6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir Penelitian ini diperuntukan dengan tugas akhir berjudul “Rancanagan Green Data Center Universitas Udayana” .Pada penelitian ini mengacu dari beberapa sumber dan tinjauan yang sudah ada sebelumnya dan sudah dilakukan penelitian oleh penulis-penulis lain, yang sudah dibahas dalam penelitian dengan metode dan simulasi yang berbeda sesuai dengan masalah-masalah yang berbeda sesuai dengan penelitian dari setiap masalah yang akan dibahas.Dari semua hal itu akan terlihat perbedaan masalah dan penelitian yang dilakukan penulis . Berikut merupakan uraian singkat dari beberapa referensi yang digunakan tersebut : 1. Penelitian ini berjudul “Efisiensi Konsumsi Daya pada Pusat Data” oleh Komang Agus Sukerta P.,ST, Universitas Udayana Penelitian
ini
menjelaskan
tentang
langkah
–
langkah
teknis
yang
dapat
meminimalisir konsumsi daya dan emisi gas karbon dioksida sekaligus mengurangi biaya operasional sebuah pusat data. Penelitian ini juga menjelaskan tentang usaha yang dapat dilakukan dalam upaya menghemat konsumsi daya pada data center untuk menghemat biaya dan mendukung gerakan green data center. Pada penelitian ini penulis melakukan upaya penghematan energi data center secara menyeluruh baik dari sisi hardware, software, jaringan, permodelan sistem penempatan perangkat, pendinginan dan sistem pengolahan data system hybrid yang keseluruhan akan menurunkan konsumsi daya dan meningkatkan efisiensi secara signifikan namun tetap dapat menjaga kinerja data center bekerja secara maksimal. 2. Penelitian kedua berjudul “Efisiensi Kinerja Pengelolaan Energi pada Arsitektur Data Center Komputasi Awan Menggunakan Greencloud” Oleh Mohamad Fathurahman,
Politeknik
Negeri Jakarta
Indonesia
6
dan
Kalamullah
Ramli,
Universitas
7
Pada penelitian ini mengusulkan skema penghematan energi pada data center yakni skema DVFS dan DNS. Pada penelitian ini telah disimulasikan menggunakan Greencloud, yang merupakan ekstensi dari NS2, kepada tiga macam arsitektur data center yakni two-tier, three-tier dan three-tier high-speed dengan jenis workload adalah high performance computing (HPC). Penerapan skema penghematan meliputi skema DVFS dan DNS saja serta DVFS dan DNS sekaligus. Setelah dilakukan simulasi konsumsi daya pada data center untuk arsitektur two-tier, threetier dan three-tier high-speed, dengan menerapkan skema penghematan energi DVFS dan DNS diperoleh hasil sebagai berikut: Pada skema tanpa penghematan energi, untuk ketiga arsitektur data center, konsumsi energi terbesar berada pada server rata-rata sebesar 73,72% sedangkan sisanya sebesar 26,28% dikonsumsi oleh switch, sedangkan jumlah server yang mengalami peak rate rata-rata sebanyak 27,8%. Pada skema penghematan DVFS, konsumsi terbesar tetap pada server dengan lonjakan cukup drastis rata-rata hampir 100% dengan konsumsi energi pada switch relatif sama dengan pada kasus tanpa skema penghematan, namun jumlah server yang mengalami peak rate menurun rata-rata sebesar 18,8%. Skema penghematan DNS merupakan skema penghematan terbaik untuk tipe workload HPC karena berhasil menghemat penggunaan energi listrik baik pada server maupun switch sebesar masing-masing 63,42% dan hampir 100%. Penerapan skema penghematan DVFS dan sekaligus DNS tidak memberikan hasil yang lebih baik untuk kasus workload HPC. 3. Reducing Data Center Energy Consumption via Coordinated Cooling and Load Management merupakan paper yang dibuat oleh Luca Parolini, Bruno Sinopoli dan Bruce H. Krogh dari Carnegie Mellon University. Paper ini menjelaskan tentang manajemen energi data center berdasarkan kerangka permodelan
yang
menandai pengaruh dari decision
variable
pada kinerja
komputasi, generasi termal dan konsumsi daya. Dinamika suhu dimodelkan oleh jaringan komponen yang saling berhubungan yang mencerminkan distribusi spasial
8
server, computer room air conditioning (CRAC) units, dan komponen non komputasi di data center. 4. Five Strategies for cutting Data Center Energy Cost Through Enhanced Cooling Efficiency merupakan white paper yang diterbitkan oleh Emerson Network Power. White paper ini menyajikan tentang lima strategi untuk meningkatkan efisiensi pendinginan data center, diantaranya yaitu yang pertama penyegelan yang tepat dari lingkungan data center. Sebuah segel uap memainkan peran penting dalam mengendalikan kelembaban relatif, mengurangi humidifikasi yang tidak perlu dan dehumidification.
Kedua
yaitu
Mengoptimalkan
aliran
udara.
Penataan
rak,
penempatan AC dan manajemen kabel semua berpengaruh pada jumlah energi yang dikeluarkan untuk
memindahkan udara dalam fasilitas penting. Ketiga yaitu
menggunakan economizer bila sesuai. Economizers memungkinkan udara luar yang akan digunakan untuk mendukung pendinginan data center selama bulan-bulan dingin, menciptakan peluang untuk pendinginan bebas energi. Keempat yaitu meningkatkan
efisiensi
pendinginan
sistem.
Teknologi
baru,
seperti
sistem
kapasitas variabel dan peningkatan kontrol, mendorong peningkatan efisiensi sistem pendingin udara ruangan. Dan yang terakhir yaitu menempatkan pendinginan lebih dekat dengan sumber panas. Sistem pendingin tambahan dengan menempatkan pendinginan lebih dekat dengan sumber panas akan mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan untuk gerakan udara. 5. The Effect of Data Center Temperature on Energy Efficiency merupakan paper yang ditulis oleh Michael K Patterson dari Intel Corporation Dalam paper ini penulis memeriksa gambar energi secara utuh dari koneksi utilitas hingga penolakan panas dari fasilitas sampai ke lingkungan luar dan melihat dampak peningkatan suhu sekitar terhadap setiap komponen dalam rantai itu. Analisis ini menunjukkan bahwa ada suhu optimum untuk operasi data center yang akan tergantung pada karakteristik individu atau komponen masing-masing di dalam data center, termasuk peralatan IT, arsitektur sistem pendingin, lokasi data center (misalnya kondisi ambien luar), serta faktor-faktor lainnya. Dampak lain dari
9
peningkatan suhu inlet lingkungan, seperti masalah kehandalan dan kompleksitas operasional juga dibahas. Telah disimpulkan bahwa hanya meningkatkan suhu lingkungan di Data Center tidak pasti memiliki efek yang diinginkan dari pengurangan penggunaan energi. Ringkasan dari tinjauan mutakhir dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 2.1 Tinjauan Mutakhir (State Of The Art) No 1
Nama Penulis Komang
Agus
Sukerta P.,ST
Judul
Metode
Hasil
Efisiensi
Penerapan
sistem
Metode rack oriented cooling system
Konsumsi Daya
hybrid
untuk
meningkatkan efisiensi cooling power
pada Pusat Data
efektifitas kinerja dan
dengan menggunakan power untuk
efisiensi sumber daya,
kipas
dan penerapan teknik-
memiliki sensor panas sehingga bisa
teknik
mendeteksi
pendinginan
yang tepat guna.
sesuai kebutuhan. Alat
heat
dan
ini
dapat
menganalisa berapa kecepatan kipas yang dibutuhkan.
2
Mohamad
Efisiensi Kinerja
Simulator Greencloud
Skema penghematan DNS merupakan
Fathurahman,
Pengelolaan
diimplementasikan
skema penghematan terbaik untuk tipe
Kalamullah
Energi
pada
model
energi
untuk
workload
Ramli
Arsitektur Data
switch
dan
link.
Center
Skema
baik pada
Komputasi
penghematannya
sebesar masing-masing 63,42% dan
Awan
meliputi hanya DVFS,
hampir
Menggunakan
hanya
penghematan
Greencloud
DVFS dan DNS.
DNS,
dan
HPC
karena
berhasil
menghemat penggunaan energi listrik server
100%.
maupun switch
Penerapan
skema
DVFS dan sekaligus
DNS tidak memberikan hasil yang lebih baik untuk kasus workload HPC.
3
Luca Parolini,
Reducing
Data
Bruno Sinopoli,
Center
Energy
Coordinated Cooling
Bruce H. Krogh
Consumption via
dan Load management
Coordinated
untuk
Cooling Load Management
and
Penggaplikasian
mengurangi
konsumsi energi pada data center
Konsumsi data center terutama disebabkan oleh CRAC. Optimal controller mampu mempertahankan perbedaan yang lebih kecil kecil antara suhu input dan output dari CRAC jika dibandingkan dengan greedy controller. Optimal controller menghasilkan konsumsi energi pada data center lebih rendah
10
Tabel 2.1 (Lanjutan) Tinjauan Mutakhir (State Of The Art) 4 Emerson Five Strategies Lima strategi Network Power
untuk
for cutting Data meningkatkan efisiensi Center Cost
Energy pendinginan
data
Through center
Enhanced
Sistem pendingin tambahan memberikan respon terhadap meningkatnya kepadatan peralatan yang bisa meningkatkan skalabilitas dan efisiensi sistem pendingin yang ada.
Cooling Efficiency 5
Michael K
The
Patterson
Data
Effect
Center
Temperature Energy
of
on
Penggunaan PUE
dalam
matrix analisis
penggunaan energi di data center
Efficiency
Mengubah sistem manajemen termal untuk sering mengganti chiller dengan economizer yang dapat dijalankan untuk sebagian besar karena ruang setpoint hangat adalah metode yang paling menjanjikan untuk mengurangi biaya energi
2.2 Data Center Pusat data atau yang lebih dikenal Data Center adalah suatu fasilitas yang digunakan untuk menempatkan sistem komputer dan komponen-komponen terkaitnya, seperti sistem telekomunikasi dan penyimpanan data. Fasilitas ini biasanya mencakup juga catu daya redundan atau cadangan, koneksi komunikasi data redundan, pengontrol lingkungan,
pencegah bahaya kebakaran,
serta piranti keamanan fisik. Salah satu
penempatan server untuk website atau database (Dewannanta, 2007). Data center adalah pusat pemrosesan data yang didukung dengan perangkat pengolahan data tersebut. Disebut juga dengan pusat komputerisasi. Data center merupakan server data terpusat dari jaringan, baik dalam jaringan lokal ataupun global, jaringan instansi ataupun perusahaan. Data center dikelola oleh administrator. Pengelolaan data center yang baik mendukung seluruh kinerja dari jaringan, yang baik mendukung seluruh kinerja dari jaringan, dari pemakaian aplikasi, oleh karena itu aturan dan standar pengukuran merupakan hal yang penting dari pemakaian aplikasi, dari administrasi data center. Beberapa tahun ini data center menjadi pembahasan yang ramai, yang sebelumnya data center bukan merupakan bahasan yang perlu di oprek lebih dalam secara teori, tetapi kebutuhan akan informasi dari pengolahan kebutuhan akan informasi dari pengolahan data
11
center yang baik membuat pakar-pakar jaringan akhirnya memutuskan untuk membahas data center server lebih dalam beserta perancangan data center dalam Infrastruktur TI sendiri. Dalam white paper yang berjudul Data Center Operational Efficiency Best Practices, data center adalah kompilasi dari server, penyimpanan, sistem jaringan, system mekanikal atau elektrikal, aplikasi dan alat-alat, prosedur tata kelola dan staf. Terdapat 4 tahap yang mencirikan data center berdasarkan kombinasi efisiensi, ketersediaan dan fleksibilitas di antaranya Basic, Consolidated, Available, dan Strategic (IBM, 2012). Pada data center terdapat ratusan bahkan ribuan server yang tersusun pada rak server yang ditata sesuai bentuk fisiknya, baik tower maupun rack dari ukuran 1U s/d 4u. Disetiap ruang memiliki pendingin, sistem catu daya, ups, security dan jaringan terkoneksi yang ditata dengan detail. Bahkan lantai dimana server dibangun memiliki karakteristik yakni terdapat upaya peredam dan selokan tempat jaringan kabel listrik maupun komputer.
2.3 Komponen Data Center Dalam white paper yang berjudul Classification of Data Center Infrastructure Management (DCIM) Tools, Data Center memiliki istilah untuk menggambarkan dan membedakan pusat infrastruktur, sistem dan klasifikasi manajemen data seperti pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Terminology Definition and Examples Data Center Term
Definition
Facility and IT
Totalitas sistem material dan peralatan
Power System
Infrastructure
fisik
untuk
Cooling System
handal,
Security System
untuk
Servers
pengolahan informasi, termasuk perangkat
Storage System
lunak,
Network System
dasar
memfasilitasi
yang operasi
Data Center Examples
diperlukan yang
terkontrol dan lingkungan TI yang aman. IT
Seluruh
spektrum
perangkat
teknologi
keras,
komunikasi dan layanan terkait.
teknologi
12
Tabel 2.2 (Lanjutan) Terminology Definition and Examples Data Center Environment
Subset
Lingkungan fisik dalam bangunan atau
IT Rom
fasilitas perangkat keras dan piranti lunak
Electrical Room
data center.
Mechanical Room
Sebuah pengelompokan dari subsistem
Monitoring
fisik sebagai fungsi utama.
&
Automation
Planning
&
Implementation
Subsystem
Sebuah
piranti lunak yang dirancang
khusus
membahas
kebutuhan
Data Collection
Facility Power Device
secara
Monitoring
spesifik.
IT
Room
Security
Monitoring Primary Function
Fungsi pertama piranti lunak dalam rangka pembangunan
dan
bernilai
penting
Piranti yang
dibandingkan dengan fungsi subsistem
perusahaan menganalisis
fungsi daya
tertentu. Secondary
Fungsi kedua piranti lunak pada subsistem.
Function
Piranti yang
perusahaan menganalisis
fasilitas HVAC
Data center terdiri dari beberapa komponen penting. Dalam white paper yang berjudul The Green Grid Metrics : Data Center Infrastructure Efficiency (Dcie) Detailed Analysis terdapat beberapa komponen data center seperti pada tabel 2.3. Tabel 2.3 Komponen Data Center Sub Component
Core Distributor
Facility Power Transfer Switch UPS DC Batteries / Rectifiers (non-UPS-Telco Nodes)
13
Tabel 2.3 (Lanjutan) Komponen Data Center Generator Transformer (Step Down) Power Distribution Unit (PDU) Rack Distribution Unit (RDU) Breakers Panels Distrbution Wiring Lightning Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) Cooling Tower Condenser Water Pumps Chillers Chilled Water Pumps Computer Room Air Conditioner (CRAC’s) Computer Room Air Handlers (CRAH’s) Dry cooler Suplay Fans Return Fans Air Economizer Water-side Economizer Humidifier Physical Security Fire Suppresion Water Detection Physical Security Servers/Devices Building Management System Probes / Sensors IT Equipment Computer Devices Server Network Devices Switches Router
14
Tabel 2.3 (Lanjutan) Komponen Data Center IT Support Systems Printers PC’s / workstations Remote Management (KVM / console / etc.) Miscellaneous Devices Security encryption, Storage encryption, Appliances, etc. Storage Storage Devices - Switches, Storage Array Backup Devices – Media Libraries, Virtual Media Libraries Telecommunication All Telco Devices Others Rack Server Cables Cable Tie
Adapun definisi dari komponen data center pada tabel 2.2 dijelaskan pada tabel 2.4. Tabel 2.4 Definisi Komponen Data Center Nama Komponen Power
Definisi Siklus daya yang mengubah daya pada perangkat off dan kemudian membuat perangkat berfungsi lagi (on).
Transfer Switch Uninterruptible
Saklar listrik yang beralih beban antara dua sumber. Power
Supply (UPS)
Catu daya seperti baterai untuk mempertahankan daya dalam hal pemadaman listrik. UPS menjaga komputer berjalan selama beberapa
menit
setelah
pemadaman
listrik,
sehingga
memungkinkan untuk menyimpan data yang ada di RAM dan mematikan komputer dengan aman. DC Batteries/Rectifiers (non-
Sebuah komponen dari sirkuit yang memungkinkan arus dilalui
UPS – Telco Nodes)
dalam satu arah namun menghambat aliran arus ke arah lain. Rectifier digunakan untuk mengubah AC ke DC.
Generator
Sebuah alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
15
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Transformer (step down) Komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf lainnya. Power Distribution Unit
Perangkat listrik yang digunakan untuk mengontrol distribusi
(PDU)
listrik ke beban individu. PDU dapat terintegrasi langsung ke UPS.
Rack Distribution Unit
Bingkai logam digunakan untuk menahan berbagai perangkat
(RDU)
keras seperti server, router, switch dan peralatan elektronik lainnya.
Breakers Panels
Komponen dari sistem pasokan listrik yang membagi daya listrik ke sirkuit anak perusahaan, dan memberikan perlindungan sekring atau pemutus sirkuit untuk setiap rangkaian, pada penutup yang sama.
Distribution Wiring
Komponen dari sistem pasokan listrik yang dilengkapi dengan kabel.
Lightning
Berfungsi menerangi ruangan
Heating Ventilation and Air
Sistem
Conditioning (HVAC)
kelembaban, aliran udara, dan penyaringan udara) dan harus
HVAC
mengendalikan
lingkungan
sekitar
(suhu,
direncanakan dan dioperasikan bersama dengan komponen data center lainnya seperti hardware, kabel manajemen, penyimpanan data, sistem keamanan fisik dan daya. Cooling Tower
Sebuah menara besar biasanya melekat pada pembangkit listrik di mana air beredar untuk menurunkan suhunya dengan penguapan parsial.
Condenser Water Pumps
Sistem ini pengatur suhu dan kelembaban dengan pemanasan dan pendingin air. Hal ini juga digunakan untuk menolak air dari pendingin dan memadatkan kembali refrigeran menjadi cairan.
Chillers
Sistem pendingin yang digunakan untuk penyerap panas dari suatu zat
atau
produk sehingga temperaturnya berada dibawah
temperature lingkungan. Zat yang digunakan sebagai fluida dalam proses penyerapan panas disebut refrigran. Chilled Water Pumps
Pompa yang memiliki kecepatan variabel yang digunakan ketika satu pompa memberikan umpan beberapa pendingin dan juga ketika beban pendinginan terhubung ke suhu udara di luar.
16
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Computer Room Air Perangkat yang memonitor dan mempertahankan suhu, distribusi Conditioner (CRAC’s)
udara dan kelembaban di ruang jaringan atau data center. CRAC mengganti unit AC yang digunakan untuk pendingin data center.
Computer Room Air
Perangkat di data center yang digunakan untuk menangani panas.
Handlers (CRAH’s)
Tidak seperti CRAC unit yang menggunakan pendinginan mekanis untuk mendinginkan udara ke data center, CRAH menggunakan kipas, pendingin kumparan dan sistem air chiller untuk menghilangkan panas.
Dry Cooler
Beroperasi dengan perpindahan panas melalui permukaan yang memisahkan fluida kerja dari udara sekitar, seperti dalam tabung untuk penukar panas udara, memanfaatkan perpindahan panas konvektif.
Supply Fans
Alat yang memberikan pasokan udara ke dalam ruangan.
Return Fans
Alat yang mengatur pengembalian udara ke dalam ruangan.
Air-side Economizer
Alat mekanis digunakan untuk mengurangi konsumsi energi. Economizers recycle energi yang dihasilkan dalam suatu sistem atau memanfaatkan perbedaan suhu lingkungan untuk mencapai peningkatan efisiensi.
Water-side Economizer
Perangkat
mekanik
yang
dimaksudkan
untuk
mengurangi
konsumsi energi, atau untuk melakukan fungsi lain yang berguna seperti pemanasan suatu fluida. Humidifier
Alat yang dapat meningkatkan kelembaban di satu ruangan atau seluruh ruangan.
Physical Security
Keamanan fisik adalah perlindungan pada hardware, program, jaringan, dan data dari keadaan fisik dan kejadian yang dapat menyebabkan kerugian serius atau kerusakan pada suatu perusahaan, lembaga, atau institusi.
Fire Suppression
Sistem supresi kebakaran biasanya digunakan pada peralatan listrik
berat.
Sistem pemadaman
kebakaran
menggunakan
kombinasi bahan kimia kering atau basah untuk mencegah kebakaran peralatan.
17
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Water Detection Perangkat elektronik kecil yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan air dan memperingati manusia untuk melakukan pencegahan kerusakan air. Physical Security
Keamanan berbentuk fisik untuk menjaga server dan alat-alat
Servers/Devices
lainnya
Building Management
Sistem kontrol berbasis komputer dipasang pada bangunan yang
System
mengontrol dan memantau peralatan bangunan mekanik dan listrik seperti ventilasi, pencahayaan, sistem tenaga, system kebakaran, dan sistem keamanan.
Probes / Sensors
Konverter yang mengukur perbedaan suhu dan mengubahnya menjadi sinyal sehingga dapat dibaca oleh operator.
Compute Devices
Mesin untuk melakukan perhitungan secara otomatis.
Server
Sebuah komputer atau perangkat pada jaringan yang mengelola sumber daya jaringan.
Network Devices
Komponen yang digunakan untuk menghubungkan komputer atau perangkat elektronik lainnya bersama sehingga dapat berbagi file atau sumber daya.
Switches
Perangkat yang menyaring dan meneruskan paket antara segmen LAN.
Routers
Sebuah perangkat dalam jaringan yang menangani transfer pesan antar komputer.
IT Support Systems
Sistem berbasis komputer yang mendukung kegiatan di data center.
Printers
Sebuah perangkat yang mencetak teks atau ilustrasi di kertas.
PC’s / workstations
Suatu jenis komputer yang digunakan untuk aplikasi teknik (CAD/CAM), pengembangan piranti lunak, desktop publishing, dan jenis-jenis aplikasi yang memerlukan moderat daya komputasi dan kemampuan grafis berkualitas relatif tinggi.
Remote Management
Proses di mana perangkat pengendalian secara fisik tidak melekat
(KVM / console / etc.)
pada unit yang dikendalikan
Miscellaneous Devices
Perangkat
lain-lain
operasional dilakukan.
yang mendukung dalam saat kegiatan
18
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Security encryption, Penerjemahan data menjadi kode rahasia. Untuk membaca file Storage encryption,
yang dienkripsi harus memiliki akses ke password untuk
Appliances, etc
memungkinkan mendekripsikan data tersebut.
Storage
Kapasitas perangkat untuk menahan dan menyimpan data.
Storage Devices –
Perangkat untuk merekam (menyimpan) informasi (data).
Switches, Storage Array Backup Devices - Media
Untuk menyalin file ke disk kedua sebagai tindakan pencegahan
Libraries, Virtual Media
dalam kasus pertama gagal.
Libraries Telecommunication
Mengacu pada semua jenis transmisi data, dari suara ke video.
All Telco Devices
Alat-alat yang dapat berfungsi sebagai transmisi data.
Others
Peralatan lain yang mendukung didalam data center.
Rack Server
Rack yang khusus di rancang untuk penempatan server ataupun peralatan jaringan network seperti hub-switch.
Cables
Sarana penyalur atau pengalirhantar (transmitter) yang bertugas menyalurkan setiap informasi yang telah diubah menjadi sinyalsinyal listrik.
Cable Ties
Alat yang digunakan untuk mengikat sekumpulan kabel atau mengelompokkan kabel sehingga rapi dan terorganisir.
2.3.1 IT Equipment Data Center Universitas Udayana 2.3.1.1 Server Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu dalam sebuah jaringan komputer. Server didukung dengan sumber daya yang cukup besar dan dilengkapi dengan sistem operasi khusus yaitu sistem operasi jaringan. Server juga menjalankan perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan dan sumber daya yang terdapat di dalamnya, seperti halnya berkas atau pencetak, dan memberikan akses kepada anggota jaringan. Dilihat dari fungsinya, server dikategorikan manjadi beberapa jenis : a. Server Aplikasi (Application Server) b. Server Data (Data Server)
19
c. Server Proxy (Proxy Server)
Aplikasi Server adalah aplikasi pada sistem komputer yang berfungsi melayani permintaan akses dari komputer pengguna atau klien. Salah satu contoh aplikasinya adalah Web
Server.
Web
Server berisi tampilan informasi-informasi yang dapat diakses
menggunakan web browser seperti mozilla firefox dan internet explorer. Contoh lain yaitu FTP Server, FTP Server berfungsi melayani transaksi pertukaran data komputer server dengan klien menggunakan aplikasi FTP klien. Berikut ini adalah jenis-jenis dari aplikasi server : 1. DHCP Server DHCP server merupakan sebuah aplikasi yang menjalankan layanan untuk menyewakan alamat IP dan informasi TCP/IP lainnya kepada semua klien yang memintanya. Beberapa sistem operasi jaringan seperti Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows Server 2003, atau GNU/Linux memiliki layanan seperti ini.
Gambar 2.1 Skema DHCP Server (Purba, 2013).
2. Mail Server Mail Server adalah suatu aplikasi pada komputer yang bertindak sebagai sebuah server (penyedia layanan) dalam jaringan atau internet, yang memiliki fungsi untuk melakukan
penyimpanan
dan
distribusi yang
berupa
pengiriman,
penyaluran,
dan
20
penerimaan surat elektronik atau e-mail. Mail Server berjalan dengan beberapa protokol pada TCP/IP, yakni SMTP (port 25), POP3 (port 110), dan IMAP (port 143).
Gambar 2.2 Skema aplikasi mail server dengan Zimbra Partner (Purba, 2013).
3. DNS Server DNS (Domain Name System) Server adalah salah satu jenis aplikasi yang melayani permintaan pemetaan IP Address ke FQDN (Fully Qualified Domain Name) dan dari FQDN ke IP Address. FQDN lebih mudah untuk diingat oleh manusia daripada IP Address. Sebagai contoh, sebuah komputer memiliki IP Address 167.205.22.114 dan memiliki FQDN “nic.itb.ac.id”.Nama “nic.itb.ac.id” tentunya lebih mudah diingat daripada nomor IP Address.
Gambar 2.3 Skema aplikasi DNS Server (Purba, 2013).
21
4. FTP Server FTP server merupakan sebuah server yang memanfaatkan File Transfer Protocol (FTP) untuk keperluan transfer file antar mesin pada jaringan TCP/IP. FTP adalah sebuah protokol internet yang berjalan di dalam lapisan aplikasi yang merupakan standar untuk pentransferan berkas komputer antar mesin-mesin dalam sebuah jaringan internet atau intranet.
Gambar 2.4 Skema aplikasi FTP Server (Purba, 2013).
5. HTTP/Web Server Server HTTP atau Server Web/WWW adalah server web yang dapat dijalankan di banyak sistem operasi (Unix, BSD, Linux, Microsoft Windows dan Novell Netware serta platform lainnya) yang berguna untuk melayani dan memfungsikan situs web. Protokol yang digunakan untuk melayani fasilitas web/www ini menggunakan HTTP. Jenis-Jenis Web Server : 1. Apache Web server – the HTTP web server 2. Microsoft Windows server 2003 Internet Information Service 3. Light HTTP
22
Gambar 2.5 Skema aplikasi Web Server (Purba, 2013).
6. Proxy Server Aplikasi server yang dapat bertindak sebagai untuk melakukan request terhadap content dari Internet atau intranet. Proxy Server bertindak sebagai gateway terhadap dunia Internet untuk setiap komputer klien. Proxy server tidak terlihat oleh komputer klien. Pengguna yang berinteraksi dengan Internet melalui sebuah proxy server tidak akan mengetahui bahwa sebuah proxy server sedang menangani request yang dilakukannya.
23
Gambar 2.6 Skema aplikasi Proxy Server (Purba, 2013).
7. Database Server
Sebuah program komputer yang menyediakan layanan pengelolaan basis data dan melayani
komputer
atau
program aplikasi basis
data
yang
menggunakan
model
klien/server. Istilah ini juga merujuk kepada sebuah komputer (umumnya merupakan server) yang didedikasikan untuk menjalankan program yang bersangkutan. Sistem manajemen basis data (SMBD) pada umumnya menyediakan fungsi-fungsi server basis data, dan beberapa SMBD (seperti halnya MySQL atau Microsoft SQL Server) sangat bergantung kepada model klien-server untuk mengakses basis datanya.
Gambar 2.7 Skema Database Server (Purba, 2013).
24
8. SSH Server SSH server merupakan aplikasi server yang berfungsi untuk melakukan remote atau pengendalian komputer dari jarak jauh.
Gambar 2.8 Skema SSH Server (Purba, 2013).
2.3.1.2 Switch Switch adalah perangkat jaringan yang bekerja dilapisan Data-link, mirip dengan bridge, berfungsi menghubungkan banyak segmen LAN ke dalam satu jaringan yang lebih besar. Switch jaringan (atau switch untuk singkatnya) adalah sebuah alat jaringan yang melakukan
bridging
transparan
(penghubung
segementasi banyak
jaringan
dengan
forwarding berdasarkan alamat MAC). Switch jaringan dapat digunakan sebagai penghubung komputer atau router pada satu area yang terbatas, switch juga bekerja pada lapisan data link, cara kerja switch hampir sama seperti bridge, tetapi switch memiliki sejumlah port sehingga sering dinamakan multi-port bridge. Switch adalah komponen jaringan yang di gunakan untuk menghubungkan beberapa HUB untuk
membentuk jaringan yang lebih besar atau menghubungkan komputer
komputer yang mempunyai kebutuhan bandwidth yang besar. Switch memberikan unjuk kerja yang jauh lebih baik dari pada HUB dengan harga yang sama atau sedikit lebih mahal.
25
Switch terbagi dalam 2 tipe utama: switch layer-2 dan layer-3. Switch layer-2 beroperasi pada layer data-link model OSI dan berdsarkan terknologi bridging. Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan pada alamat MAC. Switch layer-2 dapat digunakan untuk memecah jaringan yang sedang berjalan ke dalam collision domain yang lebih kecil untuk meningkatkan unjuk kerja. Switch layer-3 beroperasi pada layer-3 dari model OSI dasar teknologi routing. Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan alamat jaringan. Switch ini dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan-jaringan yang berbeda di dalam suatu internetwork. Switch layer-3 kadang di sebut Switch routing atau switch multilayer.
2.3.1.3 Router Router merupakan salah satu perangkat dalam dunia jaringan komputer. Pengertian Router adalah perangkat jaringan yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa jaringan atau network, baik jaringan yang menggunakan teknologi sama atau yang berbeda, misalnya menghubungkan jaringan topologi Bus, topologi Star atau topologi Ring. Karena router ini menghubungkan beberapa jaringan tentunya router berbeda dengan Switch. Switch hanya perangkat yang digunakan untuk menghubungkan beberapa komputer sehingga membentuk LAN atau local area network. Sedangkan router adalah perangkat yang menghubungkan satu LAN dengan banyak LAN lainnya. Router dapat digunakan untuk menghubungkan banyak jaringan kecil ke sebuah jaringan yang lebih besar, yang disebut dengan internetwork, atau untuk membagi sebuah jaringan besar ke dalam beberapa subnetwork untuk meningkatkan kinerja dan juga mempermudah manajemennya. Router juga kadang digunakan untuk mengoneksikan dua buah jaringan yang menggunakan media yang berbeda atau berbeda arsitektur jaringan, seperti halnya dari Ethernet ke Token Ring.
26
Gambar 2.9 Fungsi Router (http://belajar-komputer-mu.com, 2012).
Router umumnya dipakai untuk jaringan berbasis teknologi protokol TCP/IP, router jenis ini dinamakan IP Router. Internet merupakan contoh utama dari jaringan yang memiliki IP Router. Umumnya
router ada dua jenis,
yaitu router statis dan router dinamis,
Router statis atau static router merupakan router yang memiliki tabel routing statis yang disetting dengan cara manual oleh para administrator jaringan. Sedangkan router dinamis atau dynamic router merupakan router yang memiliki dan membuat tabel routing dinamis dengan membaca lalu lintas jaringan dan juga dengan saling berhubungan dengan router lainnya.
2.4 Syarat Utama Suatu Data Center Disain dan perencanaan data center harus memperhatikan minimum aspek-aspek berikut :
a. Lokasi aman, memenuhi syarat sipil bangunan, geologi, vulkanologi, topografi b. Terproteksi dengan sistem cadangan, untuk sistem catudaya, pengatur udara/lingkungan, komunikasi data
27
c.
Menerapkan tata kelola standar data center meliputi Standar Prosedur Operasi, Standar Prosedur Perawatan, Standar dan Rencana Pemulihan dan Mitigasi Bencana, Standar Jaminan Kelangsungan Bisnis.
2.5 Kriteria Perancangan Data Center Dalam melakukan perancangan terhadap sebuah data center, harus diperhatikan kedua hal tersebut dengan tujuan mendapatkan data center sesuai dengan kriteria berikut:
2.5.1 Availability Data center diciptakan untuk mampu memberikan operasi yang berkelanjutan dan terus- enerus bagi suatu perusahaan baik dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terjadinya suatu kerusakan yang berarti atau tidak. Data center harus dibuat sebisa mungkin mendekati zero failure untuk seluruh komponennya.
2.5.2 Scalability dan Flexibility Data center harus mampu beradaptasi dengan pertumbuhan kebutuhan yang cepat atau ketika adanya servis baru yang harus disediakan oleh data center tanpa melakukan perubahan yang cukup berarti bagi data center secara keseluruhan.
2.5.3 Security Data center menyimpan berbagai aset perusahaan yang berharga, oleh karenanya sistem keamanan
dibuat
seketat
mungkin
baik
pengamanan secara fisik
maupun
pengamanan non-fisik (Yulianti, 2008).
2.6 Kategori Data Center Berdasarkan fungsinya, data center dibagi menjadi 2 kategori umum yaitu: 1. Internet Data Center : hanya untuk mendukung aplikasi terkait dengan Internet saja, biasanya dibangun dan dioperasikan oleh service provider atau perusahaan yang memiliki model bisnis berdasarkan pada Internet commerce.
28
2. Corporate/Enterprise Data Center : mendukung semua fungsi yang memungkinkan berbagai model bisnis berjalan pada layanan Internet, intranet, dan keduanya.
2.7 Service Utama Pada Data Center Servis utama yang secara umum diberikan oleh data center adalah sebagai berikut:
Gambar 2.10 Service Data Center (Yulianti, dkk. 2008)
2.7.1 Infrastruktur yang menjamin kelangsungan bisnis Aspek-aspek yang mendukung kelangsungan bisnis ketika terjadi suatu kondisi kritis terhadap data center. Aspek-aspek tersebut meliputi kriteria pemilihan lokasi data center, kuantifikasi ruang data center, laying-out ruang dan instalasi data center, sistem elektrik yang dibutuhkan, pengaturan infrastruktur jaringan yang scalable, pengaturan sistem pendingan dan fire suppression.
2.7.2 Infrastruktur Keamanan Data Center Terdiri dari sistem pengamanan fisik dan non-fisik pada data center. Fitur sistem pengamanan fisik meliputi akses user ke data center berupa kunci akses memasuki ruangan (kartu akses atau biometrik) dan segenap petugas keamanan yang mengawasi keadaan data center (baik di dalam maupun di luar), pengamanan fisik juga dapat diterapkan pada seperangkat infrastruktur dengan melakukan penguncian dengan kunci gembok tertentu. Pengamanan non fisik dilakukan terhadap bagian software atau sistem yang berjalan pada
29
perangkat tersebut, antara lain dengan memasang beberapa perangkat lunak keamanan seperti access control list, firewall, IDS dan host IDS, fitur-fitur keamanan pada Layer 2 (datalink layer) dan Layer 3 (network layer) disertai dengan manajemen keamanan.
2.7.3 Optimasi Aplikasi Akan berkaitan dengan layer 4 (transport layer) dan layer 5 (session layer) untuk meningkatkan waktu respon suatu server. Layer 4 adalah layer end-to-end yang paling bawah antara aplikasi sumber dan tujuan, menyediakan end-to-end flow control, end-to-end error detection and correction, dan mungkin juga menyediakan congestion control tambahan. Sedangkan layer 5 menyediakan riteri dialog (siapa yang memiliki giliran berbicara/mengirim data), token management (siapa yang memiliki akses ke resource bersama) serta sinkronisasi data (status terakhir sebelum link putus). Berbagai isu yang terkait dengan hal ini adalah load balancing, caching, dan terminasi SSL, yang bertujuan untuk mengoptimalkan jalannya suatu aplikasi dalam suatu sistem. 2.7.4 Infrastruktur IP Infrastruktur IP menjadi servis utama pada data center. Servis ini disediakan pada layer 2 dan layer 3. Isu yang harus diperhatikan terkait dengan layer 2 adalah hubungan antara ladang server dan perangkat layanan, memungkinkan akses media, mendukung sentralisasi yang reliable, loop-free, predictable, dan scalable. Sedangkan pada layer 3, isu yang terkait adalah memungkinkan fast-convergence routed network (seperti dukungan terhadap default gateway). Kemudian juga tersedia layanan tambahan yang disebut Intelligent Network Services, meliputi fitur-fitur yang memungkinkan application services network-wide, fitur yang paling umum adalah mengenai QoS (Quality of Services), multicast (memungkinkan kemampuan untuk menangani banyak user secara konkuren), private LANS dan policy-based routing.
2.7.5 Storage Data Center juga digunakan sebagai pusat seluruh data – data yang diakses oleh semua klien yang terhubung, tentunya didukung dengan kapasitas memori yang besar pula.
30
Agar dapat melayani klien dengan kualitas yang baik, karena klien bisa saja mengakses data secara bersamaan dengan kapasitas yang besar (Dewannanta, 2007).
2.8 Standard Data Center Pada penelitian ini digunakan standar TIA-942 dalam merancang data center. Telecommunications Industry Association TIA-942 adalah standar yang menentukan persyaratan minimum untuk infrastruktur telekomunikasi dari data center dan ruang komputer. Topologi yang diusulkan dalam standar ini dimaksudkan untuk dapat di terapkan pada setiap ukuran data center. Standar ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2005, setelah kabel kerja terstruktur didefinisikan dalam TIA/EIA-568, dan sering dikutip oleh perusahaan seperti ADC Telecommunications dan Cisco Systems. Pada bulan April 2005, TIA menanggapi dengan standar infrastruktur TIA-942, standar data center pertama untuk secara khusus menangani infrastruktur data center. Dimaksudkan untuk digunakan oleh desainer data center dalam proses pembangunan gedung, TIA-942 meliputi ruang dan tata letak, infrastruktur pengkabelan, tiered reliability, dan aspek lingkungan.
1. Ruang dan Tata Letak Alokasi ruangan yang tepat untuk data center dimulai dengan memastikan ruangan yang dapat dengan mudah dialokasikan untuk pertumbuhan dan perubahan lingkungan. Perancang harus menjaga keseimbangan antara biaya penggunaan awal dan antisipasi ruangan untuk kedepannya. Perancangan ruangan data center harus fleksibel dehingga nanti kedepannya bisa menyesuaikan dengan perkembangan data center itu. Sebagian besar dari TIA-942 berhubungan dengan spesifikasi fasilitas. Standar ini merekomendasikan
bidang
fungsional
tertentu
yang
membantu
untuk
menentukan
penempatan peralatan berdasarkan desain topologi star standar untuk ruang komersial biasa. Merancang sebuah data center dengan daerah-daerah fungsional, mengantisipasi pertumbuhan dan membantu menciptakan sebuah lingkungan dimana aplikasi dan server dapat ditambahkan dan ditingkatkan dengan minimal gangguan dan downtime. Menurut TIA-942, sebuah data center harus mencakup bidang fungsional utama berikut :
31
One or More Entrance Room Ini adalah lokasi untuk mengakses data center dan antar muka dengan sistem
pengkabelan. Pintu masuk mungkin terletak di dalam atau di luar ruangan komputer data center yang menjadi tempat peralatan pengolahan data. Standar merekomendasikan lokasi pintu masuk di luar ruang komputer untuk keamanan yang lebih baik.
Main Distribution Area (MDA) Main distribution area adalah daerah pusat koneksi serta router dan switch untuk
infrastruktur LAN dan SAN. Main distribution area mungkin termasuk horizontal crossconnect
(HC) untuk area distribusi perangkat terdekat. Standar ini membutuhkan
setidaknya satu MDA dan menentukan instalasi rak terpisah untuk fiber, UTP dan kabel koaksial pada lokasi ini.
One or More Horizontal Distribution Areas (HDA) HDA berfungsi sebagai titik distribusi untuk kabel horizontal dan cross-connect dan
peralatan aktif untuk mendistribusikan kabel ke daerah distribusi perangkat. Sama seperti MDA, standar ini menentukan instalasi rak terpisah untuk fiber, UTP dan kabel koaksial di lokasi ini. Standar ini juga merekomendasikan lokasi switch dan patch panel untuk meminimalkan panjang kabel patch dan memfasilitasi manajemen kabel. HDA terbatas pada 2000 koneksi dan jumlahnya tergantung pada jumlah kabel dan ukuran data center.
Equipment Distribution Area (EDA) Kabel horizontal biasanya diakhiri dengan patch panel. Standar ini menetapkan
pemasangan rak dan kabinet untuk membuat pola hot and cold aisles, kombinasi yang efektif untuk membuang panas dari perangkat.
32
Zone Distribution Area (ZDA) Ini adalah titik interkoneksi dalam kabel horizontal antara HAD dan EDA. ZDA
dapat berperan debagai titik konsolidasi untuk fleksibilitas konfigurasi ulang atau untuk komponen seperti mainframe dan server yang tidak dapat menerima patch panel. Hanya satu ZDA diperbolehkan dalam kabel horizontal dengan maksimal 288 sambungan.
Backbone and Horizontal Cabling Dalam data center, kabel backbone menyediakan koneksi antara MDA, HAD dan
pintu masuk ruangan, sementara kabel horizontal menyediakan koneksi antara HAD, ZDA dan EDA. Kabel backbone dapat di install antara HAD untuk redudansi. Setiap are fungsional harus berada sedemikian rupa untuk mencegah melebihi panjang kabel maksimum untuk kedua backbone dan kabel horizontal.
Gambar 2.11 TIA-942 Compliant Data Centre Showing Key Functional Area (TIA-942, 2008)
33
2. Infrastruktur Pengkabelan Standar TIA-942 menetapkan sistem pengkabelan telekomunikasi dan menyediakan spesifikasi sebagai berikut : 1. Standard singlemode fiber 2. 62.5 and 50μm multimode fiber 3. Laser-optimised 50μm multimode fibre (recommended) 4. 75-ohm coaxial cable 5. 4-Pair Category 6 UTP and ScTP cabling TIA-942 merekomendasikan penggunaan laser-optimised 50μm multimode fiber untuk kabel backbone karena kemampuannya yang mendukung kecepatan jaringan yang lebih tinggi pada jarak jauh dan juga lebih hemat biaya dari pada fiber singlemode. TIA-942 menyediakan beberapa persyaratan dan rekomendasi untuk manajemen kabel. Data center harus dirancang dengan rak terpisah, listrik dan kabel komunikasi harus ditempatkan dalam jalur yang terpisah. Ruang yang cukup harus disediakan di antara rak dan kabinet. 3. Tier Data Center Perancangan data center berangkat dari kebutuhan yang ada, untuk kemudian didefinisikan berbagai perlengkapan IT yang diperlukan beserta pemilihan teknologi berbarengan dengan perencanaan infrastruktur data center yang lain. Ada 4 tier dalam perancangan data center yang setiap tiernya menawarkan tingkat availabilitas yang berbeda
disesuaikan
dengan
kebutuhan
suatu
data
center
menurut
TIA
942
(Telecommunication Industry Association). Berikut diberikan tabel spesifikasi setiap tier:
34
Tabel 2.5 Tier Data Center Tier I – Basic
Parameter
Tingkat
Tier
–
II
Tier
–
III
Tier IV – Fault
Redundant
Concurrently
Tolerant
Components
Maintainable
99.671%
99.741%
99.982%
99.995%
Rentan
Agak rentan
Tidak rentan
Tidak rentan
Availabilitas Sifat
terhadap
gangguan
terhadap
(terencana
atau
gangguan
tidak)
terencana, namun masih rentan terhadap gangguan tidak terencana
Keadaan and
power cooling
Single path with
Single path with
Multiple power
Multiple active
no redudancy
redundant
and cooling
power
component
distribution path
cooling
(N+1)
tetapi hanya satu
distribution path
path yang aktif,
termasuk
termasuk
komponen
komponen yang
redundant
redundant (N+1)
2(N+1)
Harus
punya
Harus
punya floor,
distribution
Ketersediaan
Bisa ada maupun
Harus
raised floor, UPS,
tidak
raised floor, UPS
raised floor, UPS
raised
dan generator
dan generator
UPS
generator
punya
and
generator Waktu
3 bulan
3-6 bulan
15-20 bulan
15-20 bulan
28.8 jam
22.0 jam
1.6 jam
0.4 jam
implementasi Downtime tahunan
dan
35
Tabel 2.5 (Lanjutan) Tier Data Center Cara untuk Harus di Hanya
untuk
Memiliki
melakukan
shutdown
power path dan
kapasitas
maintenance
keseluruhan
beberapa bagian
tambahan
dan
lain
distribusi
yang
preventif
dari
infrastruktur
cukup
yang
menampung
memerlukan
beban
proses shutdown
dipunyai utama
untuk
yang system ketika
system tersebut di maintenance Skala data center yang
Kecil
cocok
Sedang
Besar enterprise)
(skala
Besar
(skala
enterprise)
dibangun
4. Pertimbangan Lingkungan Beberapa pertimbangan lingkungan ada dalam TIA-942 standar data center yang mirip dengan persyaratan ruang peralatan yang ditetapkan dalam standar TIA sebelumnya. Pertimbangan ini termasuk didalamnya, tetapi tidak terbatas pada pencegah kebakaran, tingkat kelembaban, suhu operasi, arsitektur, listrik atau power dan spesifikasi mechanical system.
5. Power Menentukan kebutuhan listrik didasarkan pada tier yang diinginkan dan dapat mencakup dua atau lebih banyak power dari utility, UPS, multiple circuits to systems, dan generator. Kebutuhan daya harus diestimasi untuk semua peralatan pendukung seperti UPS, generator, pendingin, HVAC, pencahayaan dan lainnya. Estimasi daya harus dibuat untuk mengakomodasi redudansi yang diperlukan dan pertumbuhan di masa depan.
36
6. Sistem Pendingin Ini merupakan
standar
yang
paling
signifikan.
Standar
ini menggabungkan
spesifikasi untuk mendorong aliran udara dan mengurangi jumlah panas yang dihasilkan oleh perangkat data center. Standar ini merekomendasikan penggunaan sistem pendingin yang memadai serta sistem raised-floor untuk pendinginan yang lebih fleksibel. Selain itu, standar leamari dan rak harus diatur dalam pola hot and cold aisles. Semua peralatan dipasang di rak untuk mencapai aliran udara depan ke belakang, yang menarik udara dingin dari ruang dingin. Barisan rak harus dipasang saling membelakangi. Sistem pendingin ini dikonfigurasi untuk menyalurkan udara dingin ke cold aisle dan menarik udara yang kembali melalui hot aisle.
Gambar 2.12 Hot/Cold Aisle Cooling (TIA-942, 2008)
Karena tidak semua panas peralatan keluar dari belakang, pertimbangan lain untuk pendinginan adalah sebagai berikut :
Meningkatkan aliran udara dengan menghalangi kebocoran udara dan meningkatkan ketinggian raised floor
Penyebaran peralatan pada raised floor yang tidak terpakai
Menggunakan rak terbuka
Menggunakan ubin berlubang dengan bukaan besar
37
2.9 Sistem Pendingin Data Center Sistem pendingin pada data center dibuat untuk menjaga kestabilan temperatur yang cocok untuk data center. Disain sistem pendingin harus terencana dengan baik agar aliran udara dari perangkat pendingin mengalir dengan arah paralel ke barisan kabinet/rak. Kriteria umum desain sistem pendingin pada data center yang harus dipenuhi yaitu
memiliki
skalabilitas
dan
adaptabilitas
yang
sangat
baik,
sudah
terstandardisasi, sederhana namun cerdas dan manajemen yang baik. Menurut Neil Rasmusen,
yang perlu diperhatikan dalam mendesain sistem
pendingin adalah jalur yang jelas dari sumber pendingin ke server/perangkat pada data center. Ada 3 jenis aliran distribusi udara yang terjadi, yaitu flooded, locally ducted, dan fully ducted. Dapat dilihat pada gambar :
Gambar 2.13 Flow Pendingin Pada Data Center (Neil Rasmusen, 2010)
38
Menentukan kebutuhan sistem pendingin yang dibutuhkan untuk sebuah data center diperlukan input berupa jumlah panas yang dihasilkan oleh perangkat IT dan sumber panas lainnya di data center. Pengukuran kebutuhan menggunakan standar watt. Metode pendinginan pada data center saat ini sangat variatif. Beberapa metode yang sering digunakan adalah room oriented cooling system, row oriented cooling system, dan rack oriented cooling system.
2.9.1
Room Oriented Cooling System Sistem pendingin ini merupakan sistem pendingin yang paling mendasar.
Karena sistem pendingin ini berorientasi pada suhu ruangan data center. Tujuan
utamanya
adalah
mendinginkan
suhu
seluruh
ruangan
dengan
menggunakan pendingin ruangan yang disebar di pinggir ruangan data center.
Gambar 2.14 Room Oriented Cooling System
Dari sistem pendingin tersebut terdapat beberapa kekurangan yaitu : 1.
Sistem pendingin masih konvensional dan kurang efektif karena udata panas dan udara dingin bercampur serta aliran udara dingin yang dibutuhkan oleh perangkat kurang tepat, dikarenakan beberapa area bisa sangat dingin sedangkan beberapa area lainnya sangat panas.
2.
Menimbulkan udara hangat akibat bertemunya udara panas dan dingin berdampak
pada
meningkatnya
proses
kondensasi
sehingga
humiditinya jadi lebih lembab. 3.
Lebih rumit jika ada keperluan penambahan kapasitas di posisi tertentu.
39
2.9.2
Row Oriented Cooling System Row oriented cooling system atau yang sering disebut hot aisle and
cold aisle adalah sistem pendingin
yang membuat 2 jalur udara yaitu jalur
udara panas dan jalur udara dingin. Udara dingin disalurkan di cold aisle ke bagian depan rack server. Kemudian dihisap oleh server untuk menurunkan panas di dalam server dan udara panasnya dibuang ke belakang rack server setelah itu udara panas akan naik ke atas lalu dihisap oleh CRAC/PAC.
Gambar 2.15 Row Oriented Cooling System
Posisi CRAC/PAC berada pada jalur hot aisle agar udara panas yang naik bisa dihisap oleh CRAC/PAC tanpa bercampur dengan udara dingin. Dengan cara ini lebih efisien karena udara dingin yang dihisap oleh server tidak tercampur oleh udara panas. Penggunaan CRAC/PAC di setiap baris bisa dikatakan modular karena bisa menggunakan CRAC/PAC yang kapasitasnya lebih kecil dan cukup untuk mendinginkan 2 baris rack server saja.
2.9.3
Rack Oriented Cooling System Sitem
pendingin
rack
oriented
cooling
system
tidak
lagi
menggunakan CRAC / PAC yang disebarkan di sisi-sisi ruang data center tapi sudah disebar di tiap barisan rak server. Didalam barisan rack server ini disisipkan cooling system
yang
mendinginkan
server dan menghembuskan ke sisi depan server.
udara
panas
di
belakang
40
Gambar 2.16 Rack Oriented Cooling System
Jalur udara panas yang dihasilkan oleh server langsung disalurkan secara tertutup ke alat pendingin yang disisipkan di samping rack server. Oleh karena itu udara panas yang dihasilkan tidak bercampur dengan udara sekitar maupun mencemari udara dingin yang dihasilkan. 2.10 Green Data Center Green data center adalah adalah gudang untuk penyimpanan, manajemen, dan penyebaran data di mana mekanikal, pencahayaan, listrik dan sistem komputer yang dirancang untuk melakukan efisiensi energi secara maksimum dan menghasilkan dampak lingkungan seminimal mungkin (SNIA, 2008). Green data center berarti data center berkelanjutan secara efisien dalam proses, energi, dan peralatan yang digunakan (SNIA, 2008). Green data center adalah tempat penyimpanan, manajemen, dan penyebaran data di mana mesin, cahaya, listrik, dan sistem komputer dirancang untuk memaksimalkan efisiensi energi dan meminimalkan dampak ke lingkungannya (Milojkovic, dkk. 2010). Green data center serupa dengan data center biasa yang digunakan untuk media penyimpanan, manajemen, dan distribusi data. Yang membedakannya adalah hardware, elektrisitas, dan sistem komputer. Semuanya didesain untuk
41
mencapai efisiensi maksimal, dan dampak lingkungan minimal (Toledo, dkk. 2011). Green data center serupa dengan data center yang dapat beroperasi dengan efisiensi energi maksimal dan dampak lingkungan minimal. Termasuk mesin, listrik, pencahayaan, elektrisitas, dan peralatan TI (server, jaringan, media penyimpanan). Perusahaan mulai beralih ke green data center dikarenakan tingginya biaya listrik sehubungan dengan operasional data center. Ini adalah cara untuk mengurangi biaya operasional perusahaan dalam infrastruktur. Green data center ditentukan oleh efisiensi di mana data center mengubah sumber daya ke dalam perhitungan. Pengelolaan fasilitas ini akan fokus dalam meminimalkan limbah TI dan memecahkan masalah buruknya pemanfaatan TI dan alokasi sumber daya untuk peralatan yang relatif kurang produktif.
2.11 Green Metrics Green metrics adalah metrics yang mengevaluasi efisiensi energi dari system komunikasi bergerak. Green metrics dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu metrics tingkat equipment, dan metrics tingkat facility. Metrics tingkat equipment mengevaluasi masing-masing perangkat pada jaringan yang berada pada konsumsi tingkat rendah. Sedangkan metrics tingkat facility mengevaluasi konsumsi energi tingkat tinggi pada sebuah sistem dalam sudut pandang makro. Pada penelitinian ini, green metrics yang digunakan terdiri dari Power Usage Efectiveness (PUE) dan Data Center infrastructure Efficiency (DCiE) yang ditawarkan oleh Green Grid.
2.11.1 Power Usage Efectiveness (PUE) Power Usage Effectiveness (PUE) adalah metrics yang digunakan untuk menentukan efisiensi energi pada sebuah data center. PUE ditentukan dengan membagi jumlah daya listrik yang masuk di pusat data dengan daya yang digunakan langsung untuk menjalankan infrastruktur komputer yang ada di dalamnya. Karena itu PUE dinyatakan sebagai rasio, dimana efisiensi secara
42
keseluruhan akan membaik seiring dengan menurunnya hasil bagi menuju faktor 1 (ideal tanpa kerugian daya). Metrics ini
dikembangkan oleh The Green Grid
Association, a non-profit, open industry consortium of end users, policy makers, technology providers, facility architects, and utility companies yang bekerja untuk meningkatkan efisiensi sumber daya teknologi informasi dan pusat data di seluruh dunia. PUE adalah metrik yang sangat baik untuk mengetahui seberapa baik sebuah data center memberikan energi untuk peralatan teknologi informasi.
PUE adalah nilai total power yang dipakai untuk seluruh equipment di data center dibandingkan dengan power yang digunakan untuk perangkat IT-nya seperti yang ditunjukkan oleh rumus berikut :
PUE =
.............................................. (1)
Gambar 2.17 Power Usage Effectiveness (Mamane, 2009)
Total Facility Power didefinisikan sebagai daya yang didedikasikan sepenuhnya untuk data center. IT Equipment Power didefinisikan sebagai energi yang dikonsumsi oleh peralatan yang digunakan untuk mengelola, memproses, menyimpan, atau rute data dalam komputer.
43
IT Equipment Power termasuk daya yang berkaitan dengan semua peralatan IT misalnya, komputasi, storage, dan peralatan jaringan bersama dengan peralatan tambahan misalnya, KVM switch, monitor, dan workstation atau laptop yang digunakan untuk memantau atau mengontrol data center. Total Facility Power mencakup semua energi peralatan IT seperti yang telah dijelaskan diatas di atas ditambah segala sesuatu yang mendukung peralatan IT yang menggunakan daya, seperti: 1. Komponen pengiriman Power, termasuk sistem UPS, switchgear, generator, power distribution units (PDUs), batteries, dan kerugian distribusi eksternal untuk peralatan IT 2. Cooling system components, seperti chillers, cooling towers, pumps, computer room air handling units (CRAHs), computer room air conditioning units (CRACs), dan direct expansion air handler (DX) units 3. Beban komponen lain, seperti pencahayaan data center. PUE dapat digunakan untuk menggambarkan alokasi energi data center. Misalnya PUE 3,0 menunjukkan bahwa total penggunaan daya data center tiga kali lebih besar dari penggunaan energi untuk peralatan IT. Selain itu PUE dapat membantu memahami dampak nyata dari penggunaan daya komponen IT. Tabel 2.6 Kriteria Nilai PUE dan DCiE (Mamane, 2009)
PUE
DCiE
3,0
0,33
Very Inefficient
2,5
0,40
Inefficient
2,0
0,50
Average
1,5
0,67
Efficient
1,2
0,83
Very Efficient
Karena nilai kerugian distribusi listrik dan konsumsi listrik akan selalu positif, maka PUE tidak bisa kurang dari 1 ataupun DCiE lebih besar dari 100%.
44
2.11.2 Data center Infrastructure Efficiency (DCiE) DCiE dapat diartikan sebagai rasio IT Equipment Power dan Total Facility Power seperti yang ditunjukkan pada persamaan dibawah :
DCiE =
............................. (2)
IT Equipment Power dapat diartikan sebagai power yang didedikasikan sepenuhnya sampai data center. Total Facility Power dapat diartikan sebagai daya yang dikonsumsi oleh peralatan yang digunakan untuk mengelola, memproses, menyimpan atau rute data dalam komputer. IT Equipment Power termasuk beban yang berkaitan dengan semua peralatan IT misalnya, komputasi, storage, dan peralatan jaringan bersama dengan peralatan tambahan misalnya, KVM switch, monitor, dan workstation atau laptop yang digunakan untuk memantau atau mengontrol data center. Total Facility Power mencakup semua beban peralatan IT seperti yang telah dijelaskan diatas di atas ditambah segala sesuatu yang mendukung peralatan IT yang menggunakan beban, seperti: 1. Komponen pengiriman Power, termasuk sistem UPS, switchgear, generator, power distribution units (PDUs), batteries, dan kerugian distribusi eksternal untuk peralatan IT 2. Cooling system components, seperti chillers, cooling towers, pumps, computer room air handling units (CRAHs), computer room air conditioning units (CRACs), dan direct expansion air handler (DX) units 3. Beban komponen lain, seperti pencahayaan data center.
DCiE dinyatakan dalam persentase, dengan nilai target 100%. Perhitungan ini menyatakan berapa persen energi yang dibayar, digunakan oleh peralatan komputasi dalam data center. Data center pada umumnya mempunyai DCiE
45
40%. Total Facility Power adalah energi total yang digunakan khusus dalam data center. Sedangkan IT Equipment Power adalah total energi yang dikonsumsi oleh peralatan yang digunakan untuk mengatur, memproses, menyimpan, ataupun mengantarkan data untuk komputasi. Pengukuran berkelanjutan akan memberikan pengertian yang lebih dalam terhadap infrastruktur data center. Serta memberikan penjelasan tetang faktor yang paling mempengaruhi efisiensi fasilitas secara keseluruhan. 2.12 Cluster Server Server merupakan suatu elemen penting dalam suatu sistem informasi. Dimana server merupakan sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu dalam sebuah jaringan komputer. Sehingga sebuah server harus memiliki kemampuan yang berkali–kali lipat dari komputer pribadi dan dengan harga yang berkali–kali lipat juga. Solusinya untuk mengatasinya adalah dengan cluster server. Cluster server adalah sekumpulan komputer (umumnya server jaringan) independen yang beroperasi serta bekerja secara erat dan terlihat oleh klien jaringan seolah-olah komputer-komputer tersebut adalah satu buah unit komputer. Sehingga cluster server ini mempunyai kemampuan komputasi yang relatif baik. Clustering terbagi kedalam beberapa jenis yaitu High Availability, Load Balancing Cluster dan Grid Computing. 2.12.1 High Availability High Availability cluster atau yang juga sering disebut Failover Cluster pada umumnya diimplementasikan untuk tujuan meningkatkan ketersediaan layanan yang disediakan oleh cluster tersebut. Elemen cluster akan bekerja dengan memiliki node redundan, yang kemudian digunakan untuk menyediakan layanan saat salah satu
46
elemen cluster mengalami kegagalan. Ukuran yang paling umum dari kategori ini adalah dua node, yang merupakan syarat minimum untuk melakukan redudansi. Dimana implementasi cluster jenis ini akan mencoba untuk menggunakan redudansi komponen cluster untuk menghilangkan kegagalan disuatu tititk (Single Point of Failure). 2.12.2 Load Balancing Cluster Cluster jenis ini beroperasi dengan mendistribusikan beberapa pekerjaan secara merata melalui beberapa node yang bekerja dibelakang (Back end node). Umumnya cluster ini akan dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga dengan beberapa front-end load –balancing redundan. 2.12.3 Grid Computing Grid Computing biasa disebut computer cluster, tapi difokuskan pada throughput seperti utilitas perhitungan ketimbang menjalankan pekerjaan–pekerjaan yang sangat erat yang biasanya dilakukan oleh super komputer. Grid Computing dioptimalkan untuk beban pekerjaan yang mencakup banyak pekerjaan independen atau paket – paket pekerjaan, yang tidak harus berbagi data yang sama antar pekerjaan selama proses komputasi dilakukan. Grid bertindak untuk mengatur alokasi pekerjaan kepada komputer–komputer yang akan melakukan tugas tersebut secara independen.
