Selasa, 13 Maret 2018
Nama : Gilang Apriyana
NPM : 54414541
1. Pengantar Komputasi GRID
A. Pengertian Komputasi GRID
Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar.
Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.
Ide awal komputasi grid dimulai dengan adanya distributed computing, yaitu mempelajari penggunaan komputer terkoordinasi yang secara fisik terpisah atau terdistribusi. Sistem terdistribusi membutuhkan aplikasi yang berbeda dengan sistem terpusat. Kemudian berkembang lagi menjadi parallel computing yang merupakan teknik komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.
Grid computing menawarkan solusi komputasi yang murah, yaitu dengan memanfaatkan sumber daya yang tersebar dan heterogen serta pengaksesan yang mudah dari mana saja. Globus Toolkit adalah sekumpulan perangkat lunak dan pustaka pembuatan lingkungan komputasi grid yang bersifat open-source. Dengan adanya lingkungan komputasi grid ini diharapkan mempermudah dan mengoptimalkan eksekusi program-program yang menggunakan pustaka paralel. Dan Indonesia sudah menggunakan sistem Grid dan diberi nama InGrid (Inherent Grid). Sistem komputasi grid mulai beroperasi pada bulam Maret 2007 dan terus dikembangkan sampai saat ini. InGrid ini menghubungkan beberapa perguruan tinggi negeri dan swasta yang tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa instansi pemerintahan seperti Badan Meteorologi dan Geofisika.
Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.
Ide awal komputasi grid dimulai dengan adanya distributed computing, yaitu mempelajari penggunaan komputer terkoordinasi yang secara fisik terpisah atau terdistribusi. Sistem terdistribusi membutuhkan aplikasi yang berbeda dengan sistem terpusat. Kemudian berkembang lagi menjadi parallel computing yang merupakan teknik komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.
Grid computing menawarkan solusi komputasi yang murah, yaitu dengan memanfaatkan sumber daya yang tersebar dan heterogen serta pengaksesan yang mudah dari mana saja. Globus Toolkit adalah sekumpulan perangkat lunak dan pustaka pembuatan lingkungan komputasi grid yang bersifat open-source. Dengan adanya lingkungan komputasi grid ini diharapkan mempermudah dan mengoptimalkan eksekusi program-program yang menggunakan pustaka paralel. Dan Indonesia sudah menggunakan sistem Grid dan diberi nama InGrid (Inherent Grid). Sistem komputasi grid mulai beroperasi pada bulam Maret 2007 dan terus dikembangkan sampai saat ini. InGrid ini menghubungkan beberapa perguruan tinggi negeri dan swasta yang tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa instansi pemerintahan seperti Badan Meteorologi dan Geofisika.
B. Konsep Grid Computing
Beberapa konsep dasar dari grid computing :
Beberapa konsep dasar dari grid computing :
- Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.
- Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.
- Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah
- Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)
- Tiga hal yang di-,sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer.
C. Cara Kerja Grid Computing
Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :
Sistem tersebut melakukan koordinasi terhadap sumberdaya komputasi yang tidak berada dibawah suatu kendali terpusat. Seandainya sumber daya yang digunakan berada dalam satu cakupan domain administratif, maka komputasi tersebut belum dapat dikatakan komputasi grid. Sistem tersebut menggunakan standard dan protokol yang bersifat terbuka (tidak terpaut pada suatu implementasi atau produk tertentu). Komputasi grid disusun dari kesepakatan-kesepakatan terhadap masalah yang fundamental, dibutuhkan untuk mewujudkan komputasi bersama dalam skala besar. Kesepakatan dan standar yang dibutuhkan adalah dalam bidang autentikasi, otorisasi, pencarian sumberdaya, dan akses terhadap sumber daya. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.
D. Kelebihan dan Kekurangan Grid Computing
Penggunaan Grid Computing System untuk perusahaan-perusahaan akan banyak memberikan manfaat, baik manfaat secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa manfaat tersebut antara lain :
- Grid computing menjanjikan peningkatan utilitas, dan fleksibilitas yang lebih besar untuk sumberdaya infrastruktur, aplikasi dan informasi. Dan juga menjanjikan peningkatan produktivitas kerja perusahaan.
- Grid computing bisa memberi penghematan uang, baik dari sisi investasi modal maupun operating cost–nya.
- Dan beberapa hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing adalah sebagai berikut :
- Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yan lebih besar bagi masyarakat luas.
- Masih sedikitnya Sumber Daya Manusia yang kompeten dalam mengelola grid computing. Contonhya kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.
E. Contoh Grid Computing
A) Scientific Simulation
Komputasi grid diimplementasikan di bidang fisika, kimia, dan biologi untuk melakukan simulasi terhadap proses yang kompleks.
B) Medical Images
Penggunaan data grid dan komputasi grid untuk menyimpan medical-image. Contohnya adalah eDiaMoND project.
C) Computer-Aided Drug Discovery (CADD)
Komputasi grid digunakan untuk membantu penemuan obat. Salah satu contohnya adalah: Molecular Modeling Laboratory (MML) di University of North Carolina (UNC).
D) Big Science
Data grid dan komputasi grid digunakan untuk membantu proyek laboratorium yang disponsori oleh pemerintah Contohnya terdapat di DEISA.
E) E-Learning
Komputasi grid membantu membangun infrastruktur untuk memenuhi kebutuhan dalam pertukaran informasi dibidang pendidikan. Contohnya adalah AccessGrid.
2. Virtualisasi
A. Pengertian Virtualisasi
Dalam ilmu komputer, virtualisasi (bahasa Inggris: virtualization) adalah istilah umum yang mengacu kepada abstraksi dari sumber daya komputer. Definisi lainnya adalah "sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya tunggal (seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal; atau dapat juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti beberapa peralatan penyimpanan atau server) terlihat sebagai satu sumber daya logikal."[1]
Istilah virtualisasi sudah digunakan secara luas sejak 1960-an, dan telah diaplikasikan kepada beberapa aspek komputer—dari keseluruhan sistem komputer sampai sebuah kemampuan atau komponen individu. Secara umum semua teknologi virtualisasi mengacu kepada "menyembunyikan detail teknis" melalui enkapsulasi.
Istilah virtualisasi sudah digunakan secara luas sejak 1960-an, dan telah diaplikasikan kepada beberapa aspek komputer—dari keseluruhan sistem komputer sampai sebuah kemampuan atau komponen individu. Secara umum semua teknologi virtualisasi mengacu kepada "menyembunyikan detail teknis" melalui enkapsulasi.
B. KEUNTUNGAN PENGGUNAAN VIRTUALISASI
- Pengurangan Biaya Investasi Hardware. Investasi hardware dapat ditekan lebih rendah karena virtualisasi hanya mendayagunakan kapasitas yang sudah ada. Tak perlu ada penambahan perangkat komputer, server dan pheriperal secara fisik. Kalaupun ada penambahan kapasitas harddisk dan memori, itu lebih ditujukan untuk mendukung stabilitas kerja komputer induk, yang jika dihitung secara finansial, masih jauh lebih hemat dibandingkan investasi hardware baru.
- Kemudahan Backup & Recovery. Server-server yang dijalankan didalam sebuah mesin virtual dapat disimpan dalam 1 buah image yang berisi seluruh konfigurasi sistem. Jika satu saat server tersebut crash, kita tidak perlu melakukan instalasi dan konfigurasi ulang. Cukup mengambil salinan image yang sudah disimpan, merestore data hasil backup terakhir dan server berjalan seperti sedia kala. Hemat waktu, tenaga dan sumber daya.
- Kemudahan Deployment. Server virtual dapat dikloning sebanyak mungkin dan dapat dijalankan pada mesin lain dengan mengubah sedikit konfigurasi. Mengurangi beban kerja para staff IT dan mempercepat proses implementasi suatu sistem
- Mengurangi Panas. Berkurangnya jumlah perangkat otomatis mengurangi panasnya ruang server/data center. Ini akan berimbas pada pengurangan biaya pendinginan/AC dan pada akhirnya mengurangi biaya penggunaan listrik
- Mengurangi Biaya Space. Semakin sedikit jumlah server berarti semakin sedikit pula ruang untuk menyimpan perangkat. Jika server ditempatkan pada suatu co-location server/data center, ini akan berimbas pada pengurangan biaya sewa
- Kemudahan Maintenance & Pengelolaan. Jumlah server yang lebih sedikit otomatis akan mengurangi waktu dan biaya untuk mengelola. Jumlah server yang lebih sedikit juga berarti lebih sedikit jumlah server yang harus ditangani
- Standarisasi Hardware. Virtualisasi melakukan emulasi dan enkapsulasi hardware sehingga proses pengenalan dan pemindahan suatu spesifikasi hardware tertentu tidak menjadi masalah. Sistem tidak perlu melakukan deteksi ulang hardware sebagaimana instalasi pada sistem/komputer fisik
- Kemudahan Replacement. Proses penggantian dan upgrade spesifikasi server lebih mudah dilakukan. Jika server induk sudah overload dan spesifikasinya tidak mencukupi lagi, kita bisa dengan mudah melakukan upgrade spesifikasi atau memindahkan virtual machine ke server lain yang lebih powerful
C. KERUGIAN PENGGUNAAN VIRTUALISASI
- Satu Pusat Masalah. Virtualisasi bisa dianalogikan dengan menempatkan semua telur didalam 1 keranjang. Ini artinya jika server induk bermasalah, semua sistem virtual machine didalamnya tidak bisa digunakan. Hal ini bisa diantisipasi dengan menyediakan fasilitas backup secara otomatis dan periodik atau dengan menerapkan prinsip fail over/clustering
- Spesifikasi Hardware. Virtualisasi membutuhkan spesifikasi server yang lebih tinggi untuk menjalankan server induk dan mesin virtual didalamnya
- Satu Pusat Serangan. Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan. Jika hacker mampu menerobos masuk kedalam sistem induk, ada kemungkinan ia mampu menyusup kedalam server- server virtual dengan cara menggunakan informasi yang ada pada server induk
3. Distribusi Computation dalam Cloud
Distributed Computing adalah ilmu yang memecahkan masalah besar dengan memberikan bagian kecil dari masalah untuk banyak komputer untuk memecahkan dan kemudian menggabungkan solusi untuk bagian-bagian menjadi solusi untuk masalah tersebut. Distributed computing terkait dengan system perangkat keras dan perangkat lunak yang memiliki lebih dari satu elemen pemrosesan atau storage element.
Distributed Computing adalah ilmu yang memecahkan masalah besar dengan memberikan bagian kecil dari masalah untuk banyak komputer untuk memecahkan dan kemudian menggabungkan solusi untuk bagian-bagian menjadi solusi untuk masalah tersebut. Distributed computing terkait dengan system perangkat keras dan perangkat lunak yang memiliki lebih dari satu elemen pemrosesan atau storage element.
Pada cloud computing, penyimpanan data hanya dilakukan pada server utama, sehingga pengguna hanya dapat mengaksesnya tanpa harus mengetahui infrastruktur pembuatan aplikasinya. Hanya perlu interface software saja untuk mengakses server. Interface ini pada umumnya merupakan web browser yang tersedia dengan banyak pilihan dan tidak berbayar.
4. Computing, Map Reduce dan NoSQL
A. Pengertian Computing
Computing adalah sistem pengolah informasi yang berbasiskan sistem komputer (Computer bases Information System) berupa jaringan sistem informasi (computer network) organisasional yang efisien, efektif, dan legal. Dalam hal ini, suatu sistem informasi merupakan perwujudan penerapan perkembangan teknologi informasi ke dalam suatu bentuk organisasional / organisasi perusahaan (bisnis)
B. Pengertian Map Reduce
MapReduce merupakan sebuah konsep dimana data yang kontinue dipecah menjadi bagian data / komponen data kecil dan didistribusikan melalui mesin-mesin yang terhubung secara cluster. Bisa dibilang map reduce merupakan sebuah framework yang digunakan untuk mempercepat proses pengolahan data pada konsep cloud computing. Dalam memproses data, MapReduce dibagi menjadi 2 proses utama, yaitu Map dan Reduce. Proses Map bertugas utnuk mengumpulkan informasi dari potongan-potongan data yang terditribusi dalam tiap komputer dalam cluster (kelompok komputer yang saling terhubung). Hasilnya deserahkan kepada proses Reduce untuk diproses lebih lanjut. Hasil proses Reduce merupakan hasil akhir yang dikirim ke pengguna.
C. Pengertian NoSQL
NoSQL singkatan dari Not Only SQL. NoSQL adalah sebuah konsep mengenai penyimpanan data non-relasional. Berbeda dengan model basis data relasional yang selama ini digunakan, NoSQL menggunakan beberapa metode yang berbeda-beda.
NoSQL sangat berguna pada data-data yang terus-menerus berkembang, dimana data tersebut sangat kompleks sehingga sebuah database relational tidak lagi bisa mengakomodir. Salah satu bentuknya adalah ketika suatu data saling berhubungan satu sama lain, maka akan muncul proses duplikasi data. Dimana data saling memanggil ke beberapa permintaan, tambahan data baru, perubahan data, dan lain-lain dengan key yang sama. Karena faktor hubungan antar data yang sama terjadi terus-menerus, mendorong faktor redudansi data, data menjadi berlipat-lipat, dan pada akhirnya akan menyebabkan crash pada database berkonsep RDBMS.
NoSQL sangat berguna pada data-data yang terus-menerus berkembang, dimana data tersebut sangat kompleks sehingga sebuah database relational tidak lagi bisa mengakomodir. Salah satu bentuknya adalah ketika suatu data saling berhubungan satu sama lain, maka akan muncul proses duplikasi data. Dimana data saling memanggil ke beberapa permintaan, tambahan data baru, perubahan data, dan lain-lain dengan key yang sama. Karena faktor hubungan antar data yang sama terjadi terus-menerus, mendorong faktor redudansi data, data menjadi berlipat-lipat, dan pada akhirnya akan menyebabkan crash pada database berkonsep RDBMS.
5. Keterkaitan NoSQL Database
Berbeda dengan SQL Database, dari namanya saja sudah bisa ditebak bahwa nosql database adalah kebalikan dari sql database. Tidak relational / tanpa relation. Database nosql atau yang biasa disebut NoSQL database / cloud database merupakan penyimpanan data / database yang tidak terstruktur.
Nosql database tidak seperti sql database yang menggunakan tabel dalam penyusunan datanya, nosql database menggabungkan semua database tidak membedakan jenis2nya dan tanpa karakteristik umum. Tapi nosql database ini memiliki kecepatan yang super cepat dibanding dengan sql database, pencariannya lebih terfokus. Nosql sebetulnya tidak 100% menyimpan data dengan cara tidak terstruktur, terkadang ada miripnya dengan sql database dengan sedikit susunan pada saat2 tertentu.
Bedanya nosql database ini menyusun bagian didalam bagian lainnya (subset). Jadi setiap bagian akan memiliki beberapa bagian lagi didalamnya. Nosql ini cocok dan biasa digunakan untuk penyimpanan aplikasi atau data yang sangat besar. Karena dengan menggunakan nosql data dapat diakses dengan sangat fleksibel dan sangat sedikit kemungkinan error ketika mengakses banyak data dengan format yang berbeda-beda.
Nosql database tidak seperti sql database yang menggunakan tabel dalam penyusunan datanya, nosql database menggabungkan semua database tidak membedakan jenis2nya dan tanpa karakteristik umum. Tapi nosql database ini memiliki kecepatan yang super cepat dibanding dengan sql database, pencariannya lebih terfokus. Nosql sebetulnya tidak 100% menyimpan data dengan cara tidak terstruktur, terkadang ada miripnya dengan sql database dengan sedikit susunan pada saat2 tertentu.
Bedanya nosql database ini menyusun bagian didalam bagian lainnya (subset). Jadi setiap bagian akan memiliki beberapa bagian lagi didalamnya. Nosql ini cocok dan biasa digunakan untuk penyimpanan aplikasi atau data yang sangat besar. Karena dengan menggunakan nosql data dapat diakses dengan sangat fleksibel dan sangat sedikit kemungkinan error ketika mengakses banyak data dengan format yang berbeda-beda.
A. Kelebihan NoSQL
- NoSQL bisa menampung data yang terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstuktur secara efesien dalam skala besar (big data/cloud).
- Menggunakan OOP dalam pengaksesan atau manipulasi datanya.
- NoSQL tidak mengenal schema tabel yang kaku dengan format data yang kaku. NoSQL sangat cocok untuk data yang tidak terstruktur, istilah singkat untuk fitur ini adalah Dynamic Schema.
- Autosharding, istilah sederhananya, jika database noSQL di jalankandi cluster server (multiple server) maka data akan tersebar secara otomatis dan merata keseluruh server.
B. Kekurangan NoSQL
- Hostingnya mahal. beberapa layanan di luar negeri mencharge biaya 100-200USD untuk hosting database noSQL.
- Sulitnya mencari hosting Cpanel yang mendukung database MongoDB atau database noSQL lainnya.
- karena bervariasinya produk dan format penyimpanan, berpindah antar satu produk database ke produk noSQL lainnya perlu waktu untuk belajar.
Contoh software NoSQL :
1. MongoDB
MongoDB merupakan basis data yang paling populer diantara basis data NoSQL lainnya. Hal ini dikarenakan pemasangan maupun penggunaan mongoDB tidaklah sulit atau merepotkan penggunanya. Selain itu mongoDB juga merupakan salah satu basis data yang open source sehingga pengembangan mongoDB sendiri cukup pesat karena setiap orang bisa berpartisipasi untuk mengembangkannya.
MongoDB merupakan basis data NoSQL yang document based. Ia menyimpan data-datanya dalam suatu dokumen JSON yang disebut BSON (Binary JSON).
Dikembangkan sejak tahun 2009, mongoDB sekarang telah mendukung hampir semua bahasa pemrograman untuk dapat berinteraksi dengan mongoDB. Tak hanya bahasa pemrograman, beragam framework terkenal pun sudah dapat menggunakan mongoDB untuk menyimpan datanya sehingga kita tidak akan kesulitan untuk mengintegrasikan aplikasi yang kita buat dengan basis data ini
MongoDB merupakan basis data NoSQL yang document based. Ia menyimpan data-datanya dalam suatu dokumen JSON yang disebut BSON (Binary JSON).
Dikembangkan sejak tahun 2009, mongoDB sekarang telah mendukung hampir semua bahasa pemrograman untuk dapat berinteraksi dengan mongoDB. Tak hanya bahasa pemrograman, beragam framework terkenal pun sudah dapat menggunakan mongoDB untuk menyimpan datanya sehingga kita tidak akan kesulitan untuk mengintegrasikan aplikasi yang kita buat dengan basis data ini
2. CouchDB
Apache CouchDB, biasa disebut dengan CouchDB saja, merupakan basis data NoSQL yang dikembangkan oleh Apache. CouchDB lebih dulu muncul jauh sebelum mongoDB yaitu pada tahun 2005. CouchDB tidak menyimpan datanya dalam tabel melainkan dalam dokumen seperti halnya mongoDB.
Basis data ini juga merupakan proyek open source serta dikembangkan dalam bahasa pemrograman Erlang oleh karena itu kita bisa ikut berkontribusi dalam pengembangan CouchDB agar basis data ini lebih baik.
3. Cassandra
Cassandra merupakan sebuah sistem penyimpanan data terdistribusi untuk
menangani jumlah data yang sangat besar dan terstruktur. Cassandra juga
dikembangkan Apache, pengembang yang sama untuk basis data CouchDB.
Kemampuan Cassandra dalam menyimpan data dengan jumlah yang sangat besar
tidak diragukan lagi, puluhan perusahaan besar telah mempercayakan
Cassandra sebagai salah satu penunjang kerja mereka diantaranya.
Referensi:
