PEMROGRAMAN SISTEM Sebutkan contoh-contoh penerapan sistem terdistribusi dari komponen hardware, program, dan procedure, jelaskan! JAWAB: A. Contoh-contoh Penerapan Sistem Terdistribusi dari Komponen Hardware 1. Hardware terdistribusi merupakan perangkat keras yang dapat digunakan secara bersama-sama. Biasanya hardware yang dapat digunakan secara bersama-sama adalah penggunaan printer yang merupakan media output yang dapat digunakan oleh banyak pengguna atau user pada sebuah sistem terdistribusi. Selain itu ada suatu sistem yang menggunakan lebih dari satu CPU pada motherboardnya. Jika sistem operasi dibangun untuk memanfaatkan kelebihan ini, maka SO tersebut dapat menjalankan proses-proses berbeda (atau thread-thread berbeda yang dimiliki oleh proses yang sama) pada CPU-CPU berbeda. Sistem ini dinamakan SISTEM MULTIPROCESSOR. Multicomputer dapat dianggap berupa suatu komputer NUMA loosely atau cluster yang tightly coupled. Multicomputer biasanya digunakan ketika diperlukan power komputasi tinggi tetapi lingkungan mempunyai ruang fisik atau tenaga listrik terbatas. Sistem ini dinamaka SISTEM MULTICOMPUTER. CPU-CPU Intel dari era Pentium 4 terbaru (Northwood dan Prescott) menerapkan suatu teknologi bernama Hyper-threading yang memungkinkan lebih dari satu thread (biasanya dua) untuk berjalan pada CPU yang sama. Produk processor yang lebih baru seperti Sun UltraSPARC T1, AMD Athlon 64 X2, AMD Athlon FX, AMD Opteron, Intel Pentium D, Intel Core, Intel Core 2 dan Intel Xeon menyertakan banyak core processor juga untuk meningkatkan jumlah thread yang dapat dieksekusi. Sistem ini disebut SISTEM MULTICORE. Hardware atau perangkat keras komputer adalah semua bagian fisik dari komputer. Dimana hardware terdiri atas beberapa komponen yaitu input device, alat pemroses, stotage, dan output device. Untuk sistem terdistribusi sebagai contoh kita bisa saling berbagi pakai fasilitas sepertiCD- ROM dan printer.Contoh gambar hardware terdistribusi:
2. Internet adalah sekumpulan komputer yang terhubung secara luas dan dalam bentuk yang bermacam-macam. Internet juga merupakan sebuah sistem terdistribusi yang ukurannya sangat besar karena dapat mencakup semua komputer di dunia. Internet dapat diakses dengan memanfaatkan fasilitas world wide web atau www, file transfer, dan email. Layanan yang dapat dimanfaatkan pengguna tersebut dapat ditambah dengan fasilitas lain oleh sub jaringan yang ukurannya jelas lebih kecil. Fasilitas tambahan tersebut biasanya digunakan untuk meningkatkan keamanan dan dilakukan oleh sebuah server lokal. Untuk mengakses internet, perlu adanya pihak yang menyediakan layanan tersebut. Pihak ini disebut Internet Service Provider atau ISP. Dalam internet, dapat dijumpai banyak fasilitas multimedia, seperti audio, video, dan data-data lainnya. Keberadaan internet pun kini telah membuat peradaban masyarakat dunia menjadi lebih maju. • Bersifat internal (cth: web internal) •Untuk membangun sebuah intranet, maka sebuah jaringan haruslah memiliki beberapa komponen yang membangun Internet, yakni protokol Internet (Protokol TCP/IP, alamat IP, dan protokol lainnya), klien dan juga server. • Biasanya proprietary • Terhubung ke internet (melalui firewall) Contoh ST/DS: internet Berikut adalah gambarnya:
Intranet Intranet yang ada pada gambar tersebut terdiri atas beberapa jaringan Local Area Network (LAN) yang dihubungkan dengan jaringan backbone. Konfigurasi jaringan intranet menjadi tanggung jawab pihak yang membuatnya dan bukan lagi menjadi tanggung jawab penyedia internet. Sebuah intranet dapat terhubung dengan jaringan internet melalui sebuah router. Router tersebut dapat membuat pengguna intranet memasuki dunia yang lebih luas, yakni internet. Pengguna di luar intranet pun bisa juga mengakses fasilitas intranet tersebut, tetapi tetap harus mematuhi aturan yang diberlakukan jaringan intranet tersebut. Hal ini dilakukan untuk menghindari masalah keamanan. Salah satu cara yang paling popular untuk itu adalah firewall. Firewall adalah cara untuk mengamankan sebuah intranet dengan tidak mengizinkan pesan yang tidak sah untuk masuk atau keluar. Firewall beroperasi dengan melakukan penyaringan pesan masuk dan keluar. (teradministrasi lokal, terhubung ke internet sacara firewall)beriku adalah gambarnya:
3. Dewasa ini, teknologi menuju pada bentuk yang lebih kecil supaya mudah dibawa ke mana-mana. Teknologi komputer juga mengalami hal demikian. Bentuk komputer yang portabel dapat dijumpai pada laptop, PDA, dan lainlain. Dengan demikian, sistem terdistribusi dapat juga memiliki bentuk yang portabel. Pengguna pun dapat memanfaatkan layanan sistem ini di mana pun dia berada. Secara umum, mobile dan ubiquitous computing berarti melakukan komputasi, dalam hal ini dengan komputer, di mana-mana. Dalam kaitannya dengan sistem terdistribusi, piranti-piranti portabel yang dapat digunakan tersebut dapat saling berkomunikasi, sehingga dapat tercipta sebuah sistem terdistribusi yang portabel, meski infrastruktur dasarnya tidak portabel. Pemanfaatan mobile computing ini memang sangat berguna bagi kemajuan peradaban manusia. Kini, satu orang saja sudah bisa memanfaatkan teknologi jaringan internet dengan berbagai cara. Dengan laptop, seorang bisa terhubung ke jaringan itu melalui jaringan LAN. Dengan telepon selulernya, seorang bisa terhubung ke jaringan itu melalui jaringan Wireless Access Protocol (WAP). Sementara itu, dengan kamera digitalnya, seorang bisa melakukan transfer data dengan infrared. Dengan adanya mobile computing ini, seseorang dapat melakukan beberapa pekerjaan sekaligus dengan cepat. Sistem telepon Cellular mis GSM Resources share : frekuensi radio, waktu transmisi dalam satu frekuensi, bergerak Komputer laptop, ubiquitous computing Handheld devices, PDA, etc.Berikut ini adalah gambarnya:
1. Client Server pada Sistem Terdistribusi Merupakan bagian dari model sistem terdistribusi yang membagi jaringan berdasarkan pemberi dan penerima jasa layanan. Kelebihan jaringan client server a. Mendukung keamanan jaringan yang lebih baik b. Kemudahan administrasi ketika jaringan bertambah besar c. Manajemen jaringan terpusat d. Semua data bisa disimpan dan di backup terpusat di satu lokasi Kekurangan jaringan client server a. Butuh administrator jaringan yang professional b. Butuh perangkat bagus untuk digunakan sebagai komputer server c. Butuh software tool operasional untuk mempermudah manajemen jaringan d. Anggaran untuk manajemen jaringan menjadi besar e. Bila server down, semua data dan resource diserver tidak bisa diakses. Hubungan Client-Server
Model aplikasi Client-Server
Umumnya paling terkenal dan marak sekarang dipergunakan ialah meliputi internet, intranet, dan mobile computing. Ketiganya merupakan sistem yang sangat terkenal di dunia saat ini. Dengan ketiganya, masyarakat mampu memanfaatkan banyak fasilitas dan aplikasi di berbagai tempat. B. Program yang ditempatkan pada server jaringan. Komputasi terdistribusi mentransformasikan banyak komputer dalam satu jaringan yang dapat digunakan secara bersamaan.Sistem Operasi Terdistribusi merupakan pengembangan dari sistem operasi biasa dalam artian yang biasa
berjalan pada single komputer yang nantinya digunakan di lingkungan pararel – banyak komputer. Tujuan dibuat sistem operasi jenis ini yang berjalan pada multi komputer adalah untuk mendapatkan kemampuan komputasi yang lebih, yang tidak dapat dilakukan oleh sebuah mesin komputer dengan sistem operasinya. Dengan adanya prisip distribusinya, beban komputasi dapat kerjakan oleh banyak ‘pekerja’ yang bekerja bersama dan terintegrasi dalam satu sistem. Alasan pemilihan penggunaan sistem operasi ini beserta perangkat pendukungnya hendaknya bergantung pada penggunaanya. Secara ekstrim misalnya, seorang pegawai menginginkan superkomputer di rumahnya untuk mengetik, tentu hal ini sangat tidak efisien. Sistem operasi terdistribusi merupakan salah satu implementasi dari sistem terdistribusi, di mana sekumpulan komputer dan prosesor yang heterogen terhubung dalam satu jaringan. Koleksi-koleksi dari objek-objek ini secara tertutup bekerja secara bersama-sama untuk melakukan suatu tugas atau pekerjaan tertentu. Tujuan utamanya adalah untuk memberikan hasil secara lebih, terutama dalamfile system, name space, waktu pengolahan, keamanan dan akses ke seluruhresources, seperti prosesor, memori, penyimpanan sekunder, dan perangakat keras. Sistem operasi terdistribusi bertindak sebagai sebuah infrastruktur/rangka dasar untuknetworktransparent resource management. Infrastruktur mengatur low-level resources(seperti processor, memory, network interface dan peripheral device yang lain) untuk menyediakan sebuahplatform untuk pembentukan / penyusunan higher-level resources (sepertispreadsheet , electronic mail messages, windows).Sistem komputer terdistribusi adalah sebuah sistem yang memungkinkan aplikasi komputer beroperasi secara terintegrasi pada lebih dari satu lingkungan yang terpisah secara fisis. Sistem terdistribusi memiliki komponen dasar yang diantaranya :
Selain jaringan, Ada 3 komponen dasar dalam satu model sistem terdistribusi :
1. Webserver : server pengelola sistem / tempat menaruh source code program yang merupakan otak dari sistem itu sendiri. 2. Database server : Mesin yang digunakan sebagai server untuk menyimpan database 3. File server : Mesin yang digunakan sebagai server untuk menyimpan file/konten yang berhubungan dengan sister. Komponen diatas harus terdistribusi karena: 1. Distribusi fungsi : Karena komputer memiliki kemampuan fungsi yang berbeda (distribusi fungsi), contoh : fungsi utama file server yang menitikberatkan pada space harddrive tentu berbeda dengan fungsi utama webserver yang mengutamakan kecepatan prosesor dan kemampuan memori yang besar. 2. Distribusi beban keseimbangan : Pemberian tugas ke prosesor secukupnya sehingga unjuk kerja seluruh sistem teroptimasi. 3. Distribusi fisik : sistem yang menggantungkan pada fakta bahwa komputer secara fisik terpisah. Selain itu ada juga permasalahan kendala utama dalam penerapan sistem terdistribusi ini, yaitu : 1. Kompleksitas dalam perancangan arsitektur software. 2. Sistem terdistribusi sangat tergantung pada jaringan. 3. Pendistribusian data memunculkan masalah keamanan (security). Dengan adanya kendala diatas maka ada beberapa solusi yang akan untuk mengatasi kendala tersebut, diantaranya : 1. Yang kita butuhkan untuk mengatasi masalah ini adalah tools, banyak sekali tools yang dapat anda gunakan, dan karena penulis bekerja di lingkungan windows maka tool saat ini yang penulis gunakan adalah adalah MS.Visual Studio Team System (VSTS). 2. Scheduler update agar data tetap tersentalisasi 3. Selain trik-trik dalam pemrograman, Policy ISMS juga wajib diterapkan. TAMBAHAN YANG LAIN TENTANG SISTEM OPERASI TERDISTRIBUSI PADA KOMPUTER: 1. Manfaat Sistem Operasi Terdistribusi Sistem operasi terdistribusi memiliki manfaat dalam banyak sistem dan dunia komputasi yang luas. Manfaat-manfaat ini termasuk dalam sharing resource, waktu komputasi dan komunikasi.
1. Shared Resource
Walaupun perangkat sekarang sudah memiliki kemampuan yang cepat dalam prosesproses komputasi, atau misal dalam mengakses data, tetapi pengguna masih saja menginginkan sistem berjalan dengan lebih cepat. Apabilahardware terbatas, kecepatan yang diinginkan user dapat diatasi dengan menggabung perangkat yang ada dengan sistem DOS. 2. Manfaat Komputasi Salah satu keunggulan sistem operasi terdistribusi ini adalah bahwa komputasi berjalan dalam keadaan paralel. Proses komputasi ini dipecah dalam banyak titik, yang mungkin berupa komputer pribadi, prosesor tersendiri, dan kemungkinan perangkat prosesor-prosesor yang lain. Sistem operasi terdistribusi ini bekerja baik dalam memecah komputasi ini dan baik pula dalam mengambil kembali hasil komputasi dari titik-titikcluster untuk ditampilkan hasilnya. 3. Komunikasi Sistem operasi terdistribusi biasanya berjalan dalam jaringan dan biasanya melayani koneksi jaringan. Sistem ini biasanya digunakan user untuk prosesnetworking. Uses dapat saling bertukar data, atau saling berkomunikasi antara titik, baik secara LAN maupun WAN. Jenis Sistem Operasi Terdistribusi a. Amoeba (Vrije Universiteit) Amoeba adalah sistem berbasis mikro-kernel yang tangguh yang menjadikan banyak workstation personal menjadi satu sistem terdistribusi secara transparan. Sistem ini sudah banyak digunakan di kalangan akademik, industri, dan pemerintah selama sekitar 5 tahun. b.MOSIX (Hebrew University, Jerusalem, Israel) Sebuah solusi untuk masalah saat ini menjadi ada untuk lingkungan multikomputer, yang disebut MOSIX. Mosix adalah pengembangan dari UNIX, yang mengijinkan user untuk menggunakan resource yang ada tanpa ada perubahan pada level aplikasi. Dengan penggunaan yang transparan, algoritma proses migrasi dinamis, MOSIX melayani servis jaringan, seperti NFS, TCP/IP, dari UNIX, untuk level proses, dengan menggunakan penyeimbangan load dan distribusi dinamis pada cluster-cluster yang homogen. c. Beowulf Konsep Beowulf ini mulai dikembangkan dengan menggunakan perangkat komputer yang sangat sederhana untuk ukuran sekarang, 16 motherboard 486 DX 100 MHz, ethernet 10baseT (Sterling et al., 1995). Tetapi telah mampu menghasilkan kinerja yang cukup menjanjikan.Beowulf menggunakan protokol komunikasi standard Unix, sehingga kemampuannya menjadi terbatasi oleh protokol ini, akan tetapi dalam pengembangannya Beowulf telah melakukan modifikasi implementasi TCP/IP yang hasilnya sangat membantu kualitas
implementasi dari Linux pada umumnya. Dari sisi pemrograman Beowulf memanfaatkan library Parallel Virtual Machine (PVM) untuk menyusun aplikasinya Sebagian besar aplikasi yang dijalankan pada model Beowulf ini memang aplikasi jenis komputasi matematis. Beowalf merupakan free-software seperti Linux ataupun FreeBSD yang berjalan pada komputer yang disusun secara pararel yang terhubung dengan jaringan privat berkecepatan tinggi untuk menjalankan tugas perhitungan dengan kemampuan tinggi. Yang dipentingkan dalam Beowulf adalah kecepatan bukan reliabilitas seperti pada komputer cluster Linux. Untuk aplikasi yang berjalan diatasnya dibutuhkan development yang berbeda supaya dapat berjalan. Alasan mengapa orang-orang menggunakan Beowulf karena Beowulf menginginkan super komputer yang murah daripada supercomputer. d. Angel (City University of London) Angel didesain sebagai sistem operasi terdistribusi yang paralel, walaupun sekarang ditargetkan untuk PC dengan jaringan berkecepatan tinggi. Model komputasi ini memiliki manfaal ganda, yaitu memiliki biaya awal yang cukup murah dan juga biaya incremental yang rendah. Dengan memproses titik-titik di jaringan sebagai mesin single yang bersifat shared memory, menggunakan teknik distributed virtual shared memory (DVSM), sistem ini ditujukan baik bagi yang ingin meningkatkan performa dan menyediakan sistem yang portabel dan memiliki kegunaan yang tinggi pada setiap platform aplikasi. e. CHORUS (Sun Microsystems) CHORUS merupakan keluarga dari sistem operasi berbasis mikro-kernel untuk mengatasi kebutuhan komputasi terdistribusi tingkat tinggi di dalam bidang telekomunikasi, internetworking, sistem tambahan, realtime, sistem UNIX, supercomputing, dan kegunaan yang tinggi. Multiserver CHORUS/MiX merupakan implementasi dari UNIX yang memberi kebebasan untuk secara dinamis mengintegrasikan bagian-bagian dari fungsi standar di UNIX dan juga service dan aplikasi-aplikasi di dalamnya. f. GLUnix (University of California, Berkeley) Sampai saat ini, workstation dengan modem tidak memberikan hasil yang baik untuk membuat eksekusi suatu sistem operasi terdistribusi dalam lingkungan yang shared dengan aplikasi yang berurutan. Hasil dari penelitian ini adalah untuk menempatkan resource untuk performa yang lebih baik baik untuk aplikasi paralel maupun yang seri / berurutan. Untuk merealisasikan hal ini, maka sistem operasi harus menjadwalkan pencabangan dari program pararel, mengidentifikasi idle resource di jaringan, mengijinkan migrasi proses untuk mendukung keseimbangan loading, dan menghasilkan tumpuan untuk antar proses komunikasi.
2. Penerapan RMI dan RPC a. RMI (Remote Method Invocation) RMI biasa digunakan oleh para programer Java untuk dapat memanggil method pada jarak jauh. RMI diartikan sebagai cara programmer Java untuk membuat program aplikasi Java to Java yang terdistribusi. Program-program yang menggunakan RMI bisa menjalankan metode secara jarak jauh, sehingga program dari server bisa menjalankan method di komputer client, dan begitu juga sebaliknya. Java RMI yang ada pada bahasa Java telah didesain khusus sehingga hanya bisa bekerja pada lingkungan Java. Hal ini berbeda dengan Sistem RMI lainnya, misalnya CORBA, yang biasanya didesain untuk bekerja pada lingkungan yang terdiri dari banyak bahasa dan heterogen. Pemodelan objek pada CORBA tidak boleh mengacu pada bahasa tertentu. Sistem RMI terdiri atas tiga layer/lapisan, yaitu : - stub/skeleton layer, yaitu stub pada sisi client (berupa proxy), dan skeleton pada sisi server. - remote reference layer, yaitu perilaku remote reference ( misalnya pemanggilan kepada suatu objek). - transport layer, yaitu set up koneksi, pengurusannya dan remote object tracking. Batas antar masing-masing layer disusun oleh interface dan protocol tertentu, yaitu tiap layer bersifat independen terhadap layer lainnya, dan bisa diganti oleh implementasi alternatif tanpa mengganggu layer lainnya. Sebagai contoh, implementasi transport yang digunakan RMI adalah yang berbasis TCP (menggunakan Java socket), tapi bisa digantikan dengan menggunakan UDP. Sebuah client yang menjalankan method pada remote server object sebenarnya menggunakan stub atau proxy yang berfungsi sebagai perantara untuk menuju remote server object tersebut. Pada sisi client, reference ke remote object sebenarnya merupakan reference ke stub lokal. Stub ini adalah implementasi dari remote interface dari sebuah remote object, dan meneruskan panggilan ke server object melalui remote reference layer. Stub dibuat dengan menggunakan kompiler rmic. Supaya sebuat panggilan method tersebut bisa sampai di remote object, panggilan tersebut diteruskan melalui remote reference layer. Panggilan tersebut sebenarnya diteruskan ke skeleton yang berada di sisi server. Skeleton untuk remote object ini akan meneruskan panggilan ke kelas remote object implementation yang menjalankan method yang sebenarnya. Jawaban, atau return value dari method tersebut akan dikirim melalui skeleton, remote reference layer dan transport layer pada sisi client, lalu melalui transport layer, remote reference layer, dan stub pada sisi client. Teknik dalam RMI salah satunya adalah dynamic stub loading, yang berfungsi untuk membuat client me-load stub yang belum ada
di komputernya. Stub mengimplementasi remote interface yang sama dengan yang diimplementasikan oleh remote object. Dengan RMI, komputer client bisa memanggil remote object yang berada di server. Server juga bisa menjadi client dari suatu remote object, sehingga komputer client bisa menjalankan method-method tertentu di komputer server. Dengan menggunakan RMI, program yang dijalankan di komputer client bisa berupa applet, maupun berupa aplikasi. Program RMI memerlukan remote interface, kelas-kelas implementasi dari remote interface tesebut (implementation class), dan program rmiregistry yang sedang dijalankan di komputer server (rmi registry terdapat dalam paket JDK). Untuk mengimplementasikan interface tersebut maka diperlukan class yang dapat mengeksekusinya. Implementation class merupakan kelas yang mengimplementasikan remote interface. Implementation class perlu mendefinisikan konstruktor untuk remote object, sekaligus membuat instance dari remote object tersebut. Implementation class juga menyediakan implementasi dari method yang bisa dijalankan secara remote. Selain itu implementation class juga perlu membuat dan menjalankan Security Manager. Tambahan lagi, implementation class juga harus me-register atau mendaftarkan paling tidak sebuah remote object pada RMI remote object registry. Pada program implementation class, semua argumen untuk remote method dan semua return value dari remote method bisa berupa object bertipe apa saja, asal object-object tersebut mengimplementasi interface java.io.Serializable. Protokol yang dipakai oleh RMI adalah Java Object Serialization dan HTTP. Protokol Object Serialization digunakan untuk meneruskan panggilan client dan mentransfer data. Protokol HTTP digunakan untuk mem-"POST" sebuah remote method invocation dan mengembalikan data keluaran untuk situasi ketika komputer client dan server dipisahkan oleh firewall. Contoh implementasi dari RMI di antaranya : 1. Perusahaan programming Avitek yang berlokasi di Amerika Serikat, membuat program sistem accounting untuk intranet yang memungkinkan client untuk meng-update dan mengubah data dengan mudah. Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat dan mendukung pembuatan dari bukti nyata untuk konsep penggunaan Java yang dikombinasikan dengan database. 2. Perusahaan CEAS Consulting yang menyediakan jasa custom reengineering dan otomasi proses untuk perusahaan-perusahaan manufakturing
dan teknik, telah membuat program sistem terdistribusi untuk client mereka.
b. RPC (Remote Procedure Call) Yang dimaksud disini adalah sebuah metode yang memungkinkan kita untuk mengakses sebuah prosedur yang berada di komputer lain. Untuk dapat melakukan ini sebuah server harus menyediakan layanan remote procedure. Pendekatan yang dilakukan adalah sebuah server membuka socket, lalu menunggu client yang meminta prosedur yang disediakan oleh server. Bila client tidak tahu harus menghubungi port yang mana, client bisa me- request kepada sebuah matchmaker pada sebuah RPC port yang tetap. Matchmaker akan memberikan port apa yang digunakan oleh prosedur yang diminta client. RPC masih menggunakan cara primitif dalam pemrograman, yaitu menggunakan paradigma procedural programming. Hal itu membuat kita sulit ketika menyediakan banyak remote procedure. RPC menggunakan socket untuk berkomunikasi dengan proses lainnya. Pada sistem seperti SUN, RPC secara default sudah ter- install ke dalam sistemnya, biasanya RPC ini digunakan untuk administrasi sistem. Sehingga seorang administrator jaringan dapat mengakses sistemnya dan mengelola sistemnya dari mana saja, selama sistemnya terhubung ke jaringan. RPC mengabstraksi interface komunikasi ke level pemanggilan procedure. Programmer tidak akan menangani socket secara langsung, dan seolah-olah memanggil prosedur lokal, padahal argumen dari prosedur local tersebut dipaketkan dan dikirimkan ke tujuan jarak jauh. Tapi RPC tidak bisa langsung dipakai dalam sistem objek terdistribusi. Dalam sistem objek terdistribusi,
diperlukan komunikasi antara objek objek yang ada di level program, yang berada dibanyak tempat.
