PENGENALAN SISTEM TERDISTRIBUSI

PENGENALAN SISTEM TERDISTRIBUSI

Contoh Sistem Terdistribusi • • • • • •

Internet Mobile Computing Sistem Otomasi Bank Deteksi Roaming Pada Telepon Seluler GPS (Global Positioning System) Retail Point-of-Sale Terminals

Internet Jaringan komputer dan aplikasi yang heterogen – Mengimplementasikan protokol Internet

Intranet •Jaringan yang teradministrasi secara lokal •Terhubung ke internet melalui firewall •Menyediakan layanan internal dan eksternal

Mobile Computing (Sistem Komunikasi Telepon Seluler) •Menggunakan frekuensi radio sebagai media transmisi •Perangkat dapat bergerak kemanapun asal masih terjangkau dengan frekuensinya •Dapat menghandle/dihubungan dengan perangkat lain

Contoh Lainnya • Sistem Telepon : ISDN, PSTN • Network File System (NFS) – Arsitektur untuk mengakses sistem file melalui jaringan

• WWW – Arsitektur client server yang diterapkan dalam infrastruktur internet

Definisi Sistem Terdistribusi “Collection of independent device in a network which communicate, coordinate, and working together by passing messages”

Jaringan Komputer Vs Sistem Terdistribusi • Jaringan komputer : komuter otonom yang secara eksplisit terlihat (secara eksplisit teralamati) • Sistem terdistribusi: keberadaan beberapa komputer otonom bersifat transparan • Secara normal, setiap sistem terdistribusi mengandalkan layanan yang disediakan oleh jaringan komputer • Beberapa layanan pada jaringan komputer (seperti, name service) juga merupakan sistem terdistribusi • Sistem terdistribusi lebih banyak masalah yang dihadapi

Alasan Untuk Sistem Terdistribusi • Distribusi fungsi : komputer memiliki kemampuan fungsi yang berbeda-beda – client/server – Host/terminal – Data gathering / data processing

• Distribusi beban/keseimbangan : pemberian tugas ke prosesor secukupnya sehingga unjuk kerja seluruh sistem teroptimasi. • Sifat terdistribusi mencegah terjadinya application domain, e.g. – cash register dan sistem persediaan untuk supermarket, – Komputer pendukung collaborative work

Alasan Untuk Sistem Terdistribusi • Replikasi kekuatan pemrosesan : independent processors bekerja untuk pekerjaan yang sama – Sistem terdistribusi terdiri dari kumpulan mikrokomputer yang memiliki kekuatan pemrosesan yang tidak dapat dicapai oleh superkomputer • 10000 CPU, masing-masing berjalan pada 50 MIPS, mencapai 500000 MIPS, • Maka satu perintah dijalankan dalam waktu 0.002nsec

• Pemisahan fisik : sistem yang menggantungkan pada fakta bahwa komputer secara fisik terpisah (e.g., untuk mencapai kehandalan). • Ekonomis : kumpulan mikroprosesor menawarkan harga/unjuk kerja yang lebih baik dari pada mainframe

Mengapa Sistem Terdistribusi ? • Butuh berbagi data dan resource di antara pemakai • Mendukung komunikasi person-to-person • Fleksibilitas : komputer yang berbeda dengan kemampuan yang berbeda dapat di share antar user

Masalah Dengan Sistem Terdistribusi • Software - bagaimana merancang dan mengatur software dalam Sistem Terdistribusi • Ketergantungan pada infrastruktur jaringan (world wide wait....) • Kemudahan akses ke data yang di share, memunculkan masalah keamanan

Karakteristik Sistem Terdistribusi • Sistem terdistribusi adalah sistem concurrent (serentak) – Setiap komponen hardware/software bersifat otonom (kita akan menyebut komponen otonom adalah "proses") – Komponen menjalankan tugas bersamaan • Contoh : A dan B adalah concurrent jika A dapat terjadi sebelum B, dan B dapat terjadi sebelum A

– Sinkronisasi dan koordinasi dengan message passing – Sharing resources – Masalah umum dalam sistem concurrent • Deadlock • Lifeclock • Komunikasi yang tidak handal

Karakteristik Sistem Terdistribusi • Keterbatasan dalam global clock – Terdapat batasan pada ketepatan proses sinkronisasi clock pada sistem terdistribusi, oleh karena asynchronous message passing – Pada sistem terdistribusi, tidak ada satu proses tunggal yang mengetahui global state sistem saat ini (disebabkan oleh concurrency dan message passing)

• Independent failure – Kemungkinan adanya kegagalan proses tunggal yang tidak diketahui – Proses tunggal mungkin tidak peduli pada kegagalan sistem keseluruhan

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Heterogen terhadap – Infrastruktur jaringan – Hardware dan software (sistem operasi, perbedaan UNIX socket dan Winsock)

• Bahasa pemrograman – Beberapa pendekatan : • Middleware (contoh : CORBA) • Kode program Mobile (contoh : JAVA)

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Openness – Memastikan sistem dapat diperluas dan mudah dalam pemeliharaan

• Mengikuti standard antarmuka • Security – Privacy – Authentication – Availability

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Scalability – Apakah sistem masih efektif dan handal dalam perkiraan pertumbuhannya?

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Penanganan Kegagalan – Pendeteksian – Masking • Transmisi ulang • Redudansi penyimpanan data

– Toleransi • Exception handling

– Redudancy • Redudan rute jaringan • Replikasi data pada beberapa mesin

• Concurrency – Penjadwalan yang konsisten terhadap concurrent thread – Menghindari masalah deadlock dan lifelock

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Transparency – Menyembunyikan keanekaragaman (heterogeneous) dan tersebarnya sistem sehingga tampak sebagai satu sistem bagi user. – Kategori Transparency (ISO's Reference Model for ODP) • Access – menyembunyikan penggunaan komunikasi untuk mengakses remote resource sehingga user beranggapan bahwa semua resource adalah lokal. – Contoh : pemetaan drive menggunakan Samba Server, NFS

• Location – user tidak perlu mengetahui lokasi dari remote resources

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Kategori Transparency (lanjut) – Concurrency • user tidak peduli keberadaan paralel akses ke remote resource dan inkonsistensi dihindari dengan menggunakan mekanisme concurrency control.

– Replication • menyembunyikan perbedaan-perbedaan antara layanan replicated dan non-replicated.

– Failure • menyembunyikan pengaruh partial fail. Hal ini dicapai dengan cara replikasi resources dan menerapkan mekanisme recovery

– Migration/Mobility • Kemampuan untuk melakukan relocate resource secara dinamik tanpa kekuatiran rekonfigurasi ulang dari user.

Tantangan Perancangan Sistem Terdistribusi • Kategori Transparency (lanjut) – performance • meminimalkan tambahan performance dalam menggunakan remote resource, sehingga response time dan trhoughput sebanding dengan ketika mengakses resource secara lokal.

– scaling • Menyembunyikan variasi dalam kelakukan sistem ketikadilakukan perubahan scope atau skala sistem. Scaling seharusnya tidak memerlukan perubahan besar untuk struktur sistem dan operasi untuk mengakomodasi perubahan skala tersebut. Skala diukur dalam hal kecepatan (slow to fast), size (small to large),geograpgical scope (local or remote).

MODEL SISTEM TERDISTRIBUSI

Pengantar 

Model 



Tujuan 



Menyediakan sebuah kerangka kerja untuk memahami permasalahan dan pemecahannya

Model Arsitektural 



Menyediakan sebuah gambaran abstrak aspek yang relevan dengan sistem

Hubungan dan interkoneksi seperti apa antara komponenkomponen dari sistem terdistribusi

Model Fundamental  

Karakteristik apa yang mempengaruhi dependability sistem terdistribusi? Dependability : correctness, reliability, security

Kesulitan dan Ancaman 

Mode pemakaian  



Masalah Internal   



Masalah concurrency Masalah clock Mode kegagalan

Lingkungan Sistem  



Variasi yang beragam terhadap karakteristik pemakaian Contoh : berapa banyak halaman di kunjungi

Sistem terdistribusi harus mengakomodasi heterogenitas hardware, sistem operasi dan jaringan Contoh : berapa banyak versi SO?

Ancaman Eksternal 

Serangan terhadap kesatuan data dan keamanannya

Model Arsitektur Sistem Terdistribusi

Model Arsitektur 

Arsitektur 



Tujuan 



Struktur komponen-komponen secara terpisah

Menyakinkan bahwa struktur sistem memenuhi standar saat ini dan yang akan datang

Model Arsitektur   

Abstrak fungsi tiap komponen sistem terdistribusi Penempatan komponen pada jaringan komputer Hubungan antar komponen, yaitu peran fungsional per komponen dan pola komunikasi antar komponen

Klasifikasi Proses 

Proses Server 



Proses Client 



Proses membuat/melakukan request

Proses Peer 



Menyediakan layanan dan menangani request

Proses yang saling bekerja sama dan berkomunikasi

Klasifikasi proses tersebut mengidentifikasikan  tanggung jawab masing-masing proses  dan juga membantu untuk menaksir beban kerja  Serta menentukan pengaruh kegagalan dari tiap proses

Software Layer 

Arsitektur Software

Lapisan atau modul dalam sebuah komputer tunggal Mendefinisikan layanan yang ditawarkan atau diminta antar proses pada satu atau berbeda komputer Ide dasarnya Membagi sistem yang komplek dalam struktur lapisan dan layanan Antar layer mendefinisikan antar muka Platform : Hardware dan SO WindowsNT/Pentium Processor Solaris/SPARC processor Linux/Pentium Processor  

Middleware



Menyediakan transparensi terhadap keanekaragaman platform Proses dan objek pada sekumpulan mesin yang menerapkan protokol untuk aplikasi terdistribusi



Contoh :



   

CORBA (OMG) DCOM (Microsoft) ODP (ITU-T/ISO) Java Remote Method Invocation (Sun)

Arsitektur Sistem 

Perancangan sistem terdistribusi dititikberatkan pada :  



Pembagian tanggung jawab antara komponen sistem Penempatan komponen pada komputer dalam jaringan

Pengaruh dari perancangan 

Unjuk kerja, Kehandalan dan Keamanan secara langsung tergantung pada pilihan yang ditentukan

Model Client/Server Client

invocation result

Client

 

 

 

invocation

Server

result

Server

Key: Process:

Computer:

Client: proses untuk mengakses data, menggunakan sesumber atau melakukan operasi pada komputer yang berbeda Server: proses yang mengatur data dan semua sesumber yang di share di antara server dan client, memungkinkan client mengakses sesumber dan melakukan komputasi Interaction: pasangan pesan pemanggilan (invocation) / hasil (result) Example – http server: client (browser) meminta dokumen, server mengirimkan dokumen yang diminta Caching of services (proxy servers) – caching terhadap halaman web yang sering digunakan Peer processes (not client-server) – proses-proses yang secara fungsional identik

Multiple Server

Service

Server Client Server

Client Server   



Service disediakan oleh beberapa server Contoh : sebagian besar layanan web komersial diterapkan melalui server fisik yang berbeda Motivasi :  Unjuk kerja (contoh : cnn.com, download server, dll)  kehandalan Server menggunakan replikasi atau database terdistribusi

Proxy Server

Proxy server Client

 



Web server

Client

Web server

Server dengan duplikasi informasi yang melayani sebagai proxy Caching :  Penyimpan lokal untuk item-item yang sering digunakan  Meningkatkan unjuk kerja  Mengurangi beban pada server Biasanya digunakan pada search engine

Contoh Cache Pada Google

Peer Process • Peer processes – menjaga konsistensi sesumber – sinkronisasi aksi

• contoh: Whiteboard – menggunakan central server – menggunakan peer processes

Mobile Code 

Mobile code – kode yang berpindah dan dijalankan pada site yang berbeda



Contoh : applet





Model – pengendali client – push model Q: masalah keamanan?

Mobile Agent 

 





Mobile Agent adalah sebuah program yang berpindah (termasuk data dan kode) dari satu komputer ke lainnya dalam jaringan Biasanya melakukan suatu pekerjaan otomatis tertentu Beberapa masalah :  Authentication  Permission dan keamanan Alternatif  Mengambil informasi melalui remote invocation Contoh :  Digunakan untuk install dan memelihara software pada komputer dalam suatu organisasi  Membandingkan harga produk dari beberapa vendor

Network Computer 

Masalah  Pemeliharaan PC sangat tinggi



Solusi  Mengurangi variasi pada level lokal



Network Computer  OS dan applikasi dari file server  Remote file service  Disk lokal (jika ada) digunakan sebagai cache

Thin Client 







Masalah  Membuat PC powerfull sangatlah mahal Solusi  Menyediakan server komputasi yang powerfull Thin Client  Lapisan software mendukung aplikasi lokal dengan remote executing Contoh :  X11 Window (www.xfree86.org)  VNC (www.realvnc.com)  Citrix WinFrame (www.citrix.com)

Mobile Devices

Spontaneous Networking 

 



Bentuk distribusi yang menggabungkan peralatan mobile dan peralatan lain dalam suatu jaringan disebut sebagai spontaneous networking Meliputi juga aplikasi yang dapat digunakan untuk koneksi antara mobile ataupun non-mobile device ke jaringan. Kemampuan/karakteristik Spontaneous Networking :  Kemudahan koneksi ke jaringan lokal  Kemudahan menggabungkan dengan layanan lokal  Discovery Service  Konektifitas terbatas  Keamanan dan privacy Antar muka discovery service  Registration service  Menerima penerimaan registrasi dari server, menyimpan properti layanan yang tersedia dalam database  Lookup service  Mencocokan permintaan layanan dengan layanan yang tersedia

Antarmuka Client/Server 

 

Kumpulan fungsi yang tersedia untuk pemanggilan (invocation) dari sebuah proses (server atau peer) dinyatakn dengan satu atau lebih definisi antarmuka. Pada C++ dan Java, sebuah antarmuka dapat disusun dengan model berbasis pada objek. Contoh : RMI (java), CORBA(semua bahasa OOP)

Merancang Kebutuhan untuk Sistem Terdistribusi 



Masalah Kinerja (Performance)  Responsiveness  Throughput  Balancing computational load Quality of Service pengukuran seberapa tingkat pemakaian fungsi, yaitu  Reliability  Security  Performance  Adaptability, kemampuan untuk menyesuaikan dengan perubahan konfigurasi sistem

Merancang Kebutuhan untuk Sistem Terdistribusi 



Pemakaian caching dan replikasi  Local copy informasi  Cache consistency  Web caching protocol  Replikasi : beberapa copy dari service Masalah Dependability  Fault tolerance :  Keamanan

(lanjut)

Diagram Arsitektur Intranet dan CS

Browser

ActiveX - DCOM

Prinsip COM

Prinsip DCOM

Arsitektur RMI

Java CORBA

Arsitektur CORBA

HTML - HTTP