Kinerja Mail dan Web Server pada Layanan Cloud Computing dan Mesin Virtualisasi
Husni Thamrin1
[email protected]
Ida Sofiana2
[email protected]
Miyan Banu Setiyawan3
[email protected]
Abstrak Virtualisasi merupakan upaya menyediakan unit komputasi secara maya dan dinamis. Mesin virtualisasi yang diakses melalui jaringan internet dikenal dengan istilah cloud computing. Tulisan ini mendeskripsikan hasil pengamatan kinerja server dedicated, server virtual pada mesin virtualisasi dan server virtual pada layanan cloud computing komersial. Penelitian mencermati kinerja mail server dengan melihat waktu transfer data ketika pengguna login, mengirim dan membuka email dengan attachment dan tanpa attachmentl. Penelitian juga mencermati kinerja web server dengan melihat kecepatan transfer data, waktu transfer dan jumlah error, yang diamati menggunakan web stress tool. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja server dedicated lebih baik dibanding kinerja server virtual dan kinerja server virtual pada mesin virtualisasi lebih baik dibanding kinerja server virtual pada layanan cloud computing. Kata kunci: cloud computing, virtualisasi, mail server, web server
1. Pendahuluan Virtualisasi dimaksudkan untuk menyediakan unit komputasi secara maya di dalam sebuah komputer atau kluster komputer dalam bentuk yang dapat di-rekonfigurasi (Sabeghi dan Bertels, 2009). Virtualisasi memberi manfaat jika kemampuan unit komputasi yang digunakan bersifat dinamis, artinya bisa berkembang dan menyusut seiring dengan dinamisnya kebutuhan. Sebagai contoh, seorang ilmuwan pada saat tertentu membutuhkan mesin komputasi dengan spesifikasi tinggi untuk melakukan perhitungan matematis dari model yang sedang diteliti. Sebuah organisasi misalnya suatu ketika membutuhkan kapasitas sistem informasi yang lebih besar karena adanya aktivitas musiman dari layanan yang dikelola. Pengadaan unit komputasi secara fisik dapat menjadi pemborosan jika tingkat pemakaian bersifat musiman. Jika aktivitas beban puncak hanya berlangsung seminggu atau sebulan dalam setahun, maka di luar waktu beban puncak, unit komputasi menjadi mubazir dan tidak digunakan secara optimal. Virtualisasi memungkinkan sebuah server dibagi-bagi secara dinamis menjadi beberapa komputer virtual. Spesifikasi komputer virtual dapat dikonfigurasi secara dinamis mulai dari kemampuan unit prosesor (core unit), ukuran memori (kapasitas random access memory atau RAM), ukuran media penyimpan eksternal (harddisk), alokasi port USB, hingga sharing jaringan dan media penyimpan. Virtualisasi biasanya dikaitkan dengan kepemilikan server fisik tunggal atau kluster oleh sebuah organisasi dan pemanfaatan sumber daya oleh anggota organisasi dilakukan 1 Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Surakarta 2 Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Surakarta 3 Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Surakarta
melalui jaringan lokal (local area network atau LAN). Jika server diakses melalui jaringan internet, maka konfigurasi tersebut lebih dikenal sebagai komputasi awan atau cloud computing (Martin, 2010; Anonim, 2011). Istilah awan dalam komputasi awan merupakan konotasi dari internet sebagaimana yang sering digambarkan dalam diagram jaringan. Virtualisasi dan cloud computing merupakan alternatif yang menarik bagi dunia usaha dan organisasi dalam memanfaatkan sumber daya sistem informasi. Virtualisasi dan cloud computing dapat menghemat biaya pengadaan unit komputasi fisik. Dengan virtualisasi, satu server fisik dapat digunakan secara dinamis menjadi banyak unit komputasi virtual. Sedangkan cloud computing hanya memerlukan thin client untuk melakukan setting dan konfigurasi dan tidak membutuhkan sumber daya fisik yang mahal. Sebelum memutuskan apakah menggunakan unit komputasi fisik, sistem virtualisasi atau cloud computing, sebuah organisasi perlu mengetahui kelebihan dan kelemahan kedua sistem dan kecocokan penerapan kedua sistem bagi organisasinya. Tulisan ini mendeskripsikan penelitian empiris tentang kinerja server virtualisasi dan layanan cloud computing dibandingkan dengan kinerja unit komputasi dedicated yang diuji sebagai layanan mail server dan web server.
2. Metodologi Penelitian Penelitian ini berupaya membandingkan kinerja server dedicated, server virtual pada mesin virtualisasi dan server virtual pada layanan cloud computing. Pengamatan terhadap server dedicated dilakukan dengan memanfaatkan sistem yang telah terpasang di kampus dengan spesifikasi mesin dual core dan kapasitas random access memory atau RAM 2 Gigabyte (GB) dengan sistem operasi Ubuntu 10.04. Layanan cloud computing yang diamati pada penelitian ini adalah layanan komersial dari Amazon yang disebut layanan Elastic Compute Cloud (EC2). Server virtual yang dibangun pada layanan cloud computing adalah unit mikro dengan spesifikasi mesin single core dan RAM 613 Megabyte (MB). Mesin tersebut diinstal dengan sitem operasi Ubuntu 10.04. Mesin virtualisasi mempunyai spesifikasi prosesor dual core dengan RAM 3 GB. Server diinstal dengan WindowsXP SP2. Server virtual pada mesin virtualisasi mempunyai RAM 768 MB dan diinstal dengan Ubuntu 10.04 yang berada di atas landasan VMWare Workstation 7. Upaya menyamakan spesifikasi server dilakukan namun tidak dapat sepenuhnya diwujudkan. Aktivitas yang dilakukan dalam penelitian ini tampak dalam bentuk diagram alir pada Gambar 1. Langkah pertama yang dilakukan adalah penyiapan perangkat keras yang akan digunakan dalam penelitian, yaitu instalasi mesin virtualisasi. Langkah berikutnya adalah instalasi server virtual pada mesin virtualisasi dan penyiapan server virtual pada layanan cloud computing. Setelah server virtual terwujud, dilakukan instalasi web server dan mail server dengan spesifikasi yang sama dengan yang telah terinstal di server dedicated. Perangkat lunak web server yang diamati adalah Apache sedangkan mail server yang diamati adalah adalah RoundCube. Pengujian kinerja mail server dilakukan dengan mengamati waktu yang diperlukan untuk mendapatkan akses halaman, waktu untuk membuka email, mendownload attachment, mengirim email dengan dan tanpa attachment. Pengujian kinerja web server dilakukan secara simulatif dengan menggunakan Web Stress Tool untuk melihat seberapa besar kemampuan server menangani permintaan akses halaman secara serentak dari banyak klien. Jumlah klien yang diuji adalah 100 klien dan 200 klien. Parameter yang diamati meliputi rata-rata kecepatan transfer data, waktu total untuk memuat seluruh halaman yang diminta, dan jumlah error yang muncul. Data yang diperoleh dalam pengujian kemudian dianalisa.
Gambar 1. Diagram alir penelitian
3. Hasil Pengamatan Tabel 1 memperlihatkan data hasil pengamatan berupa waktu akses ke mail server pada server dedicated, server virtual pada mesin virtualisasi, dan server virtual pada layanan cloud computing. Pada tabel tersebut, server A adalah server dedicated (server fisik) yang digunakan khusus untuk layanan mail server, server B adalah server virtual yang dibuat pada layanan cloud computing, sedangkan server C adalah server virtual yang dibuat pada mesin virtualisasi. Akses internal dilakukan dari dalam kampus (dalam jaringan lokal) sedangkan akses eksternal dilakukan melalui mobile broadband. Akses terhadap server A dan server B dilakukan secara internal dan eksternal sedangkan akses terhadap server C hanya dilakukan secara internal. Untuk berbagai aktivitas akses email, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1, waktu terpendek untuk mengakses email diperoleh jika akses dilakukan terhadap server A melalui jaringan internal. Hasil ini tidak mengejutkan karena server A merupakan mesin dedicated hanya bekerja melayani satu aktivitas saja. Akses ke mesin virtual lebih lambat karena informasi dari jaringan akan melalui bridge pada mesin virtualisasi sebelum disalurkan ke server virtual.
Tabel 1. Rentang waktu yang dibutuhkan untuk mengakses email dari berbagai server. Lihat teks untuk keterangan tentang jenis server. Data merupakan rata-rata 5 kali pengamatan Login
Kirim Email
Buka Email
Kirim Email dengan Attachment
Buka Email dengan Attachment
(detik)
(detik)
(detik)
(detik)
(detik)
server A internal
1,15
1,01
0,79
1,05
1,29
server B internal
2,62
2,17
1,27
2,64
4,39
server C internal
1,57
1,53
1,14
1,83
1,41
server A eksternal
2,66
2,53
1,19
3,04
5,99
server B eksternal
6,47
2,03
2,51
2,07
3,81
Akses
Data juga memperlihatkan bahwa waktu untuk mengakses email pada server B lebih lambat dibanding waktu akses ke server C. Hal ini karena server C berada pada mesin lokal (berada pada jaringan lokal) sedangkan server B berada pada jaringan internet. Hasil pengamatan terhadap akses email melalui jaringan eksternal tidak menunjukkan karakteristik yang mudah diduga. Setelah melalui pengujian ulang hingga 5 kali, tampak adanya perbedaan respon dari server A dan server B. Untuk proses login, server B (pada layanan cloud) membutuhkan waktu yang jauh lebih lama dibanding waktu login pada server A (pada mesin dedicated). Namun untuk proses mengirim dan membuka email dengan attachment, layanan oleh server B lebih cepat dari layanan oleh server A dan perbedaan ini sangat signifikan. Tabel 2 dan Tabel 3 menampilkan data kinerja web server yang diinstal pada server dedicated (server A), server virtual pada layanan cloud computing (server B) dan server virtual pada mesin virtualisasi (server C). Yang dimaksud akses internal pada tabel tersebut adalah akses melalui jaringan di dalam kampus dan akses eksternal dilakukan dari luar kampus menggunakan perangkat mobile broadband. Data Tabel 2 diperoleh dari pengujian menggunakan 100 klien yang memuat halaman web (melakukan request) secara serentak, dan data Tabel 3 diperoleh dari pengujian menggunakan 200 klien. Pengujian kinerja web server mengamati tiga ukuran kinerja. Pertama adalah ratarata kecepatan akses (kecepatan memuat) halaman web yang dipilih. Kedua adalah akumulasi waktu yang diperlukan oleh seluruh klien untuk memuat halaman web. Ketiga adalah jumlah pesan error yang diterima klien. Tabel 2. Kinerja web server saat diakses secara simultan oleh 10 klien dengan 100 request. Data adalah rata-rata 10 kali pengamatan Kecepatan (kbps)
Waktu Akses (detik)
Jumlah Error
server A internal
473,33
505
0
server B internal
10,58
1020
29
server C internal
242,16
560
0
server A eksternal
159,05
512
0
server B eksternal
5,04
1175
0
Akses
Tabel 3. Kinerja web server saat diakses secara simultan oleh 10 klien dengan 200 request. Data adalah rata-rata 10 kali pengamatan Kecepatan (kbps)
Waktu Akses (detik)
Jumlah Error
server A internal
457,61
1035
0
server B internal
9,98
1850
34,5
server C internal
183,8
1120
0
server A eksternal
42,46
1037,5
0
server B eksternal
8,47
1775
15
Akses
Data pada Tabel 2 dan Tabel 3 memperlihatkan bahwa web server pada server dedicated (server A) memberikan pelayanan terbaik ditinjau dari kecepatan data yang dapat dikirim. Server A dapat melayani 10 klien yang mengakses serentak dengan kecepatan pengiriman data lebih dari 400 kilobit per sekon (kbps). Dengan kecepatan tersebut, server A dapat melayani 100 kali akses halaman (100 request) dalam waktu 505 detik dan melayani 200 request dalam 1035 detik. Kinerja web server virtual yang diinstal pada mesin virtualisasi (server C) lebih rendah dari kinerja server A dilihat dari sisi kecepatan transfer data yaitu lebih rendah hingga 50% atau lebih namun dilihat dari waktu total pemuatan halaman tidak terdapat perbedaan signifikan antara kinerja server A dan server C. Tabel 2 dan Tabel 3 memperlihatkan bahwa web server yang diinstal pada mesin cloud computing (server B) memberikan tingkat pelayanan terendah dengan kecepatan transfer data rata-rata kurang dari 11 kbps. Konsekuensinya adalah waktu total untuk memuat halaman menjadi paling lama hingga hampir dua kali dibanding layanan server A atau server C. Bahkan dari berbagai kondisi pengujian, akses web server oleh banyak klien secara simultan dengan ratusan request menyebabkan sebagian klien mendapatkan pesan error (halaman gagal diakses).
4. Pembahasan Secara umum data hasil pengamatan menunjukkan bahwa kinerja mail server dan web server pada mesin dedicated lebih baik dibanding kinerja pada server virtual baik yang menggunakan mesin virtualisasi maupun layanan cloud computing. Kinerja server virtual pada mesin virtualisasi lebih baik dibanding kinerja server virtual pada layanan cloud. Namun hasil pengamatan tersebut masih mengandung bias. Kondisi dan spesifikasi mesin yang digunakan pada pengujian tidak setara. Mesin dedicated mempunyai spesifikasi terbaik karena merupakan mesin dual core dengan RAM 2 GB. Mesin dedicated lebih baik dari server virtual pada mesin virtualisasi yang mempunyai prosesor dual core (yang dishare) dan RAM 768MB. Keduanya lebih baik dibanding server virtual pada layanan cloud yang setara dengan prosesor single core dan RAM 613MB. Perbedaan spesifikasi mesin diperkirakan mempengaruhi kinerja layanan. Pengamatan yang membandingkan kinerja server virtual pada mesin virtualisasi dan server dedicated menunjukkan bahwa layanan server dedicated lebih cepat sekitar 5% dibanding layanan server virtual. Perbedaan ini konsisten terjadi pada proses unduh dan unggah berkas dari berbagai ukuran. Hasil observasi Nurseto (2012) menunjukkan bahwa pada aktivitas server yang lebih banyak bersifat unduh dan unggah, seperti yang terjadi pada layanan email dan web, perbedaan ukuran RAM tidak mempengaruhi kinerja server secara signifikan. Ukuran RAM akan berpengaruh jika jumlah session aktif pada server meningkat karena terdapat banyak user yang mengakses secara simultan. Penelitian ini belum melihat seluruh segi pemanfaatan mesin virtualisasi dan layanan cloud. Armbrust dan kawan-kawan (2010) menyatakan bahwa layanan cloud
computing mempunyai banyak kelebihan dibanding menggunakan data center sendiri. Layanan cloud menyediakan sumber daya tak terbatas yang dapat dimanfaatkan sesuai kebutuhan. Pengguna layanan cloud hanya perlu membayar biaya layanan yang digunakan dan pemanfaatannya bisa bersifat temporer sesuai keperluan. Secara global, tingkat pemanfaatan (utilisasi) sistem lebih maksimal karena terdapat manajemen beban komputasi. Operasional unit komputasi menjadi lebih sederhana karena virtualisasi sumber daya. Segi pembiayaan barangkali merupakan bagian yang perlu dikaji secara cermat. Untuk memiliki sebuah dedicated web server atau mesin virtualisasi diperlukan perangkat keras dengan harga yang tidak murah (belasan hingga puluhan juta rupiah). Diperlukan pula koneksi internet yang bersifat leased line agar dapat diperoleh sebuah nomor IP (internet protocol) publik. Aspek keaktifan server (server uptime) merupakan faktor penting bagi dukungan aktivitas sebuah organisasi. Layanan cloud komersial menjanjikan server uptime yang tinggi, hingga mencapai angka 99,9%. Padahal, server dedicated belum tentu mampu memberikan tingkat layanan setinggi itu. Pengamatan yang dilakukan peneliti dalam rentang Pebruari 2012 – April 2012 menunjukkan bahwa tingkat keaktifan server dedicated yang diamati berada pada kisaran 99,59% jika diamati secara internal. Angka ini menurun menjadi 99,16% jika diamati secara eksternal. Angka ini masih lebih baik dari tingkat keaktifan server iptek.net.id yaitu sebesar 96,95%. Di sisi lain, jika menggunakan layanan cloud computing, tidak diperlukan pengadaan hardware yang mahal (hanya diperlukan komputer klien). Koneksi internet diperlukan hanya untuk akses administratif ke server. IP publik dapat disediakan oleh operator cloud. Berbagai layanan ini memerlukan biaya terutama jika unit komputasi yang digunakan cukup besar (lebih dari 1 core) dengan RAM besar. Biaya juga muncul berdasarkan jumlah data yang ditransfer masuk dan keluar dari server. Biaya operasional dan perawatan bisa lebih murah jika menggunakan layanan cloud.
5. Kesimpulan Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kinerja server dedicated lebih baik dibanding kinerja server virtual. Kinerja server virtual pada mesin virtualisasi lebih baik dibanding kinerja server virtual pada layanan cloud komersial. Hasil pengamatan ini terbatas pada sisi teknis dengan mencermati kecepatan transfer data, waktu transfer data dan adanya error ketika server dimanfaatkan sebagai mail server dan/atau web server. Tulisan belum mencoba mencermati faktor ekonomi, perawatan dan operasional sebuah server yang juga merupakan faktor penting bagi sebuah organisasi dalam memilih teknologi yang akan digunakan. Daftar Pustaka Anonim (2011). What is the Cloud?, The News Media and the Law. vol. 35, no. 4, hal. 18. Armbrust M., Fox A., Griffith R., Joseph A.D., Katz R., Konwinski A., Lee G., Patterson D., Rabkin A., Stoica I. dan Zaharia M. (2010, April). A View of Cloud Computing, Communication of the ACM. vol. 53, no. 4, hal. 50 – 58. Martin J.A. (2010, April). Should You Move Your Business to the Cloud?, PC World. vol. 28, no. 4, hal. 29. Nurseto B.T. (2012). Instalasi dan Kinerja File Server pada Mesin Virtual (Skripsi, Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2012). Sabeghi M., Bertels K. (2009). Toward a Runtime System for Reconfigurable Computers: A Virtualization Approach, Proceedings of the Conference on Design, Automation and Test in Europe. Leuven, Belgium, hal. 1576-1579.
