Virtualisasi Data Center

Virtualisasi Data Center

Peran masing-masing perusahaan dalam FlexPod (Cloud Service by VMware, Cisco, dan NetApp).

Sumber : http://www.jagatreview.com/

     Kemarin saya baru saja mendapatkan kuliah tentang Virtualisasi data center di kampus. Virtualisasi data center sangat menarik untuk di pelajari dalam dunia jaringan komputer karena terkenal dengan efisiensi dan efektivitasnya dalam mengelolal data center yang sangat jauh berbeda dengan teknik tradisional yang biasa diterapkan. Kesempatan kali ini saya akan menguraikan tentang konsep virtualisasi data center beserta contohnya menggunakan VMware vSphere. 

Konsep Dasar

Pengertian Virtualisasi

     Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, virtual berarti (secara) nyata, sedangkan akhiran –isasi menyatakan makna melakukan, proses, usaha, atau kegiatan. Berarti virtualisasi adalah proses menyatakan atau membuat sesuatu menjadi nyata. Sedangkan  dalam  ilmu  komputer, virtualisasi  bisa diartikan  sebagai  pembuatan suatu bentuk simulasi dari sesuatu yang asalnya bersifat fisik, misalnya sistem operasi, perangkat penyimpanan data atau sumber daya jaringan. 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.”

Pengertian Data Center

     Pusat data atau yang lebih dikenal Data Center adalah suatu fasilitas yang digunakan untuk menempatkan sistem komputer dan komponen-komponen terkaitnya, seperti sistem telekomunikasi dan penyimpanan data. Fasilitas ini biasanya mencakup juga catu daya redundan atau cadangan, koneksi komunikasi data redundan, pengontrol lingkungan (mis. AC, ventilasi), pencegah bahaya kebakaran, serta piranti keamanan fisik. Salah satu penempatan server untuk website atau database.

     Data Center merupakan fasilitas yang digunakan untuk penempatan beberapa kumpulan server atau sistem  komputer  dan  sistem penyimpanan  data  (storage)  yang  dikondisikan  dengan  pengaturan catudaya, pengatur udara, pencegah bahaya kebakaran dan biasanya dilengkapi pula dengan sistem pengamanan fisik.

Pengertian Virtualisasi Data Center

     Virtualisasi data center adalah melakukan konsolidasi dan melakukan pengurangan jumlah server dalam bentuk fisik, caranya dengan menciptakan mesin virtual dalam jumlah banyak yang ditempatkan di beberapa host fisik, menggunakan storage dan jaringan.

Kelebihan dan Kekurangan Virtualisasi Data Center

Keuntungan

     Virtualisasi telah menjadi istilah trend dalam beberapa tahun terakhir di sejumlah kalangan yang bergelut dengan infrastruktur data center. Dengan menerapkan konsep ini, pemilik data center akan mengambil keuntungan dari berkurangnya beban biaya untuk pembangunan fasilitas gedung, power supply, sistem pendingin ruangan, penyederhanaan administrasi dan pemeliharaan.

     Namun pendapat  pribadi, tidak semua sistem dapat di virtualisasikan. Mungkin sebuah database server dengan beban berat untuk menghandle sekian transaksi per detiknya, memasukkannya ke dalam suatu lingkungan virtual akan menjadi sangat beresiko, terutama menyangkut performansinya.Dibalik itu semua, penerapan virtualisasi akan sangat menguntungkan bagi pemiliki data center, berikut beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan implementasi virtualisasi di lingkungan data center:

1.  Berkurangnya Biaya (cost)

     Dengan menggabungkan beberapa aplikasi yang asalnya dari beberapa server menjadi satu box yang terintegrasi akan menghemat beberapa sumber daya, seperti :

• Space (ruangan) data center, akan mengurangi jumlah biaya untuk pembangunan gedung data center.
•  Berkurangnya jumlah hardware (server), akan mengurangi pemakaian power supply dan juga sistem pendingin udara karena heat (panas) yang diproduksi dari operasional server berkurang.

   Dengan penghematan yang terjadi seperti disebutkan diatas, akan menyebabkan biaya secara keseluruhan operasional data center akan berkurang sehigga dapat digunakan untuk keperluan lain di perusahaan.

2.  Mengurangi Ketergantungan pada satu vendor

Dengan virtualisasi, abstraksi antara hadware dan software (perangka lunak) akan menjadi lebih transparan, dimana aplikasi yang berjalan diatasnya tidak lagi peduli dengan hardware yang dipakai (di layer bawahnya). Dengan demikian keterkaitan antara aplikasi (software) untuk menggunakan hardware tertentu saja bisa

diminimalisir. Dengan demikian data center owner akan lebih flexible dalam menentukan hardware (server) yang akan digunakan di data center-nya.

3.  Re-deploy Sistem (Aplikasi) Akan semakin Cepat

Memindahkan suatu sistem (aplikasi) dari satu perangkat ke perangkat lain akan menjadi lebih ber’keringat’ jika dilakukan dengan hardware terpisah. Harus ada sistem backup/restore yang diimplementasikan pada mesin lama dan mesin baru. Dengan adanya virtualisasi memindahkan snapshot dari suatu instance ke instance lain akan lebih cepat lagi. Tentu ini dilakukan dalam satu sistem Virtual machine.

4.  Proses Recovery yang Lebih Baik

Proses disaster recovery akan menjadi lebih cepat dilakukan sepanjang snapshot dari suatu virtual machine telah tersedia berkat sistem backup yang telah berjalan. Dengan memiliki snapshot yang upto-date, memindahkan ke suatu lingkungan baru akan menjadi lebih mudah dan cepat.

5.  Lingkungan Testing yang Baik

Virtualisasi merupakan lingkungan yang baik untuk melakukan testing sistem aplikasi yang baru, dimana sistem lama masih tetap berjalan. Pada saat testing telah dilakukan dengan sukses, maka memindahkan ke lingkungan operasional akan menjadi lebih mudah.

Penggunaan virtual machine di data center akan menghemat resource perusahaan dan menjadikan pekerjaan system administrator menjadi lebih simpel.

Kelemahan

1.      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

2.      Spesifikasi Hardware. Virtualisasi membutuhkan spesifikasi server yang lebih tinggi untuk menjalankan server induk dan mesin virtual didalamnya

3.      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.

C. Infrastruktur Virtual Menggunakan VMware® vSphere®

VMWare merupakan salah software virtualisasi yang masih mempin di bidangnya saat ini. Dengan seiringnnya kemajuan teknologi dan kebutuhan banyaknya informasi ataupun tempat penyimpanan data yang aman, maka dengan pelatihan implementasi dan administrasi VMWare ini bisa membantu dalam memenuhi kebutuhan Anda, baik di perusahaan maupun instansi.

Memilih platform virtualisasi yang tepat untuk membangun Data Center Vitual, private maupun cloud infrastructure internal, adalah sesuatu yang sangat penting. Suatu sistem infrastruktur virtualisasi yang meliputi virtualisasi, manajemen, optimisasi sumber daya, ketersediaan aplikasi dan kemampuan otomasi operasional TI.

VMware vSphere membentuk sistem virtualisasi diatas fisik hardware dan kumpulan sumber daya TI untuk data center, serta meliputi komponen :

•      VMware® ESXi : Platform virtualisasi untuk vSphere.

•      VMware® vCenter® Server™ : Perangkat bantu untuk melakukan manajemen virtualisasi, konfigurasi, provisi sumber daya TI.

•      VMware® vSphere® Client™ : Antar muka untuk membolehkan pengguna melakukan konfigurasi secara remote terhadap vCenter® Server atau ESXi dari PC bersistem operasi Microsoft® Windows®.

•      VMware® vSphere® VMFS : Sistem file yang memiliki kinerja

tinggi, digunakan untuk mesin-mesin virtual pada ESXi.

•      VMware® vSphere® Virtual Symmetric Multiprocessing : Fasilitas yang memungkinkan suatu mesin virtual dapat

menggunakan lebih dari satu prosesor fisik secara simultan.

vSphere® juga menyediakan beberapa fungsionalitas sebagai berikut :

•      Manajemen sumber daya (menggunakan vSphere® Distributed Resource Scheduler).

•      Ketersediaan (menggunakan vSphere® High Availability).

•      Proteksi data (menggunakan VMware® Consolidated Backup and

VMware® Data Recovery)

Gambar 1. Arsitektur VMware® vSphere ® berikut komponen pendukungnya

Pada pembahasan teknis berikut ini, akan diulas secara mendalam, konsep-konsep inti virtualisasi dan produk VMware® vSphere®.

Infrastruktur Fisik

Pada infrastruktur fisik, operating system dan software berjalan diatas komputer atau server fisik. Beberapa tantangan baru meningkat pada saat menjalankan sejumlah besar server-server fisik di data center, antara lain :

•          Model infrastruktur fisik sudah dirasakan tidak fleksibel dan tidak efisien.
• Perencanaan dan biaya infrastruktur seperti luasan server, luasan rak server, daya listrik, sistem pendinginan, sistem perkabelan dan provisi server merupakan masalah yang dihadapi staff TI.
• -         Umumnya terdapat hubungan antara komputer atau fisik server dengan software yang berjalan diatasnya. Pada saat utilitas penggunaan server hanya 5-10%, maka perbandingan pemakaian sumber daya menjadi 1:1, sehingga biaya untuk luasan server, daya listrik, sistem pendinginan menjadi sangat tinggi.
• -         Implementasi server-server fisik merupakan proses yang memakan waktu. Pada lingkungan fisik, waktu yang ada digunakan untuk proses pengadaan hardware, penempatan server pada data center, instalasi operating system dan instalasi serta konfigurasi aplikasi yang akan dijalankan. Selain itu terdapat aktivitas berupa konfigurasi aturan firewall, konfigurasi port pada switch dan konfigurasi storage. Semua aktivitas tersebut membutuhkan waktu dalam hitungan pekan.

Infrastruktur Virtual

Teknologi virtualisasi memungkinkan penambahan beban kerja komputasi pada server tunggal dengan proses konsolidasi lingkungan dan sumber daya komputasi. Kelebihan dari konsolidasi tersebut adalah masing-masing mesin virtual dapat menggunakan sumber daya penyimpanan redundant dan konektivitas jaringan tanpa penambahan biaya penyimpanan dan kompleksitas perkabelan jaringan yang sebelumnya digunakan pada infrastruktur fisik.

Gambar 2. Infrastruktur Virtual dengan tipe storage yang bervariasi

Masing-masing mesin virtual dihubungkan dengan konektivitas yang bersifat redundant sebagai hasil dari setiap host yang memiliki konektivitas yang bersifat redundant. Rasio atau perbandingan antara jumlah host atau mesin virtual dengan jumlah sumber daya, yaitu 1:1 untuk infrastruktur fisik, meningkat menjadi 6:1 untuk infrastruktur virtual (seperti terlihat pada gambar 1) menjadi 30:1 untuk infrastruktur virtual (pencapaian jumlah mesin virtual yang berhasil dibuat untuk penggunaan aplikasi normal).

Peningkatan rasio yang signifikan tersebut ditengarai dapat meningkatkan penghematan biaya dan penurunan kompleksitas perkabelan. Infrastruktur virtual diyakini dapat mengurangi jumlah luasan data center yang digunakan, jumlah penggunaan tempat rak server, daya listrik, sistem pendinginan, perkabelan jaringan, media penyimpanan serta beberapa komponen jaringan komputer dengan pengurangan jumlah mesin-mesin fisik.

Penggunaan teknologi virtualisasi juga dapat mengubah cara deployment server-server yang akan digunakan. Staff Departemen TI tidak perlu menunggu pengadaan hardware atau instalasi perkabelan (jaringan dan daya listrik), seperti pada infrastruktur fisik. Deployment mesin virtual dapat dilakukan dengan menggunakan antar muka grafis yang mudah, sehingga deployment mesin virtual dapat dilakukan dalam hitungan menit, berbeda halnya dengan deployment mesin fisik.

Secara manajemen penggunaan sumber daya  TI, pengaturan mesin-mesin virtual yang berjalan diatas host, dilakukan secara terpusat, menggunakan perangkat bantu vCenter® Management Server. Perangkat bantu tersebut dapat diinstalasikan pada salah satu mesin virtual, atau juga dapat diinstalasikan pada hardware fisik yang spesifikasinya lebih rendah daripada host untuk mesin-mesin virtual. Gambar 2 memperlihatkan manajemen sumber daya yang dilakukan secara terpusat menggunakan vCenter® Management Server.

Gambar 3. Manajemen sumber daya terpusat untuk pengaturan arsitektur virtual.

Arsitektur Fisik vs Arsitektur Virtual

Beberapa perbedaan  antara arsitektur fisik dengan arsitektur virtual berdasarkan aspek-aspek seperti kemudahan pemindahan atau duplikasi, penggunaan komponen sumber daya, siklus pemanfaatan sumber daya untuk aplikasi, kemudahan peningkatan spesifikasi sumber daya, dapat kita lihat sebagai berikut :

Mesin Fisik			Mesin Virtual
Staff Departemen TI memerlukan usaha yang cukup besar untuk memindahkan atau melakukan duplikasi mesin fisik.			Staff Departemen TI dimudahkan dalam usaha memindahkan atau melakukan duplikasi mesin virtual, dengan cara : -          Proses enkapsulasi mesin virtual kedalam berkas-berkas. -          Tidak tergantung pada perangkat keras server secara fisik.
Mesin fisik terikat pada Komponen-komponen sumber daya secara spesifik.			Mesin virtual tidak terikat pada komponen-komponen sumber daya secara spesifik, dengan cara : -          Adanya proses isolasi antara satu mesin virtual dengan mesin virtual lainnya. -          Adanya  proses   insulasi terhadap perubahan perangkat keras.
Mesin fisik sering memiliki siklus pema sumber daya untuk apli relatif lebih singkat.		kali nfaatan kasi yang	Mesin virtual memiliki kemampuan untuk menyediakan siklus pemanfaatan sumber daya yang lebih lama, bahkan mesin virtual dapat digunakan sebagai sumber daya bagi legacy applications.
Mesin fisik memerlukan penanganan secara fisik dan personal untuk peningkatan spesifikasi sumber daya (processor, memory, hardisk, storage).			Mesin virtual memungkinkan proses konsolidasi sumber daya (processor, memory, hardiskk storage),  sehingga  tidak memerlukan penanganan secara fisik dan personal untuk peningkatan spesifikasi sumber daya.
	Pada mesin server fisik, instalasi sistem operasi			seperti	Microsoft®
	Windows®, Linux dan lainnya dilakukan        langsung			diatas	hardware.

Pendekatan instalasi langsung tersebut memerlukan driver untuk perangkat keras spesifik. Pada saat terjadi peningkatan spesifikasi hardware fisik dengan perangkat yang baru, maka diperlukan driver perangkat keras yang baru saja dipasang. Proses peningkatan spesifikasi hardware juga memerlukan penanganan technical support.

Mesin   virtual  adalah  100%   software,          yang     tidak    lebih    dari

sekumpulan file. Kumpulan file ini termasuk file-file yang disebut virtual disk, menggantikan media penyimpanan hardisk. Semua file untuk sebuah mesin virtual diletakkan pada satu direktori yang distandarisasi dengan device driver, sehingga hardware upgrade dapat dilakukan tanpa mengubah mesin

virtual.

Sekumpulan mesin virtual terisolasi antara satu mesin virtual dengan mesin virtual lainnya, sehingga pada satu host yang sama, dapat dijalankan server database dan server e-mail tanpa terganggu konflik ketergantungan software dan konflik peningkatan kinerja server. Fleksibilitas mesin virtual berupa sekumpulan file memungkinkan seluruh mesin virtual dipindahkan ke server baru pada saat terjadinya peningkatan kapasitas hardware. Kemudahan tersebut membuat proses perencanaan pemulihan bencana dan proses testing menjadi lebih mudah.

Hypervisor

Pengelola virtualisasi biasa disebut sebagai hypervisor, merupakan jenis piranti lunak yang menciptakan mesin virtual yang beroperasi secara terpisah dari satu sama lain (terisolasi) pada satu piranti. Dengan kata lain, hypervisor yang memungkinkan sistem operasi yang berbeda untuk dijalankan secara terpisah dari satu sama lain meskipun masing-masing sistem ini menggunakan daya komputasi

dan kemampuan penyimpanan pada komputer yang sama. Dalam

perkembangannya hypervisor dibagi dalam 2 jenis yang berbeda yaitu:

1.      Hypervisor jenis 1

Hypervisor jenis 1 disebut dengan hypervisor native/bare metal, yaitu hypervisor yang dapat langsung di install pada piranti keras server yang kosong (bare metal) yang belum berisi sistem operasi apapun. Artinya hypervisor ini telah menjadi satu paket dengan sistem operasi.

2.      Hypervisor jenis 2

Hypervisor jenis 2 disebut dengan hypervisor host/desktop, yaitu hypervisor yang berjalan diatas sistem operasi sehingga membutuhkan sistem operasi untuk dapat menjalankan hypervisor tersebut.

Virtualisasi menggunakan Bare-Metal Hypervisor

Suatu sistem bare-metal hypervisor tidak memerlukan sistem operasi. Pada vmware®, hypervisor tersebut adalah sistem operasi. Pada gambar 3, terlihat arsitektur ESXi dari vmware® yang menggunakan hypervisor.

Gambar ESXi yang menggunakan arsitektur hypervisor

Untuk belajar lebih dalam mengenai VMware vSphere dapat di akses melalui http://www.cloudindonesia.or.id/ search dengan keyword "vSphere" pada kotak pencarian web. disediakan duabelas tulisan tentang vSphere yang ditulis oleh Bapak Santoso

     Referensi:
http://www.vmware.com/products/vsphere/mid-size-and-enterprisebusiness/overview.html http://ruang-it.com/apa-itu-virtualisasi-2/ ilmukomputer.com http://opencontent.org/opl.shtml
Best Practice Perancangan Fasilitas Data Center.pdf VMware Infrastructure Architecture Overview whitepaper,
www.vmware.com

http://www.vmware.com/products/vsphere/mid-size-and-enterprisebusiness/overview.html

VMware vSphere Overview : ESXi 5.0 and vCenter Server 5.0 Manual.

VMware Infrastructure Architecture Overview White Paper (vi_architecture_wp.pdf).