Masalah Antrian
2.4.1 Komponen Dasar Dalam Sistem Antrian Komponen yang mempengaruhi sistem antrian : 1. Input
12
menunggu dan waktu
Distribusi jumlah kedatangan per satuan waktu, jumlah antrian yang dimungkinkan, maksimal panjang antrian, maksimal jumlah job. 2. Proses Layanan Distribusi waktu pelayanan pelanggan, jumlah server, konstruksi (paralel/seri). 3. Disiplin Antrian FIFO, LIFO, random, seleksi prioritas Komponen dasar model antrian sistem komputer : 1. Server secara umum digunakan sebagai model resource yang diminta oleh suatu job tertentu. 2. Job sudah berada dalam model antrian sejak awal. 3. Setiap server dapat melayani terbatas pada maksimum jumlah job yang dapat dilayaninya dalam waktu yang bersamaan. Ini sering disebut jumlah channel server. Job yang mendapatkan server sedang sibuk akan menunggu dalam antrian sampai giliranya tiba. Setiap server memiliki paling tidak satu antrian, istilah pusat layanan sering digunakan untuk mengidentifikasikan server dan antriannya. Dalam beberapa kasus, pusat layanan terdiri dari beberapa server. Job secara umum permintaan dari server untuk sejumlah waktu tertentu (service time) dan bergabung dalam pusat layanan secara instan yang disebut waktu kedatangan job dalam pusat layanan tersebut.
13
Gambar 2.3 Komponen dasar Antrian Keterangan gambar 2.3 adalah : a. 1 adalah populasi job b. 2 adalah waktu kedatangan c. 3 adalah waktu menunggu d. 4 adalah disiplin pelayanan e. 5 adalah distribusi waktu pelanayan f. 6 adalah jumlah server
Model antrian didefinisikan oleh : 1.
Sumber
2.
Pusat layanan (service center)
3.
Interkoneksi. Menetapkan path tertentu tempat suatu job diizinkan melewatinya dari pusat layanan ke pusat layanan lain.
Karakteristik sumber :
14
1.
Tipenya adalah terbatas atau tidak terbatas. Jika sumber terbatas, maksimum jumlah job yang dibuat oleh source dalam suatu model mengandung batas atas tertentu.
2.
Distribusi interval masing-masing job yang berturut-turut (waktu interarrival).
3.
Permintaan setiap job untuk dilayani oleh setiap pusat layanan terdapat dalam model, jika setiap tipe permintaan didistribusi secara bersamaan untuk semua job perlu dipertimbangkan permintaan itu menjadi salah satu karakteristik hubungan antara pusat layanan.
Karakteristik Pusat Layanan : 1.
Jumlah dan kapasitas dalam antrian, kapasitas antrian adalah jumlah maksimum job yang dapat ditampung.
2.
Jumlah server dan jumlah channel pada setiap server tersebut.
3.
Kecepatan server, jika permintaan suatu job d diberikan dalam unit layanan, dan v adalah kecepatan server dalam memberikan layanan per waktu unit, maka waktu layanan ts = d/v. Mean rate layanan server pada periode waktu yang telah lewat didefinisikan sebagai 1/mean ts, dimana mean (ts) adalah mean waktu layanan yang telah lewat (terdapat dalam pemrosesan job per unit waktu, ketika kecepatan server ditetapkan dan permintaan layanan didistribusikan untuk semua job atau ke setiap kelas job tertentu), dapat mempertimbangkan distribusi waktu layanan sebagai salah satu karakteristik server.
4.
Tertib layanan yang akan terlihat dalam kondisi server mengakhiri layanan suatu job, bagaimana job selanjutnya yang akan dilayani dipilih dari antrian di pusat layanan dan bagaimana untuk job yang tidak lengkap misalnya.
Karakteristik elemen dalam menganalisa sistem antrian : 1.
Proses kedatangan (Arrival Process). Jika waktu kedatangan job t1, t2, ... tj, variabel random tauj = tj - t j-1 dinyatakan sebagai waktu interarrival. Ini secara umum
15
diasumsikan sebagai waktu interval dari urutan yang tidak tergantung dan terdistribusi secara identik (IID) oleh variabel random. 2.
Distribusi waktu layanan (Service Time Distribution). Waktu layanan adalah waktu yang dipakai pada server. Ini juga mengasumsikan suatu variabel random IID. Distribusi yang banyak digunakan adalah eksponensial, Erlang, hipereksponensial dan distribusi umum yang dapat diaplikasikan untuk semua layanan distribusi waktu.
3.
Jumlah Server, adalah jumlah server yang melayani sistem antrian. Ini diasumsikan identik ketika server itu menjadi bagian dari suatu sistem antrian. Jika server tersebut tidak identik, biasanya dikelompokkan berdasarkan kesamaannya masing-masing. Dalam kasus ini berarti setiap kelompok merupakan sistem antrian tersendiri.
4.
Kapasitas Sistem. Menyatakan jumlah maksimum job yang dapat berada dalam antrian, atau menunjukkan area yang tersedia dalam jaringan dan tentu akan menghindari waktu tunggu yang lama. Dalam sebagian besar sistem, nilai ini terbatas. Namun jika nilainya sangat besar, maka dapat diasumsikan sebagai nilai yang tidak terbatas.
5.
Besar Populasi adalah total jumlah job yang dapat datang ke server. Pada kebanyakan sistem nyata, nilai besar populasi ini terbatas, agar lebih mudah dianalisa, dibandingkan nilai yang tidak terbatas .
6.
Disiplin antrian. Parameter ini menjelaskan bagaimana perlakuan terhadap pemesanan job yang dilayani tersebut.
2.4.2 Proses Markov Rantai Markov, merupakan state diskrit proses Markov, adalah proses stochastic X(t) dengan state S0, S1, ... pada waktu probabilitas, tk+1 pada state Si hanya tergantung pada waktu state tk untuk setiap rangkaian waktu instan t1, t2, ... , tk+1 di mana t1 < t2 < ... < tk+1,
16
Proses dalam state Shi pada waktu t1 jika X(t1) = hi, hi menjadi integer, seperti gambar di bawah ini :
Gambar 2.4 State Proses Markov 2.4.3 Notasi Kendall Notasi Kendall ini digunakan untuk menspesifikasikan model antrian menurut Jain (2008), notasinya adalah
R
A/S/m/B/K/SD, dimana A adalah waktu distribusi, S adalah
distribusi waktu layanan, m adalah jumlah server, B adalah jumlah buffer (kapasitas sistem), K adalah besar populasi, SD adalah tertib layanan (service disciplin), A dan S biasanya dinyatakan dalam satu simbol huruf tertentu: a. M adalah eksponensial. Untuk properti memoryless, jika waktu interval terdistribusi secara eksponensial dengan mean 1/L, waktu yang diharapkan kedataangan
17
selanjutnya selalu 1/L dan tidak dianggap kedatangan terakhir. Disebut distribusi memorylees. b. Ek adalah Erlang dengan parameter k c. Hk adalah Hiper-eksponensial dengan parameter k d. D adalah deterministik. Distribusi ini menyatakan waktu konstan, tidak ada variasi waktu. e. G adalah hal yang umum (general). Distribusi yang tidak dikhususkan dan hasilnya tetap valid untuk semua jenis distribusi. Jika tidak dikhususkan, antrian diasumsikan memiliki kapasitas buffer dan jumlah populasi yang tidak terbatas, dan tertib layanan FCFS (First Come First Served).
18
Gambar 2.5 Variabel yang digunakan dalam Menganalisa Antrian
Keterangan gambar 2.5 adalah : a. t adalah waktu datang b. λ adalah waktu tunggu c. s adalah waktu pelayanan d. µ adalah akhir pelayanan e. n adalah jumlah job f. nq adalah jumlah job sedang menunggu g.
ns adalah jumlah job yang menerima layanan
h. r adalah waktu dalam sistem i. w adalah waktu menunggu j. m adalah jumlah server
Semua variabel di atas kecuali λ dan µ adalah variabel acak (random), sebagai besar model semua variabel akan mengalami beberapa kondisi sebagai berikut : 2.4.4 Kondisi Stabil Untuk mendapatkan kondisi ini, mean rate kedatangan harus lebih rendah dengan mean rate pelayanan : 𝜆 < 𝑚µ
Sistem akan tidak stabil, jika job bertambah secara kontinyu dan menjadi kondisi tak hingga. Kondisi ini tidak dapat diterapkan pada populasi yang terbatas dan untuk buffer yang terbatas. Dalam populasi sistem yang terbatas, panjang antrian juga terbatas, dengan
19
demikian sistem tidak mungkin menjadi stabil. Dan jika sistem buffer yang terbatas selalu stabil sejak kedatangan selesai, ketika jumlah job dalam sistem melebihi jumlah buffer, contoh suatu kapasitas sistem. 2.4.4.1 Jumlah Dalam Sistem vs Jumlah Dalam Antrian Jumlah job dalam sistem : 𝑁𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝑁𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒 + 𝑁𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒
Jika rate layanan pada setiap server tidak tergantung pada jumlah antrian, dan mendapatkan :
dan
2.4.4.2 Jumlah vs Waktu
𝐶𝑜𝑣 (𝑁𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒, 𝑁𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚) = 0 𝑉𝑎𝑟[𝑛] = 𝑉𝑎𝑟[𝑁𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒] + 𝑉𝑎𝑟[𝑁𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚]
Jika job tidak hilang akibat kekurangan tempat di buffer, mean jumlah job dalam sistem berhubungan dengan mean waktu respon pada persamaan :
𝑁𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝜆𝑡𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 Bernilai sama dengan :
𝑁𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝜆𝑡𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒
20
Pernyataan ini dikenal dengan hukum Little. Dalam buffer sistem yang terbatas, hukum ini dapat digunakan untuk mendapatkan rate kedatangan yang efektif, suatu rate dari job yang secara aktual masuk ke dalam sistem dan menerima layanan sistem. 2.4.4.3 Waktu Dalam Sistem vs Waktu Dalam Antrian Waktu yang dikeluarkan job dalam antrian sama dengan penjumlahan waktu menunggu dalam antrian dan waktu menerima layanan sistem. 𝑡𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝑡𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒 + 𝑡𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒
Jika rate layanan tidak tergantung pada jumlah job dalam antrian, maka : 𝐶𝑜𝑣 (𝑡𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒, 𝑡𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒) = 0
dan
Menurut hukum Little :
𝑉𝑎𝑟[𝑟] = 𝑉𝑎𝑟[𝑡𝑞𝑢𝑒𝑢𝑒] + 𝑉𝑎𝑟[𝑡𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒] λ=𝐴=
𝑁 𝑇
atau
2.4.5 Antrian Pada Jaringan (Network of queue)
𝑁=𝜆𝑡
Dengan mempertimbangkan model jaringan yang ditandai oleh label 1,2,.. N. Akan diasumsikan aturan rute yang ditempuh secara random, ketika meninggalkan suatu node, job node selanjutnya akan datang, atau memilih meninggalkan jaringan dengan pemilihan cara secara acak. Job meninggalkan node i menuju ke node j dengan probabilitas qij, dan meninggalkan jaringan dengan probabilitas qj0. Tentu probabilitas pemilihan rute haruslah didapat dari penjumlahan pada :
21
𝑁
� 𝑞µ = 1 𝑖=1
𝑞𝑖 = 1,2, … . 𝑁)
Probabilitas transisi internal dikumpulkan secara bersamaan dalam matrik rute 𝑄 = {𝑞µ; 1 ≤ 𝑖𝑗 ≤ 𝑁} Asumsi kedua, node ke- i (i = 1, 2, ... N) mengandung ri yang identik dengan server yang berkerja secara paralel, di mana waktu layanan tidak tergantung pada penyebaran variabel acak dengan mean waktu layanan Si; Setiap waktu job dimasukkan kembali, permintaan layanan dipilih kembali dengan suatu mekanisme pengambilan sampel secara acak. Banyaknya rate kedatangan ke dalam node dinyatakan dalam λi. Semua model diasumsikan konstan, ini adalah waktu invariant. Terdapat 2 Tipe jaringan, yaitu : 1. Jaringan terbuka (Open Network), dalam model ini job masuk ke jaringan dari kelompok tak hingga di luar sistem tersebut. Misalnya γi >0 untuk node ke-i, dan setiap job yang pada saat itu keluar, misalnya dari setiap node menjalani satu rute di jaringan menuju j dimana qj 0>0. 2. Jaringan Tertutup (Closed Network). Model ini memiliki nilai tetap K dari job yang selalu bersikulasi dari suatu node ke node lainnya. Kemudian job lain tidak ada yang masuk ke dalam jaringan dan tidak ada yang keluar. Dalam sistem ini γi=qi, 0=0 untuk semua i. 2.4.6 Jaringan Terbuka
22
Aliran input node i disusun pola aliran eksogen, kedatangan rate γi dan dalam ukuran yang jelas bagi setiap aliran kedatangan dari node 1, 2,...n. Jika throughput node i adalah λi, dan tidak akan ada peningkatan job ada setiap node, rumus untuk semua rate kedatangan pada node i : 𝑁
𝜆𝑖 = γ𝑖 + � 𝜆𝑓𝑞𝑓𝑖 𝑓=1
𝑖 = 1,2, … … , 𝑁
Kemudian untuk setiap node dalam network yang stabil, persamaan ini dikenal dengan persamaan trafik. Untuk menghubungkan mean rate kedatangan dan mean rate keberangkatan : 𝑁
𝑁
𝑖=1
𝑓=1
𝑣 � γ𝑖 = � 𝜆𝑗𝑞𝑓𝑖
= 𝜆
Dalam notasi matrik : 𝜆 = [𝜆1, 𝜆2, … … 𝜆𝑛] γ = [ γ1, γ2, … . . γ𝑁] Jika jaringan terbuka, dan matrik I-Q merupakan invers, persamaan trafik memiliki solusi yang unik, yang dapat ditulis dengan : λ = γ(I − Q)
23
Kumpulan sistem antrian dari antrian jaringan (queueing network (QN)).
Jackson Queueing Network, dalam model ini dapat diasumsikan antrian didahulukan pada setiap server. Output antrian akan diberikan pada antrian lainnya, setelah menerima layanan tertentu. Model ini dapat menganalisis dengan menggunakan birth-death multidimensional.
Gambar 2.6 Feedforward (tandem) Antrian jaringan
24
Gambar 2.7 Acyclic Jaringan 2.4.7 Teori Jackson Jika persamaan dalam sistem menyeimbangkan aliran transaksi yang masuk dan meninggalkan prosesor sebagai suatu hasil tertentu, jika hasil tersebut dalam keadaan yang stabil, maka produk tersebut baik.
Gambar 2.8 Jaringan Tertutup 2.4.8 Jenis-jenis Bentuk Antrian - Antrian tunggal, banyak server dalam paralel :
25
Gambar 2.9 Antrian tunggal, banyak server dalam paralel - Antrian tunggal, server tunggal :
Gambar 2.10 Antrian tunggal, server tunggal
- Antrian tunggal, Satu server :
26
Gambar 2.11 Antrian tunggal, satu server
- Antrian banyak, server banyak dalam paralel :
Gambar 2.12 Banyak Antrian, Banyak Server dalam paralel - Antrian banyak, server banyak dalam seri :
27
Gambar 2.13 Banyak Antrian, Banyak Server 2.4.9 Waktu Perhitungan Dalam menganalisis kinerja waktu sistem, akan menghitung waktu untuk menyelesaikan job, pelayanan dan antrian pada sistem tersebut. waktu dalam sistem :
𝑁𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝑇𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝜆
(1)
Waktu yang dibutuhkan paket dalam antrian :
𝑇𝑎𝑛𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛 = 𝑇𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 − 𝑇𝑙𝑎𝑦𝑎𝑛𝑎𝑛 Nilai job dalam antrian dapat dihitung :
28
(2)
∞
𝑁𝑎𝑛𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛 = � (𝑛 − 𝑚)𝑝𝑚
(3)
𝑛=𝑚+1
Nilai job yang dilayani yang diharapkan :
𝑚−1
∞
𝑚−1
𝑛−𝑚
𝑁𝑙𝑎𝑦𝑎𝑛𝑎𝑛 = � 𝑛𝑝𝑚 + � 𝑚 𝑝𝑛
(4)
Kemudian jumlah job dalam sistem adalah :
𝑁𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝑁𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 + 𝑁𝑙𝑎𝑦𝑎𝑛𝑎𝑛
(5)
Total waktu sibuk (busy time) dari m server untuk melayani job tersebut :
mean waktu respon dapat dihitung :
𝑇𝑏𝑢𝑠𝑖 =
𝜆𝑇 𝜇
𝑇𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 = waktu tunggu (waiting time) paket dalam antrian :
29
(6)
𝑁𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝜆
(7)
𝑇𝑎𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛 =
𝑁𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝜆
(8)
Waktu total yang dibutuhkan mengeluarkan paket dari dalam sistem :
𝑇𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚 = 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛 +
1 𝜇
(9)
2.5 Penelitian Terkait
Penjadawalan CPU dan I/O pada lingkungan suatu kinerja virtualisasi, terutama dalam sistem
virtualisasi berdasarkan xen hypervisor. Informasi di bawah ini semua
mempertimbangkan setup xen dan memperkirakan CPU overhead yang disebabkan virtualisasi I/O dengan menggunakan satu kumpulan berbasis HTTP. Dalam (Chadha. et al. 2007), penulisan overhead pada virtualisasi jaringan di xen menggunakan simulasi sistem lengkap, dengan cara ini mampu memperkirakan dampak arsitektur hardware pada kinerja virtualisasi tumpukan. Untuk meningkatkan pengontrolan pada virtualisasi I/O, berbagai solusi yang diusulkan, ada beberapa penjadwalan CPU untuk mengisolasi virtual machine dari kinerja perspektif. Dalam (Gupta. et al. 2006), penulis mengusulkan untuk menambah xen hypervisor dengan seperangkat mekanisme untuk memperhitungkan dan mengontrol waktu CPU yang dihabiskan pada virtual machine dalam melakukan I/O. Dalam (Ongaro. et al. 2008) mengusulkan perluasan ke basis penjadwalan xen untuk memperbaiki cara yang berbeda dengan aplikasi beban kerja I/O, memprioritaskan I/O yang terkait. Serta
30
memodifikasi arsitektur penjadwalan jaringan CPU untuk meningkatkan kinerja virtual I/O pada 10 Gbps Ethernet. Solusi yang sudah ada mendukung Qos, seperti open vswitch (Pfaff. et al. 2009), atau VMWare vNetwork, cendrung terbatas pada domain jaringan dan menegakkan Qos dan membentuk lalu lintas jaringan sesuai dengan kebijakan user-defaned. Beberapa alat yang digunakan pada virtualisasi jaringan seperti VDE yang menggunakan kemampuan Linux untuk mencapai hasil yang sama. Pekerjaan ini berbeda dari pendekatan yang terakhir akan mencoba untuk memperhitungkan isolasi dan efek penjadwalan CPU pada kinerja I/O. Pekerjaan CPU real-time mendukung jaminan ketepatan waktu yang sesuai untuk aplikasi virtual secara bersamaan dijalankan pada virtual machine yang berbeda digunakan pada CPU yang sama. Namun dalam karya-karya investigasi terbatas pada CPU-bound beban kerja, sementara dalam tulisan ini perlu pertimbangan juga pengaruh terhadap I/O intensif beban kerja (Cucinotta. at al. 2009).
31
