Cloud Computing

TEORI CLOUD COMPUTING

Cloud computing adalah konsep yang digunakan untuk menggambarkan berbagai konsep komputasi yang melibatkan sejumlah besar komputer yang terhubung melalui jaringan komunikasi real-time seperti internet. Teknologi yang memanfaatkan layanan internet menggunakan pusat server yang bersifat virtual dengan tujuan pemeliharaan data dan aplikasi. Keberadaan Cloud Computing (komputasi awan) jelas akan menimbulkan perubahan dalam cara kerja sistem teknologi informasi dalam sebuah organisasi. Hal ini karena komputasi awan melalui konsep virtualisasi, standarisasi dan fitur mendasar lainnya dapat mengurangi biaya Teknologi Informasi (TI), menyederhanakan pengelolaan layanan TI, dan mempercepat penghantaran layanan. Cloud computing pada dasarnya adalah menggunakan internet-based service untuk mendukung proses bisnis. Cloud service biasanya memiliki beberapa karakteristik, diantaranya adalah sangat cepat di deploy, sehingga cepat berarti instant untuk implementasi (Fauziah, 2013). Cloud computing adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer (komputasi) dan pengembangan berbasis internet (awan). Cloud computing merupakan layanan jasa teknologi informasi yang menyediakan perangkat atau infrastruktur melalui koneksi internet untuk memenuhi kebutuhan pengguna layanan. Penyedia jasa layanan cloud computing seperti Microsoft Cloud, Google, dan Sales Force.

(Gambar diambil dari : id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_awan)

KONSEP DASAR CLOUD COMPUTING

1.      Infrastruktur as a service (IaaS)

(Gambar diambil dari : http://elib.unikom.ac.id)

Yaitu konsep dasar yang pertama keluar, implementasi IaaS ini banyak dikerjakan dalam pemakaian atau penyewaan jaringan untuk akses internet, dan lainnya.

Software as a Service (SaaS) merupakan layanan cloud computing yang bisa langsung menggunakan aplikasi yang telah disediakan. Penyedia layanan mengelola infrastruktur dan platform yang menjalankan aplikasi tersebut. Contoh layanan aplikasi e-mail yaitu Gmail, Yahoo!, dan Outlook. Sedangkan contoh aplikasi media sosial adalah Twitter, FaceBook, Google+. Keuntungan dari layanan ini adalah pengguna tidak perlu membeli lisensi untuk mengakses aplikasi tersebut. Pengguna hanya membutuhkan perangkat klien cloud computing yang terhubung ke Internet. Ada juga aplikasi yang mengharuskan pengguna untuk berlangganan agar bisa mengakses aplikasi yaitu Office 365 dan Adobe Creative Cloud.

2.      Platform as a Service (PaaS)

(Gambar diambil dari : http://elib.unikom.ac.id)

Konsep dasar dari PaaS ini hampir sama dengan IaaS. Hanya saja perbedaannya hanya terletak pada pemakaiannya saja, PaaS dipakai dalam operating system dan infrastruktur pendukungnya.

Platform as a Service (PaaS) merupakan layanan yang menyediakan computing platform. Biasanya sudah terdapat sistem operasi, database, web server dan framework aplikasi agar dapat menjalankan aplikasi yang telah dibuat. Perusahaan yang menyediakan layanan tersebutlah yang bertanggung jawab dalam pemeliharaan computing platform ini. Keuntungan layanan ini adalah mereka bisa fokus pada aplikasi yang mereka buat tanpa memikirkan tentang pemeliharaan dari computing platform. Contoh penyedia layanan PaaS adalah Amazon Web Service dan Windows Azure.

3.      Software as a Service (SaaS)

(Gambar diambil dari : http://elib.unikom.ac.id)

Yaitu konsep dasar cloud computing yang terbaru dan lebih utama dari konsep dasar sebelumnya, karena di bantu dengan perangkat lunak dan aplikasi khusus.

Infrastructure as a Service (IaaS) merupakan layanan cloud computing yang menyediakan infrastruktur IT berupa CPU, RAM, storage, bandwith dan konfigurasi lain. Komponen-komponen tersebut digunakan untuk membangun komputer virtual, yang dapat diinstall sistem operasi dan aplikasi sesuai kebutuhan. Keuntungan layanan ini adalah tidak perlu membeli komputer fisik sehingga lebih menghemat biaya. Konfigurasi komputer virtual juga bisa diubah sesuai kebutuhan. Misalkan saat storage hampir penuh, storage bisa ditambah dengan segera. Perusahaan yang menyediakan IaaS adalah Amazon EC2, TelkomCloud dan BizNetCloud.

TIPE-TIPE CLOUD

Ada empat macam/tipe cloud yang berbeda yang bisa Anda pakai sebagai pengguna, sesuai dengan kebutuhan bisnis. Berikut adalah keempatnya!

      Private Cloud

Private Cloud ini berarti sumber daya cloud-nya digunakan bagi satu organisasi tertentu saja (secara privat, tidak dibagi ke pengguna/organisasi lain). Metode ini lebih banyak digunakan buat interaksi semacam intra-bisnis, di mana sumber daya cloud-nya bisa diatur, dimiliki, dan dioperasikan oleh organisasi satu yang sama.

      

      Community Cloud

Community cloud mengacu pada penggunaan source bagi komunitas dan organisasi.

Public Cloud

Jenis cloud ini biasanya dipakai buat interaksi tipe B2C (Business to Consumer). Public Cloud menggunakan sumber daya komputasi yang dimiliki, diatur dan dioperasikan oleh pemerintah.

Hybrid Cloud

Jenis Cloud yang satu ini bisa digunakan untuk kedua jenis interaksi – B2B (Business to Business) atau B2C (Business to Consumer). Jadi, sumber daya komputasi terikat bersama tapi dengan cloud yang berbeda.

CONTOH CLOUD COMPUTING

1. Google Drive adalah layanan penyimpanan online yang dimiliki Google. Google Drive diluncurkan pada tanggal 24 April 2012. Sebenarnya, Google Drive merupakan pengembangan dari Google Docs. Google Drive memberikan kapasitas penyimpanan sebesar 5GB kepada setiap penggunanya. Kapasitas tersebut dapat ditambahkan dengan melakukan pembayaran atau pembelian storage.
2. Windows Azure adalah sistem operasi yang berbasis cloud computing, dibuat oleh Microsoftuntuk mengembangkan dan mengatur aplikasi serta melayani sebuah jaringan global dari Microsoft Data Centers, juga mendukung berbagai macam bahasa dan alat pemograman. Sistem operasi ini dirilis pada 1 Februari 2010.

TEORI GRID COMPUTING

Computational Grid merupakan suatu infrastruktur hardware dan software yang menyediakan akses bersifat dependable, konsisten, pervasive, dan tidak mahal terhadap kemampuan komputasional high-end. (Carl Kesselman,Ian Foster in ―The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure” 1998).

Grid Computing adalah resource sharing dan penyelesaian masalah terkoordinasi dalam organisasi virtual yang dinamis dan multi-institusional. (Carl Kesselman, Ian Foster in ―the anatomy of the Grid” 2000).

Ian Foster pada 2002 menyampaikan pengertian dari Grid. Grid adalah suatu sistem yang :

• Mengkoordinasi sumber daya (resources) yang tidak tunduk kepada kendali terpusat (Jika tidak, kita sedang berurusan dengan sistem manajemen lokal)
• Mengunakan protokol dan antarmuka (interface) yang bersifat standard, open, dan general-purpose.

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 :

1. 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.
2. 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.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

KONSEP DASAR DALAM GRID COMPUTING :

1. Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.
2. Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda.
3. Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah. 
4. Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik,di internet)

ELEMEN DARI INFRASTRUKTUR GRID :

1. Hardware / Sumber daya
2. Software : middleware
3. Orang / user

KEUNTUNGAN DASAR DARI PENERAPAN KOMPUTASI GRID:

1. Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle
2. Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas
3. Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard, Akses terhadap model dan perangkat berbeda, Metodologi penelitian yang lebih baik
4. Data: Akses terhadap sumber data global, dan Hasil penelitian lebih baik

VIRTUALISASI

Virtualization atau virtualisasi adalah teknik untuk memanfaatkan keadaan suatu computer untuk dapat digunakan sebagai perangkat lain yang dapat menyerupai suatu perangkat tertentu. Virtualisasi sangat cocok untuk cloud computing karena memiliki 3 karakteristik khusus yaitu Partitioning (Membagi), Isolation, dan Encapsulation.

1.      Partitioning (membagi)

Salah satu keuntungan menggunakan virtualisasi didalam cloud computing adalah karakteristik partitioning atau membagi suatu sumber daya.

2.      Isolation

Isolation atau isolasi sendiri sangat berguna dalam cloud computing, karena karakteristik ini membuat system yang berada di dalam cloud computing tidak akan berpengaruh oleh host / computer yang digunakan untuk membuat virtualisasi tersebut, apabila host mengalami crash, maka system yang menggunakan virtualisasi cloud computing tidak akan berpengaruh.

3.      Encapsulation

Virtualisasi sendiri dapat dikategorikan menjadi satu file, jadi tidak akan berbeda dengan data yang tersimpan pada host.

ADA 2 JENIS HYPERVISOR DALAM DUNIA VIRTUALISASI SAAT INI :

1.      Hypervisor Type 1 (Bare Metal Hypervisor)

Dikatakan Bare Metal hypervisor karena hypervisor ini mengakses langsung hardaware fisik tanpa bantuan sistem operasi, dan biasnaya untuk menggunakan hypervisor type 1 kita harus menginstall hypervisor sebagai sistem operasi (Bukan diinstall dalam sistem operasi). Contoh  Hypervisor Type 1  diantaranya : KVM, Red hat Enterprise Virtualisation (RHEV), XEN/Citrix XenServer,Hyper-V,VMware vSphere/ESXi.

2.      Hypervisor Type 2 (Hosted Hypervisor)

Jenis Hypervisor ini memerlukan sistem operasi untuk berjalan, karena jenis hyper visor ini berjalan diatas sistem operasi. Contoh Hypervisor Type 2 diantaranya : VMware Work station , VMware Player ,Virtual Box.

JENIS DAN TIPE VIRTUALISASI

Pembagian berikut ini  berdasarkan hasil akhir dari penerapan teknologi virtualisasi, walau dalam prakteknya akan sangat komplek dan hampir mirip dalam konfigurasi.Untuk saat ini implementasi virtualisasi dalam dunia komputer  dapat dikategorikan sebagai berikut :

1.      Virtualisasi Server

Virtualisasi Server adalah penggunaan teknologi virtualisasi dengan tujuan untuk memecah resource fisik server kedalam beberapa  Virtual server yang nantinya akan diinstall berbagai macam sistem operasi sesuai kebutuhan atau bisa juga virtual server ini dijual /disewakan oleh pihak hosting, kita sering mendengarnya dengan istilah VPS (Virtual Private Server).

1.      Virtualisasi Desktop

Virtualisasi desktop merupakan teknologi software yang memisahkan desktop environment dan aplikasi desktop yang terinstall dengan resource fisik ketika desktop diakses oleh user. Virtualisasi desktop biasanya digunakan bebarengan dengan virtualisasi aplikasi dan user provile  management systems atau sekarang lebih dikenal dengan “Virtualisasi User” dimana dalam 1 komputer bisa diakses oleh ratusan user dalam 1 waktu tanpa mengganggu user lain nya. Virtualisasi user atau desktop bisa diakses menggunakan remote desktop atau menggunakan cloud interface /browser sehingga lebih flexible.

2.      Virtualisasi Aplikasi

Virtualisasi aplikasi memungkinkan kita untuk menjalankan sebuah aplikasi tanpa harus menginstall aplikasi tersebut bahkan bisa menjalankan nya secara remote dengan menggunakan web interface atau cloud interface. Pada dasarnya aplikasi akan dibungkus kedalam sebuah runtime environment (seperti virtual machine) dan ketika aplikasi dijalankan aplikasi tersebut berjalan diatas virtual environment yang telah di bundle bersamanya yang menjadikan aplikasi menjadi portable. Virtual environment akan berjalan diatas sistem operasi dan aplikasi berjalan diatas virtual environment sehingga aplikasi benar-benar terisolasi dari OS fisik.

3.      Virtualisasi Network

Virtualisasi network merupakan proses penggabungan network hardware dan software kedalam satu virtual unit(Network Server) yang menyediakan container yang berfungsi seperti halnya perangkat network fisik. virtualisasi network biasanya digunakan oleh developer untuk mengetest sistem dan aplikasi yang sedang dikembangkannya.

4.      Virtualisasi Storage

Virtualisasi storage menyediakan media penyimpan (storage) yang terisolasi (terpisah dari resource fisik),aman dan mudah dalam fail over dan backup. salah satu contoh implementasi virtualisasi storage yang gampang kita lihat adalah fasilitas cloud storage seperti DropBox dan Google drive yang menyediakan /menyewakan cloud storage bagi pelanggannya dengan menawarkan flexibilitas dimana user bisa mengakses storage kapanpun dan dimanapun.

DISTRIBUTED COMPUTING

Distributed Computing adalah suatu bentuk dari parallel computing yang berkaitan dengan sistem hardware dan software yang memiliki lebih dari satu elemen pemrosesan atau storage element, concurent process, atau multiple program berjalan di bawah pengendalian yang ketat. Pada distributed computing suatu program dipecah ke beberapa bagian yang dijalankan secara bersamaan pada banyak komputer yang berkomunikasi melalui jaringan. 

Distributed computing dapat berjalan secara simultan tetapi program yang di distribusikan sering harus sesuai dengan lingkungan yang heterogen, link jaringan dari berbagai latency dan kegagalan-kegagalan di jaringan atau komputer yang tidak diprediksi.

MAPREDUCE

MapReduce adalah model pemrograman rilisan Google yang ditujukan untuk memproses data berukuran raksasa secara terdistribusi dan paralel dalam cluster yang terdiri atas ribuan komputer. Dalam memproses data, secara garis besar MapReduce dapat dibagi dalam dua proses yaitu proses Map dan proses Reduce. Kedua jenis proses ini didistribusikan atau dibagi-bagikan ke setiap komputer dalam suatu cluster (kelompok komputer yang salih terhubung) dan berjalan secara paralel tanpa saling bergantung satu dengan yang lainnya. Proses Map bertugas untuk mengumpulkan informasi dari potongan-potongan data yang terdistribusi dalam tiap komputer dalam cluster. Hasilnya diserahkan kepada proses Reduce untuk diproses lebih lanjut. Hasil proses Reduce merupakan hasil akhir yang dikirim ke pengguna. Untuk menggunakan MapReduce, seorang programer cukup membuat dua program yaitu program yang memuat kalkulasi atau prosedur yang akan dilakukan oleh proses Map dan Reduce. Jadi tidak perlu pusing memikirkan bagaimana memotong-motong data untuk dibagi-bagikan kepada tiap komputer, dan memprosesnya secara paralel kemudian mengumpulkannya kembali. Semua proses ini akan dikerjakan secara otomatis oleh MapReduce yang dijalankan diatas Google File System.

TUJUAN MAPREDUCE

MapReduce adalah model pemrograman rilisan Google yang ditujukan untuk memproses data berukuran raksasa secara terdistribusi dan paralel dalam cluster yang terdiri atas ribuan komputer. Dalam memproses data, secara garis besar MapReduce dapat dibagi dalam dua proses yaitu proses Map dan proses Reduce.

TAHAPAN PROSES MAPREDUCE

MapReduce memiliki dua tahap dalam memproses data yaitu map danreduce. Tahap pertama dari MapReduce disebut map.  Map melakukan transformasi setiap data elemen input menjadi data elemen output. Map dapat dicontohkan dengan suatu fungsi toUpper(str) yang akan mengubah setiap huruf kecil (lowercase) menjadi huruf besar (uppercase). Setiap data elemen huruf kecil (lowercase) yang menjadi input dari fungsi ini akan ditransformasi menjadi data output elemen yang berupa huruf besar (uppercase). Map memiliki fungsi yang dipanggil untuk setiap input yang menghasilkan output pasangan intermediate <key, value>. Reduce adalah tahap yang dilakukan setelah mapping selesai. Reduce akan memeriksa semua value input dan mengelompokkannya menjadi satu value output. Reduce menghasilkan output pasangan intermediate . Sebelum memasuki tahap reduce, pasangan intermediate <key, value> dikelompokkan berdasarkan key, tahap ini dinamakan tahap shuffle.

NOSQL

NoSQL adalah jenis basis data yang tidak menggunakan perintah SQL dalam memanipulasi (menyimpan maupun mengambil data) basis data tersebut. Kebanyakan basis data NoSQL digunakan dalam dunia aplikasi web waktu nyata (real-time web app). Berbeda dengan basis data SQL dimana meskipun berbeda-beda pembuat namun cara kerja maupun cara penggunaannya relatif sama. Contohnya sama-sama menggunakan tabel yang dihubungkan oleh relasi-relasi, manipulasi data dengan bahasa SQL, dsb. Basis data NoSQL bisa sangat berbeda satu sama lain.

KELEBIHAN NOSQL

1. NoSQL bisa menampung data yang terstruktur, semi terstruktur dan tidak terstuktur secara efesien dalam skala besar (big data/cloud).
2. Menggunakan OOP dalam pengaksesan atau manipulasi datanya.
3. 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.
4. Autosharding, istilah sederhananya, jika database noSQL di jalankandi cluster server (multiple server) maka data akan tersebar secara otomatis dan merata keseluruh server.

KEKURANGAN NOSQL

1. Membutuhkan storage yang lebih besar
2. Membutuhkantenaga yang terampil dalam mengolah data
3. Licensi perngkat lunak mahal

METODE NOSQL

1. Table-oriented

Metode ini biasanya hanya dikembangkan oleh yang membuatnya sendiri seperti Google dan Facebook dengan Big Table dan Cassandranya. Performa dan hasil dari metode ini tidak perlu kita ragukan lagi karena kita telah tiap hari menggunakan kedua website ini dan meskipun dengan berjuta – juta data yang ada di database mereka tapi kita tetap bisa memaksimalkan website mereka.

2. Document-oriented database

Jenis NoSQL ini merupakan database yang berbasiskan dokumen. Tidak ada tabel, field dan record, yang ada hanyalah koleksi dan dokumen. Koleksi dapat disamakan dengan tabel dan dokumen disamakan dengan field. Berbeda dengan database relasional, pada document oriented database, dokumen dapat memiliki field yang berbeda dengan dokumen lain walaupun berada dalam satu koleksi. Hal ini tidak dapat dilakukan dengan database relasional dimana sebuah record tidak mungkin memiliki field yang berbeda dengan record yang berada dalam satu tabel. Document Oriented digunakan oleh Mongodb, Couchdb, Ravendb, dan lain-lain.

3. Graph-oriented

Jenis database NoSQL yang menggunakan struktur graph dengan node, edge dan properties untuk menyimpan datanya. Metode ini digunakan oleh Infinite Graph, InfoGrid, Neo4J dan lain-lain.

4. Key-value store

Hampir sama seperti document-oriented database, yang berbeda adalah media penyimpanannya. Dalam key-value store, data tidak langsung disimpan dalam disk seperti database pada umumnya. Data disimpan dalam memori komputer dan sesekali data dalam memori ditulis ke disk. Penyimpanan data dalam memori menyebabkan proses query akan lebih cepat, karena tidak perlu lagi mengambil data dari disk. Key-Value Stores, cara ini digunakan oleh REDIS, Tokyo Cabinet, Azure Table Storage dan lain-lain.