BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN
1.1 ANALISA KEBUTUHAN SISTEM
Saat ini, sebagian besar aplikasi yang digunakan untuk tujuan ilmu pengetahuan dan bisnis pada berbagai skala membutuhkan puluhan atau bahkan ratusan prosesor untuk melakukan penyediaan solusi. Sebagian prosesor digunakan untuk proses komputasi dan sebagian lagi digunakan untuk mekanisme penyimpanan data. Tidak mungkin ada prosesor tunggal yang dapat menyediakan kebutuhan fungsionalitas aplikasi sebagaimana yang diperlukan (Robert Ross, 2001). Aplikasi yang membutuhkan komputer dengan puluhan dan ratusan prosesor harus dapat bekerja dengan performa tinggi (high performance computer). Spesifikasi komputer model demikian membutuhkan keseimbangan antara tiga faktor yang meliputi sumber daya komputer, ukuran memori, dan kapasitas I/O dan kapasitas komunikasi (Francis A. Vaughan Duncan A. Grove Paul dan D. Coddington, 2003). Pada praktiknya, rancang bangun arsitektural cluster harus melakukan konfigurasi komponen sumber daya. Konfigurasi ini terkait dengan perangkat keras, sistem operasi, jaringan dan perangkat lunak komunikasi. Pemilihan tipe perangkat ditentukan oleh faktor tujuan pembangunan cluster, kompatibilitas, dan kinerja yang dibutuhkan oleh pengguna. Pada Tugas Akhir ini, penulis menetapkan 3 atribut yang ingin dicapai dalam pembuatan komputer clustering: 1
Skalabilitas: sistem harus terukur bukan hanya pada jumlah komputer, tetapi juga dapat dioperasikan diantara node. Skalabilitas disini didefinisikan sebagai kemampuan dalam mencapai kinerja yang lebih baik dengan menambahkan lebih banyak node. Pada saat yang sama, seharusnya hal ini tidak menjadi kasus dimana dengan menambahkan lebih banyak node, semakin membuat performa menurun.
2
Efektifitas: sistem yang dibangun harus mampu menunjukkan efektifitas dari sebuah komputer dengan teknologi cluster. Salah satu diantaranya adalah
kemampuan komputasi yang tinggi dibandingkan komputer non-cluster sehingga waktu eksekusi yang diperlukan lebih sedikit, penggunaan memori dan prosesor lebih minimal karena proses eksekusi dibagi ke node yang ada. 3
Efisiensi: sistem mampu menggantikan komputer skala besar atau mainframe yang membutuhkan biaya besar, dan tentunya dalam Tugas Akhir ini, efisiensi tersebut disesuaikan dengan aplikasi yang ditangani. Untuk melakukan rendering 3D, biasanya komputer tunggal yang dipakai harus memiliki spesifikasi yang tinggi, yang artinya biaya yang tinggi juga. Tetapi dalam penelitian ini, dengan mengunakan teknologi clustering, rendering 3D sangat mungkin dilakukan dengan perangkat seadanya. Untuk memperoleh ketiga atribut diatas, maka dalam perancangan sistem
komputer clustering ini, informasi yang sangat diperlukan adalah seberapa efektif sistem komputer dengan teknologi cluster dibandingkan dengan komputer noncluster. Dalam hal ini, efektifitas diukur dari penggunaan waktu yang digunakan dalam mengeksekusi aplikasi yang berjalan pada server, penggunaan memori, dan pembagian load pada prosesor.
1.1.1 ANTARMUKA PENGGUNA
Interaksi antara pengguna dengan semua antarmuka user yang akan digunakan pada pembuatan Tugas Akhir ini akan sangat sedikit sekali terjadi. Karena sebagian besar proyek ini berurusan dengan minimalisasi komputasi backend, antarmuka pengguna disini dibuat untuk 2 alasan utama, yaitu manajemen konfigurasi dan melakukan pemantauan terhadap keseluruhan aktivitas.
1.1.2
ANTARMUKA PERANGKAT KERAS
Antarmuka perangkat keras dalam proyek ini terbagi sebagai berikut: 1. Master Node atau Server Server digunakan untuk mengatur semua client node yang ada, dan pada saat yang sama server berfungsi melakukan pemantauan terhadap status setiap node
secara berkala dengan mengirimkan pesan yang meminta “STATUS” kepada masing-masing node. Berikut adalah spesifikasi daripada server Tabel 3.1 Spesifikasi Master Node
Komponen
Spesifikasi
Pembagian Hard Drive
4GB
Pembagian Memori
256MB
CD-ROM
√
Adapter Jaringan
√
2. Client Node Client node pada umumnya adalah komputer desktop yang terkoneksi satu sama lain dan juga dengan server melalui jaringan LAN. Masing-masing node mempunyai prosesor dan memori untuk pengoperasiannya. Karena pada Tugas Akhir ini kita menggunakan VMWare Workstation, maka komponen tersebut berupa komponen virtual. Spesifikasinya adalah sebagai berikut: Tabel 3.2 Spesifikasi Client Node
1.1.3
Komponen
Spesifikasi
Pembagian Hard Drive
2GB
Pembagian Memori
128MB
CD-ROM
√
Adapter Jaringan
√
ANTARMUKA PERANGKAT LUNAK
Dalam Tugas Akhir ini, kita tidak membutuhkan antarmuka perangkat lunak secara eksplisit. Tetapi bagaimanapun, dianjurkan bahwa setiap node yang akan berpartisipasi dalam cluster harus menjalankan sistem operasi Linux. Versi yang digunakan pada saat instalasi sistem operasi adalah Linux versi 2.6.x kernel.
1.1.4
KEBUTUHAN KEAMANAN
Karena sistem yang dirancang akan beroperasi pada lingkungan jaringan lokal, maka kita asumsikan bahwa kebijakan firewall yang sudah ada pada sistem operasi cukup untuk memberikan keamanan dari ancaman eksternal. Tidak ada keamanan khusus yang ditambahkan untuk kelancaran fungsi cluster.
1.2 ALUR IMPLEMENTASI
Pelaksanaan Tugas Akhir ini dimulai dengan rincian perumusan permasalahan
yang
akan
dicakup
termasuk
kaitannya
dengan
bidang
teori/teknologi yang digunakan. Kemudian dilanjutkan dengan menganalisa kebutuhan sistem agar dapat memperjelas kebutuhan fungsional dan nonfungsional sistem yang dirancang. Setelah finalisasi analisa kebutuhan sistem, tahapan selanjutnya adalah membangun sistem sesuai dengan perencanaan yang telah dibuat. Dalam pengimplementasian ini, sangatlah penting diperhatikan langkah demi langkah yang ditempuh dalam penginstalasian dan konfigurasi agar sistem yang dibangun tidak melenceng dari perancangan awal. Langkah selanjutnya adalah melakukan analisa data sesuai dengan cakupan permasalahan yang telah dirumuskan. Pengumpulan data disini sangat penting agar Penulis memperoleh perbandingan dari skenario pengujian yang dijalankan dengan tujuan untuk memperoleh analisa dan kesimpulan pada akhir penulisan Tugas Akhir ini.
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Penelitian
1.3 PERANCANGAN SISTEM
Arsitektur dari suatu komputer cluster memiliki dua bagian utama yaitu hardware dan software. Maka sebelum melakukan instalasi perlu dipersiapkan terlebih dahulu perangkat keras yang akan di-cluster. Dikarenakan implementasi clusterknoppix membutuhkan 10 node dengan server itu sendiri, maka penggunaan komputer digantikan dengan beberapa unit laptop (minimal 2 unit) dengan VMWare untuk pembuatan virtual machine untuk instalasi daripada node tersebut. Pada tahap ini, laptop yang akan digunakan untuk cluster mempunyai spesifikasi yang berbeda-beda. Untuk melihat detail gambar dari cluster dapat dilihat pada Gambar 3.2 dimana jumlah dari virtual client yang tergabung dalam cluster adalah 10 node.
Client 2
Client 3
Client 4
Client 5
Client 6
Client 7
Client 8
Client 9
Client 10
Server Node
Gambar 3.2 Gambar desain cluster menggunakan 10 node
Gambar diatas merupakan desain jaringan cluster dengan 10 node dimana server di-setup pada salah satu laptop dan untuk menghubungkan server dengan kelima client yang terdapat pada laptop kedua, digunakan switch dan koneksi LAN. Perancangan dan implementasi ClusterKnoppix dalam Tugas Akhir ini adalah dengan membangun server maupun client node pada VMWare Workstation. Implementasi ini sudah teruji berjalan sempurna merujuk pada referensi dari internet, yaitu http://www.cerberusgate.com/Installation_of_CK3_6_cluster.htm
1.4 SKENARIO PENGUJIAN
Dalam implementasi sistem ini, akan diuji beberapa parameter, yaitu: 1. Kinerja load komputer cluster ditinjau dari segi utilisasi. 2. Penggunaan memori dengan skenario sebagai berikut: a. menjalankan aplikasi POVRay untuk melakukan rendering
pada
komputer non-cluster. b. menjalankan aplikasi LAME untuk melakukan encode file WAV ke 5 buah file MP3 pada komputer non-cluster. c. menjalankan aplikasi POVRay untuk melakukan rendering
pada
komputer cluster. d. menjalankan aplikasi LAME untuk melakukan encode file WAV ke 4 buah file MP3 pada komputer cluster.
