Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 25

MEMBANGUN SISTEM CLOUD COMPUTING DENGANIMPLEMENTASI LOAD BALANCING DAN PENGUJIAN

ALGORITMA PENJADWALAN LINUX VIRTUAL SERVER PADAFTP SERVER

Yoppi Lisyadi OktavianusProgram Studi Teknik Elektro, Fakultas teknik

Universitas AndalasEmail: yopi_lisyadi@yahoo.com

ABSTRAK

Cloud computing adalah teknologi baru yang sedang hangat dibahas oleh pakar teknologiinformasi. Teknologi cloud computing hadir untuk menjawab tantangan akan kebutuhan teknologikomputasi yang semakin efisien. Banyak hal yang dapat diimplementasikan dengan teknologi cloudcomputing seperti layanan penyimpanan, aplikasi dan lain-lain. Dalam Penelitian ini teknologi cloudcomputing diimplementasikan dengan layanan aplikasi FTP (File Transfer Protocol). Melalui prosesteknologi virtualisasi, 3 server FTP dibangun dalam bentuk virtual didalam satu komputer serverhypervisor yang dapat diakses melalui jaringan. Demi terciptanya ketersediaan layanan FTP yang handal,maka digunakan teknologi load balancing high availability dengan aplikasi LVS (Linux Virtual Server)dan memakai metode direct routing. Algoritma penjadwalan yang digunakan, yaitu : least connection(LC),weighted least connection (WLC), source hashing (SH), shortest expected delay (SED), dan neverqueue (NQ). Berdasarkan hasil pengujian, sistem cloud computing memiliki tingkat efisiensi pemanfaatanresource yang lebih efisien dari sistem konvensional dengan pemanfaatan processor sampai 51% danmemori 53%, serta peformansi yang lebih baik dari sistem konvensional dengan response time rata-rata0,998787 ms dan throughput rata-rata 10789997,75 Bps. Algoritma never queue (NQ) dipilih sebagaialgoritma terbaik dari 4 algoritma lainnnya pada sistem load balancing berdasarkan response time rata-rata yang paling kecil yaitu 0,926667 ms dan throughput rata-rata yang paling besar yaitu 10862038Bps

Kata kunci : Cloud computing, hypervisor, virtual, load balancing high availability , Linux Virtual Server(LVS), FTP server, response time dan throughput.

I. PENDAHULUAN

Cloud computing dalam pengertianbahasa Indonesia yang diterjemahkan menjadikomputasi awan, beberapa tahun terakhir initelah menjadi "Hot word" di dunia teknologiinformasi (TI)[2]. Bahkan pakar teknologiinformasi Indonesia Onno W. Purbo, pada akhirtahun 2012 sering mengadakan seminar tentangcloud computing.

Cloud computing merupakan metaforadari jaringan komputer/ internet, dimana cloud(awan) merupakan penggambaran dari jaringankomputer/ internet yang diabstraksi dariinfrastruktur kompleks yang disembunyikan[2].Pada cloud computing sumber daya sepertiprocessor/computing power, storage, network,

sofware menjadi abstrak (virtual) dan diberikansebagai layanan di jaringan/ internet[4]. Denganmenggunakan teknologi cloud computing kitadapat menggabungkan beberapa perangkatkomputer menjadi satu kesatuan (cluster) danmembuat membuat banyak server pada satuperangkat komputer dengan virtualisasi. Jadibisa dikatakan cloud computing merupakanpenggabungan teknologi jaringan komputer,virtualisasi dan cluster.

Cloud computing tercipta karenatimbulnya kendala seperti keterbatasan ataupemborosan resource komputer yang menye-babkan terhambat dan tidak maksimalnyabeberapa kegiatan perkomputasian. Agarterciptanya efisiensi, perusahaan-perusahaanbesar di bidang TI (Teknologi Informasi) punsekarang beralih menggunakan teknologi cloud

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 26

computing.Dalam penelitian ini infrastruktur cloud

computing yang dibangun adalah private cloudyang diimplementasikan di jaringan lokalUniversitas Andalas. Sedangkan model layanancloud computing yang dipakai yaitu Softwareas a Service (SaaS) dimana aplikasi FTPsebagai layanan dari cloud computing tersebut.

Untuk meningkatkan layanan FTP yanghandal pada cloud computing, Maka padapenelitian ini digunakan teknologi loadbalancing high availability. Load balancinghigh availability dibuat melalui aplikasi linuxvirtual server dan memakai metode directrouting.

Penelitian ini bertujuan untuk menge-tahui hasil perbandingan efisiensi tingkatpemanfaatan resource dan peformansi antaraserver tunggal konvensional dengan sistemcloud computing serta mengetahui hasilperbandingan 5 algoritma penjadwalan linuxvirtual server.

Adapun batasan masalah dalampenelitian ini adalah :1. Cloud computing dibangun dengan meng-

gunakan hypervisor Proxmox VE 1.9dengan engine virtualisasi KVM (Kernelbased Virtual Manager).

2. Tidak membahas sisi keamanan.3. Pengalamatan menggunakan IP versi 4.4. Parameter perbandingan tingkat peman-

faatan resource dan peformansi yang akandianalisa pada server tunggal konvensionaldengan sistem cloud computing yaitu CPUutilisasi, pemakaian memori, response timedan throughput.

5. Implementasi load balancing highavailibility menggunakan aplikasi linuxvirtual server (LVS) dengan metode directrouting (LVS-DR).

6. Parameter peformansi pada load balancinghigh availability yang akan dianalisa yaituresponse time dan throughput.

7. Algoritma penjadwalan yang akan diujiadalah Least Connection (lc), WeightedLeast Connection (wlc), Source Hashing(sh), Shortest Expected Delay (sed), danNever Queue (nq).

8. Protokol yang akan diuji adalah FTP.II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Jaringan Komputer[3].Jaringan komputer adalah kumpulan

beberapa komputer yang dihubungkan melaluimedia fisik dan perangkat lunak dalam suatujaringan yang memfasilitasi komunikasi antarakomputer-komputer tersebut.

komputer dapat dibagi menjadi empatjenis, yaitu:a. LAN (Local Area Network)b. MAN (Metropolitan Area Network)c. WAN (Wide Area Network)d. Internet

2.2. VirtualisasiVirtualisasi adalah sebuah teknik atau

cara untuk membuat sesuatu dalam bentukabstrak/virtual[5]. Pengelola virtualisasi biasadisebut sebagai hypervisor, merupakan jenisperangkat lunak yang menciptakan "mesinvirtual" yang beroperasi secara terpisah darisatu sama lain pada komputer umum.

Dalam perkembangannya hypervisordibagi dalam 2 tipe, yaitu[6] :a) Hypervisor tipe 1

Hypervisor tipe 1 disebut dengan hyper-visor native/bare metal, yaitu hypervisoryang dapat langsung dijalankan padahardware server yang kosong (bare metal)tanpa kita install diatas sistem operasi padakomputer. Artinya hypervisor tipe1 menjadi satu paket bersama sistemoperasi pada komputer tersebut.

b) Hypervisor tipe 2Hypervisor tipe 2 disebut dengan hyper-visor host/desktop, yaitu hypervisor yangberjalan diatas sistem operasi sehinggasebelum menggunakannya harus di-instaldulu pada sistem operasi untuk dapatmenjalankan hypervisor tersebut.

2.3. Cloud Computing.Cloud computing adalah sebuah model

komputasi yang terkonfigurasi, dimana sumberdaya seperti processor/computing power,storage, network, dan sofware menjadi abstrak(virtual) serta diberikan sebagai layanan dijaringan/internet menggunakan pola aksesremote [4].

NIST (National Institute of Standarts andTechnology) sebagai badan nasional standardan teknologi Amerika Serikat memberikandefinisi cloud computing yaitu suatu modeluntuk memberikan kenyamanan, on-demandakses jaringan untuk memanfaatkan bersamasuatu sumber daya komputasi yang

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 27

terkonfigurasi (misalnya, jaringan, server,penyimpanan, aplikasi, dan layanan) yang dapatsecara cepat diberikan dan dirilis dengan upayamanajemen yang minimal atau interaksipenyedia layanan[1].

Cloud computing menyediakan 3 modellayanan yaitu [1]:a) Software as a Service (SaaS)b) Platform as a Service (PaaS)c) Infrastructure as a Service (IaaS)

Sedangkan model penyebaran cloudcomputing menurut NIST (National Institute ofStandarts and Technology) terdiri dari empatmodel, yaitu [1]:a) Private Cloudb) Community Cloudc) Public Cloudd) Hybrid Cloud

2.4. FTP Server [3]

FTP merupakan singkatan dari FileTransfer Protocol. FTP merupakan aplikasiyang memberikan akses/pertukaran transferdata antara dua komputer (client dan server).Transfer file/data ini dapat terjadi antarakomputer di jaringan lokal atau melaluiinternet.

FTP biasanya menggunakan dua buahport untuk koneksi yaitu port 20 dan port 21dan berjalan exclusively melalui TCP bukanUDP. FTP Server mendengar pada port 21untuk incoming connection dari FTP client.Biasanya port 21 adalah command port danport 20 adalah data port.

2.5. Load balancing [7]

Load balancing adalah suatu proses danteknologi yang dapat mendistribusikan trafik kebeberapa server dengan menggunakankomputer/perangkat jaringan. Proses ini mampumengurangi beban kerja setiap server, sertamemungkinkan server untuk menggunakanbandwidth yang tersedia secara lebih efektif.Kefektifan kinerja server dapat terlihat dari 2parameter berikuta) Response Time

Response time adalah waktu yangdibutuhkan oleh server untuk memprosessebuah paket data yang datang danmenghasilkan sebuah paket data balasan.b) Throughput

Throughput adalah bandwidth aktual

yang terukur pada ukuran waktu tertentu.Throughput dapat merepresentasikan kemampu-an sebuah server untuk menyalurkan data dalamjaringan dalam satuan detik, oleh karena ituthroughput menggambarkan bandwidth yangsebenarnya (aktual) pada suatu waktu tertentu.

Pada load balancing juga terdapat istilahhigh availability, yaitu merupakan metodedimana load balancer dijaga keberadaannya dandapat dimanfaatkan atau mengambil alih prosesyang dilakukan oleh load balancer lainbilamana dibutuhkan.

2.6. Linux Virtual Server [7]

Linux virtual server (LVS) merupakanaplikasi berbasis sistem operasi linux yangmampu mengarahkan koneksi jaringan kebeberapa server berbeda sesuai denganalgoritma penjadwalan dan memungkinkankumpulan server untuk menawarkan layananjaringan sebagai satu server virtual.

Terdapat tiga teknik/metode yang dapatdigunakan, yaitu :1. Network Address Translation (LVSNAT).2. Direct Routing (LVS-DR).3. IP Tunneling (LVS-TUN).

Ada beberapa jenis algoritmapenjadwalan yang dapat diterapkan pada sistemlinux virtual server pada proses distribusirequest kepada real server, antara lain yaitu:1. Round Robin (rr).2. Weighted Round Robin (wrr).3. Least Connection (lc).4. Weighted Least Connection (wlc).5. Locality Based Least Connection (lblc).6. Locality Based Least Connection With

Replication (lblcr).7. Destination Hashing (dh).8. Source Hashing (sh).9. Shortest Expected Delay (sed) .10. Never Queue (nq) .

III. PERANCANGAN DAN PENGUJIAN

3.1. PERANCANGANBerikut sistem server konvensional dan

cloud computing yang dirancang :A. Sistem Konvensional

a) 1 FTP server konvensionalB. Sistem cloud computing

a) 1 Server hypervisorb) 2 Linux director virtual

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 28

c) 3 FTP server virtualSistem dirancang dengan menggunakan

perangkat keras dan lunak sebagai berikut :A. Perangkat keras

Komputer server hypervisor dan tunggalkonvensional ACER build Processor: Intel (R) Core (TM) i3-2100

CPU @3.1 GHz (4 CPU) Memory 4096 MB RAM Storage HDD 465 GB Ethernet Card: Realtek PCIe GBE Family

ControllerB. Perangkat lunak

Perangkat lunak yang digunakan padapenelitian ini, yaitu:1. Sistem Operasi

a. Komputer server tunggalkonvensional menggunakan sistemoperasi Ubuntu dekstop 11.04.

b. Komputer yang berfungsi sebagaihypervisor menggunakan sistemoperasi Proxmox 1.9.

c. Komputer virtual server sebanyak 5unit dengan 3 unit FTP servermenggunakan sistem operasi Ubuntudekstop 11.04 dan 2 linux directormenggunakan sistem operasi Ubuntuserver 11.04.

d. Komputer client menggunakan sistemoperasi Windows 7 ultimate

2. vsftpd (FTP server)3. Ipvsadm dan keepalived4. Filezilla FTP client5. Wireshark

3.2. PENGUJIANPada pengujian perbandingan tingkat

pemanfaatan resource dan peformansidilakukan perbandingan server tunggalkonvensional dengan server yang ada padacloud computing berdasarkan parameter CPUutilisasi, pemakaian memori response time danthroughput.

Sedangkan pengujian unjuk kerja loadbalancing high availibility dan perbandinganalgoritma penjadwalannya pada sistem cloudcomputing akan dilakukan denganmenggunakan 5 algoritma penjadwalan, yaituLeast Connection (lc), Weighted LeastConnection (wlc), Source Hashing (sh),Shortest Expected Delay (sed), dan Never

Queue (nq).Serta pada pengujian akan dibuat 6

kondisi yaitu :1. Semua linux director dan server hidup2. Semua linux director hidup dan 1 FTP

server mati3. Semua linux director hidup dan 2 FTP

server mati4. linux director master mati dan semua FTP

server hidup5. linux director master mati dan 1 FTP

server mati6. linux director master mati dan 2 FTP

server matiSkema pengujian dapat dilihat dari

gambar 3.1 dan gambar 3.2 serta skema loadbalancing pada gambar 3.3.

Gambar 3.1. Skema Jaringan Pengujian ServerTunggal Konvensional

Gambar 3.2. Skema Jaringan Pengujian Cloudcomputing Dengan Load Balancing

High Availibility

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 29

Gambar 3.3. Load Balancing HighAvailibility

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perbandingan Efisiensi TingkatPemanfaatan Resource Antara ServerTunggal Konvensional Dengan SistemCloud Computing Berdasarkan CPUUtilisasi dan Pemakaian Memori

Hasil pengamatan CPU utilisasi danpemakaian memori dapat dilihat pada gambar4.1.

Gambar 4.2 CPU utilisasi dan pemakaianmemori Server Tunggal Konvensional dan

Sistem Cloud Computing

Dari gambar tersebut dapat diketahuibahwa pemanfaatan processor dan memori padaserver tunggal konvensional yaitu 10% dan12%, sedangkan pada sistem cloud computingpemanfaatan processor dan memori yaitu 51%dan 53% dengan 3 server dan 2 director didalam sistem tersebut.

4.2. Perbandingan Peformansi AntaraServer Tunggal Konvensional DenganSistem Cloud Computing BerdasarkanResponse Time dan Throughput

A. Response timeHasil pengamatan response time antara

server tunggal konvensional dengan sistemcloud computing dapat dilihat pada gambar 4.2

Gambar 4.2 Response Time (ms) ServerTunggal Konvensional dan Sistem Cloud

Computing

Server tunggal konvensional dan sistemcloud computing sama-sama memanfaatkansatu komputer fisik, akan tetapi dari gambar 4.2dapat dilihat bahwa response time rata-ratasistem cloud computing lebih kecil dariresponse time rata-rata server tunggalkonvensional. response time rata-rata servertunggal konvensional 1.2354 ms dan responsetime rata-rata cloud computing 0.998787 ms.

B. ThroughputHasil pengamatan throughput antara

server tunggal konvensional dengan sistemcloud computing dapat dilihat pada gambar 4.3

Gambar 4.3 Throughput (Bps) Server TunggalKonvensional Dengan Sistem Cloud

Computing

Vol: 2 No.1 Maret 2013 ISSN : 2302-2949

Jurnal Nasional Teknik Elektro 30

Pada gambar 4.3 menunjukkan sistemcloud computing mendapatkan throughput rata-rata lebih tinggi dari server tunggalkonvensional throughput rata-rata servertunggal konvensional 10271017 Bps danthroughput rata-rata cloud computing10789997.75 Bps.

V. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari penelitian ini1. Pemanfaatan resource komputer untuk

server tunggal konvensional dinilai tidakefisien dan tidak maksimal karenapemanfaatan processor dan memorihanya 10% dan 12%.

2. Sistem cloud computing memilikipeformansi yang lebih baik dari servertunggal konvensional.

3. Sistem load balancing pada cloudcomputing dapat menambah kehandalansistem karena dapat menggabungkanbanyak server yang diakses oleh client.

4. Pada penelitian ini disimpulkan bahwaalgoritma never queue (nq) dipilihsebagai algoritma terbaik untuk aplikasiFTP dibandingkan 4 algoritma lainnya.

5. Algoritma never queue (nq) dipilihsebagai algoritma terbaik pada sistemload balancing untuk ftp server, karenamenunjukkan hasil uji response timerata-rata yang lebih kecil yaitu 0.926667ms dan throughput rata-rata yangdidapatkan lebih tinggi dibandingkanalgoritma lainnya yaitu 10862038 Bps.

DAFTAR PUSTAKA

[1] [Mell, P.,dan Grance, T. 2011. “The NIST

Definition of Cloud Computing”.Computer Security Division InformationTechnology Laboratory National Instituteof Standards and Technology.Gaithersburg USA ,Sumber:http://www.nist.gov/itl/cloud/upload/cloud-def-v15.pdf.

[2] Hurwitz, Judith, et.al. 2010. CloudComputing for Dummies. WileyPublishing. Indiana.

[3] Satria, Rico. 2009. “Membangun FTPServer pada Windows Server 2008 diLembaga Penyiaran Publik TVRI”.Bogor : IPB

[4] Purbo , Onno W. 2011. “Petunjuk PraktisCloud Computing Mengunakan OpenSource “. Jakarta, Sumber:http://kambing.ui.ac.id/onnopurbo/ebook-voip/OWP-20110701-petunjuk-praktis-cloud-computing-menggunakan-opensource.pdf.

[5] Novan. “Pengertian Virtualisasi” .10september 2011. diakses pada 20Desember 2011

[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Hypervisor,diakses pada 2 januari 2012

[7] Sagala, M.A. 2010.”Implementasi LoadBalancing Pada Web Server”. Medan :Universitas Sumatera Utara.

Biodata PenulisYoppi Lisyadi Oktavianus, Lahir di Padang,19 Oktober 1989. Menamatkan Sekolah di SMAnegeri 2 Padang tahun 2007 dan S1 di JurusanTeknik Elektro Universitas Andalas (UNAND)Padang tahun 2012 bidang Elektronika danTelekomunikasi.