JURNAL PERANCANGAN, IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVERMENGGUNAKAN PROXMOX, VMWARE ESX, DAN OPENSTACK

UNIVERSITAS GUNADARMA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI

TUGAS PENGANTAR TELEMATIKA

JURNAL PERANCANGAN, IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVERMENGGUNAKAN PROXMOX, VMWARE ESX, DAN OPENSTACK Nama & NPM             :  Maulana Syarif Hidayatulloh | 14110275 Slamet Raharjo | 16110630 Vicky Ariesca Merliana | 19110701 Fakultas                       :  Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Jurusan                        :  Sistem Informasi Kelas                           :  4KA11

UNIVERSITAS GUNADARMA

2014

ABSTRAKSI

Maulana Syarif Hidayatulloh | 14110275

Slamet Raharjo                        | 16110630

Vicky Ariesca Merliana          | 19110701

JURNAL PERANCANGAN, IMPLEMENTASI, DAN ANALISIS KINERJA VIRTUALISASI SERVERMENGGUNAKAN PROXMOX, VMWARE ESX, DAN OPENSTACK

Tugas Pengantar Telematika. Jurusan Sistem Informasi, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma, 2013

Kata Kunci : Virtualisasi, High Availibility Server, Overhead, Linearitas

(iii + 12 halaman)

Banyak tipe processor yang mempunyai inti lebih dari satu, terutama pada server. Dengan melihat potensi prosessor yang mempunyai inti lebih dari satu tersebut, kita dapat memanfaatkannya untuk menjalankan aplikasi-aplikasi dan services secara bersamaan menggunakan teknik virtualisasi pada komputer server. Konsep cluster high availability yang terdapat padavirtualisasi server dapat mengurangi biaya dan menyederhanakan pengelolaan pelayanan teknologi informasi. Berdasarkan hal tersebut, dalam penelitian ini dilakukan pengukuran terhadap beberapa virtualisasi server menggunakan metode overhead, dan linearitas untuk mengetahui kinerja virtualisasi server. Metode yang digunakan adalah dengan cara perancangan, dan implementasiProxmox, vmware esx dan openstack pada server multicore, dan dilakukan analisa kinerja dari virtualisasi server tersebut. Hasil utama dari penelitian ini adalah perancangan, dan implementasi virtualisasi server menggunakan Proxmox, vmware, danopenstack serta deskripsi analisa, hasil kinerja masing-masing model virtualisasi server tersebut.

Daftar Pustaka (2012-2013)

ii

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul.............................................................................................................................i

Abstraksi....................................................................................................................................ii

Daftar Isi...................................................................................................................................iii

PENDAHULUAN......................................................................................................................1

TINJAUAN PUSTAKA.............................................................................................................2

PERUMUSAN MASALAH......................................................................................................3

TUJUAN PENELITIAN............................................................................................................3

METODE PENELITIAN...........................................................................................................3

LANDASAN TEORI.................................................................................................................5

IMPLEMENTASI SISTEM.......................................................................................................7

PEMBAHASAN......................................................................................................................10

KESIMPULAN........................................................................................................................11

SARAN....................................................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................13

iii

PENDAHULUAN

Penggunaan server dengan processor berinti banyak semakin banyak dijumpai, masing-masing vendor produsen processor mempunyai berbagai macam tipe processor dengan inti lebih dari satu. Processor dengan inti lebih dari satu mempunyai kemampuan yang cukup untuk melakukan berbagai macam proses secara bersamaan, akan tetapi belum semua aplikasi pada saat ini yang dapat memanfaatkan secara optimal prosesor berinti banyak (multiprosessor) tersebut. Berdasarkan pengamatan dari Tony Iams, analis senior di D.H. Brown Associates Inc, NY, server di sebagian besar organisasi hanya menggunakan 15-20% dari kapasitas sesungguhnya, tentu saja angka tersebut merupakan rasio yang jauh dari ideal.

Dengan melihat potensi prosessor yang mempunyai inti lebih dari satu tersebut, dapat kita manfaatkan untuk menjalankan aplikasi-aplikasi dan services secara bersamaan menggunakan teknik virtualisasi pada komputer server. Tanggapan vendor produsen processor terhadap semakin dibutuhkannya teknologi virtualisasi juga dibuktikan dengan menambahkan dukungan terhadap proses virtualisasi di dalam processor yang mereka produksi sehingga teknologi virtualisasi yang akan digunakan pada processor berinti banyak tersebut dapat memiliki kinerja yang optimal ketika menjalankan sistem operasi dan program

aplikasi secara virtual.

Teknologi virtualisasi server yang diterapkan pada server dengan processor berinti lebih dari satu, dapat kita manfaatkan untuk menjalankan aplikasi-aplikasi dan Jurnal Teknologi, services secara virtualisasi. Konsep virtualisasi server merupakan paragidma baru dalam perkembangan teknologi. Hal ini dikarenakan virtualisasi server memungkinkan penggunaan satu perangkat keras untuk menjalankan beberapa sistem operasi dan services pada saat yang sama, sehingga client dapat menggunakan sumber daya tersebut sesuai dengan kebutuhannya berbasis internet.

Virtualisasi server adalah penggunaan perangkat lunak yang memungkinkan satu perangkat keras untuk menjalankan beberapa sistem operasi dan services pada saat yang sama, sedangkan virtual server adalah penggunaan perangkat lunak yang memungkinkan banyak perangkat keras untuk menjalankan satu sistem secara terpadu. Teknologi virtualisasi server ini bertujuan untuk menghindari pemborosan daya proses yang mahal atau dengan kata

lain meningkatkan efisiensi serta mengoptimalkan penggunaan processor berinti lebih dari satu. Penghematan lain adalah biaya listrik karena hanya menggunakan satu atau sedikit server saja.

1

Pada saat ini banyak sekali metode perancangan virtualisasi server dengan tipe cluster high availibility, antara lain menggunakan proxmox, vmware esx dan openstack yang merupakan tipe virtualisasi server yang free dan mudah dalam instalasi. Diantara beberapa tipe virtualisasi server tersebut terdapat perbedaan dalam hal kinerja.Hal ini dikarenakan beberapa tipe virtualisasi server tersebut dibuat oleh beberapa vendor yang berbeda.

TINJAUAN PUSTAKA

Beberapa penelitian yang berkaitan dengan Cloud Computing antara lain Zulhaidi dan Dipojono (2002), Penelitian ini membahas menjelaskan desain dan implementasi perangkat keras yang diperlukan untuk cluster pada Cloud Computing.

Penelitian lain yang berhubungan dengan virtualisasi juga dilakukan oleh Fauzi (2008). Dalam tesisnya Fauzi mencari tahu sejauh mana atau seberapa baik skalabilitas saat menggunakan virtualisasi jika dibandingkan dengan implementasi native dengan menggunakan satu pendekatan virtualisasi. Penelitian lain yang berkaitan dengan virtualisasi server yang lain Chen, dkk (2006). Penelitian ini bertujuan untuk menyediakan infrastruktur TI yang reliable, dalam arti bisa melakukan update dan patch tanpa mematikan atau me-restart mesin server produksi yang sedang berjalan. Penelitian lain yang berhubungan dengan virtualisasi juga dilakukan oleh Benjamin, dkk (2007). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui skalabilitas empat tipe virtualisasi server, metode yang digunakan dalam pengukurannya adalah menggunakan metode overhead, linearitas dan usability.

Peneliti yang lain adalah Garnieri (2010), Penelitian ini menargetkan penggunaan virtualisasi server pada perusahaan besar, yang memfokuskan pada minimalisasi downtime pada saat maintance perangkat keras server dengan menggunakan aplikasiVMware Infrastructure 3. Selain itu peneliti Ardianto (2011), menjelaskan bagaimana merancang virtualisasi appliances denganmemanfaatkan metode virtualisasi.

2

Penelitian oleh Ardianto, Novan (2011), dalam penelitian tersebut berusaha dipadukan antara mesin virtualisasi dengan perangkat lunak yang sebenarnya maka akan terbentuklah virtualisasi appliances, dalam penelitian tersebut dirancang suatuvirtualisasi appliance menggunakan metode virtualisasi Proxmox dan virtualisasi box untuk kemudian dianalisa kestabilannya.

Kemudian mengimplementasikan virtualisasi appliances tersebut sehingga dapat dioperasikan dengan mudah di lingkunganserver yang berbeda bahkan di OS yang berbeda. Faisal (2012), penelitian ini menekankan tentang faktor skalabilitas private cloudcomputing untuk layanan IAAS dan analisa kinerja dari Cloud Computing.

PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang diatas, maka didapat perumusan masalah yang akan diteliti yaitu bagaimana merancang, danmengimplemestasikan virtualisasi server menggunakan tipe yang berbeda-beda yaitu proxmox, vmware esx dan openstack, sertamenganalisa kinerja masing-masing virtualisasi server tersebut melalui pengukuran metrik skalabilitas yaitu menggunakan metodeoverhead dan linearitas.

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Merancang dan mengimplementasikan virtualisasi server menggunakan proxmox VE

1.8, vmware esx dan openstack

2. Menganalisa virtualisasi server yang berguna untuk mengetahui kinerja dari masing-masing tipe virtualisasi server tersebut melalui pengukuran metrik skalabilitas yaitu menggunakan metode overhead dan linearitas.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan sebuah penelitian observasi dengan mengimplementasikan sistem virtualisasi server denganProxmox, vmware esx, dan openstack yang merupakan tipe cluster High Availability (HA).

3

Penelitian observasi ini menggunakan metode analisis deskriptif, yang dilakukan dengan proses pengamatan langsung dan mempelajari observasi atas hasil yang terjadi dari analisis sistem ini. Pendekatan penelitian analisis deskriptif ini adalah untuk menggali informasi dari implementasi sistem virtualisasi server menggunakan Proxmox, vmware esx, dan openstack.

Dalam analisa virtualisasi server, peneliti berusaha membandingkan dengan server tradisional atau aplikasi server yang tidak menggunakan virtualisasi, selain itu juga dibandingkan dengan dua virtual machine yang berisi aplikasi web server dan ftp server pada server virtualisasi sehingga diperoleh data pembanding dalam melakukan analisa kinerja dan pengaruh implementasi aplikasi yang berbeda pada virtualisasi server.

Gambar 1. Arsitektur dengan virtualisasi server

Skenario pengujian virtualisasi server sebagai berikut :

1. Membuat 2 virtual machine, dilakukan update dan upgrade secara bersamaan.

2. Membuat 2 virtual machine, setiap virtual machine berfungsi sebagai server yang berbeda. Virtual machine 1 difungsikan sebagai web server sedangkan virtual machine 2 difungsikan sebagai ftp server kemudian dilakukan pengiriman file sebesar

706.803.376 B.

4

3. Membuat beberapa virtual machine, virtual machine 1 di install aplikasi web server dan virtual machine 2 di install ftpserver, sementara itu virtual machine yang lain tetap dijalankan, akan tetapi tidak diberikan aplikasi.

4. Membuat beberapa virtual machine, virtual machine 1 di install web server, sedangkan virtual machine yang lain di installaplikasi ftp server yang sama, dan dijalankan secara bersamaan kemudian setiap pertambahan virtual machine, dicoba uploadsebuah file dengan

ukuran 706.803.376 B ke semua ftp server yang telah di install pada virtual machine secara bersamaan. Analisa virtualisasi server menggunakan pengukuran metrik skalabilitas yaitu

menggunakan metode overhead dan linearitas.

a. Overhead

Untuk evaluasi overhead virtualisasi yang disebabkan mekanisme virtualisasi dilakukan dengan membandingkan waktu eksekusi sebuah aplikasi yang dijalankan pada sistem non virtualisasi (Ta) dengan aplikasi yang sama dijalankan pada sebuah mesinvirtualisasi (Tav). Overhead mungkin saja bisa diabaikan untuk sebuah mesin virtualisasi dan bisa menjadi signifikan ketika jumlah mesin virtualisasi dijalankan secara bersamaan.Disamping itu dibandingkan pula Ta dengan Tav ketika sejumlah n mesinvirtualisasi dijalankan secara bersamaan. Pada skenario ini hanya sebuah mesin virtualisasi yang menjalankan aplikasi. Sedangkann-1 mesin virtualisasi yang lain bebas dari aplikasi.

b. Linearitas

Untuk mengevaluasi perubahan skalabilitas pada saat jumlah mesin virtualisasi yang dijalankan meningkat, terlebih dahulu diukur waktu eksekusi sebuah aplikasi yang dijalankan pada mesin virtualisasi. Selanjutnya diukur waktu eksekusi aplikasi yang sama dijalankan secara bersamaan pada beberapa mesin virtualisasi.

LANDASAN TEORI

Pengertian Virtualisasi

Virtualisasi / Virtualisasiization adalah sebuah teknik atau cara untuk membuat sesuatu dalam bentuk virtualisasi, tidak seperti kenyataan yang ada. Virtualisasi juga digunakan untuk mengemulasikan perangkat fisik komputer, dengan cara membuatnya seolah-olah perangkat tersebut tidak ada (disembunyikan) atau bahkan menciptakan perangkat yang tidak ada menjadi ada.

5

Gambar 2. Konsep Virtualisasi

Jenis-Jenis Pendekatan Virtualisasi

1. Partial Virtualisasiization Virtualisasi parsial adalah bentuk virtualisasi pada sebagian dari

perangkat keras. Perangkat lunak virtualisasi parsial akan mengemulasikan, seolah olah perangkat komputer kita memiliki alat tersebut.

2. Full Virtualisasiization

Virtualisasi penuh berarti membuat seolah-olah ada komputer lain di dalam komputer. Dengan menginstal Linux dalam WindowsAnda, demikian juga meng-install Windows dalam Linux.

3. Hardware-assisted Virtualisation

Merupakan virtualisation yang didukung oleh hardware, jadi ada hardware khusus yang berguna untuk meningkatkanperformance proses virtualisasi. Hardware-assisted virtualisation mempunyai overhead yang banyak, agar skalabilitas guest OS tidak terlalu turun, maka dibantu dengan hardware.

Cluster

Cluster merupakan suatu set individual yang terhubung melalui perangkat keras dan perangkat lunak khusus, menyajikan gambar sistem tunggal untuk para penggunanya (Vrenios, 2002). Tiga tipe cluster yang dominan yaitu:

1. High Performance Computing (HPC). Secara umum, tipe cluster HPC ditujukan pada bagaimana suatu proses komputasi dapat dipercepat, dengan demikian task dapat diselesaikan

dengan lebih cepat. Contoh cluster jenis ini adalah MPI, DSM, PVM.

2. High Availability (HA). Secara umum, tipe cluster ini ditujukan agar program yang dijadikan di atasnya bisa terus berjalan, sekalipun salah satu node hang atau down. Contohnya adalah fasilitas cluster pada Proxmox.

6

3. Load-Balancing (LB). Secara umum, tipe cluster ini beroperasi dengan mendistribusikan beban pekerjaan secara merata melalui beberapa node yang bekerja di belakang (back-end node). Umumnya cluster ini akan dikonfigurasikan sedemikian rupa denganfront-end load-balancing redundant.

Overhead dan Linearitas

Overhead pada virtualisasi server adalah seberapa sering dan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh hypervisor untuk menyelesaikan suatu proses dan menjalankan kembali virtual machine. Pada virtualisasi server, pengujian overhead dijalankan dengan memperbanyak virtual machine tanpa aplikasi. Linearitas pada virtualisasi server dapat diartikan sama dengan overhead, akan tetapi dalam pengujian linearitas, virtual machine yang ditambahkan diberikan aplikasi yang sama.

IMPLEMENTASI SISTEM

Memeriksa fitur Virtualisasi Pada Processor

Processor yang mendukung virtualisasi dapat diperiksa melalui bios mainboard atau diperiksa secara online melalui websitepabrikan processor tersebut, dengan melihat apakah seri processor yang digunakan termasuk dalam daftar yang mendukungvirtualisasi. Cara yang lain bisa dengan mengetikkan beberapa perintah di console linux :

egrep ‘(vmx|svm)’ /proc/cpuinfo

Apabila hasilnya ada kata vmx jika menggunakan processor Intel-VT atau svm jika menggunakan processor AMD-V, berartiprocessor yang digunakan telah mendukung dan dilengkapi teknologi virtualisasi secara hardware.

Proxmox Virtual Environment

Pada skenario penelitian ini digunakan Proxmox VE versi 1.8 yang dapat diunduh pada website resmi Proxmox VirtualEnvironment di alamat http://www.proxmox.com/products/proxmoxve. Beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait Proxmox:

1.      Proxmox disediakan hanya untuk mesin 64 bit, sehingga tidak bisa digunakan untuk mesin 32 bit.

7

2. Pada saat instalasi, Proxmox diinstalasikan langsung dari CD dan akan menghapus seluruh isi harddisk.

8

9

10

2. Pada perbandingan analisa hasil pengukuran overhead, nilai overhead relatif stabil pada setiap tipe virtualisasi meskipun jika dilihat hasil observasi secara terperinci, terdapat fluktuasi pada beberapa titik ketika menjalankan virtual machine.

3. Grafik overhead pada setiap penambahan virtual machine cenderung bersifat linier dengan sedikit peningkatan.

11

4. Grafik linearitas pada setiap pertambahan virtual machine, nilai linearitas relatif naik pada setiap tipe virtualisasi akan tetapi kenaikan secara signifikan hanya terjadi pada tipe virtualisasi vmware dan openstack ketika mulai diaktifkan ftp server yang kedua dan dikirimkan file sebesar 706.803.376 B pada masing-masing ftp server.

5. Pada tipe virtualisasi proxmox ve kenaikan waktu transfer terjadi secara konstan. Jika dibandingkan dengan native server, nilai linearitas pada semua tipe virtualisasi lebih tinggi daripada native server. Hal ini membuktikan bahwa penambahan virtual machine yang diberikan suatu aplikasi dan dijalankan bersama-sama dengan aplikasi yang sama, akan menyebabkan penurunan kinerja secara keseluruhan pada masing-masing tipe virtualisasi server.

6. Utilitas CPU atau penggunaan CPU pada semua tipe virtualisasi ketika dilakukan pengukuran overhead, terlihat lebih hemat dengan nilai lebih rendah daripada utilitas CPU pada native server sebesar 47 %,

7. Utilitas CPU atau penggunaan CPU pada semua tipe virtualisasi ketika dilakukan pengukuran linearitas, terlihat lebih hemat dengan nilai lebih rendah daripada utilitas CPU pada native server sebesar 47 %, akan tetapi ketika mulai diaktifkan sebanyak 8 ftp server, utilitas CPU tipe virtualisasi vmware meningkat melebihi utilitas CPU pada native server, sedangkan pada tipe virtulisasiproxmox dan openstack ketika mulai diaktifkan sebanyak 10 ftp server, tercatat hampir sama dengan native server yang berkisar pada kisaran 47 %. Hal ini membuktikan bahwa seiring dengan penambahan virtual machine yang diberikan aplikasi dan dijalankan secara bersamaan akan menyebabkan semakin besar utilitas CPU yang digunakan pada masing-masing tipe virtualisasi.

8. Hasil analisa dari pengukuran tersebut membuktikan bahwa virtualisasi server menggunakan Proxmox Virtual Environmentnilai overhead dan linearitas lebih rendah jika dibandingkan virtualisasi server VMware ESXi dan OpenStack, hal ini karena padaProxmox Virtual Environment menggunakan virtual machine dengan OpenVZ atau container-based virtualization, sedangkanVMware dan openstack menggunakan virtual machine KVM (Kernel-based Virtual Machine) yang dapat menjalankan sistem operasi apapun termasuk Windows.

12

SARAN

Saran yang dapat dikembangkan dalam penelitian lebih lanjut antara lain sebagai berikut:

1. Kekurangan dari virtualisasi server adalah mengumpulnya semua service pada 1 mesin, sehingga apabila secara fisik mesin tersebut rusak atau error maka akan semua sistem yang berjalan diatasnya akan fail. Hal ini dapat diatasi dengan membuat mekanisme redundant

server atau fail over server sebagai cadangan.

2. Teknologi virtualisasi dapat lebih dioptimalkan pada organisasi atau perusahaan yang mempunyai anggaran biaya sedikit, dalam pengembangan jaringan server.

3. Jika menggunakan dan menjalankan lebih banyak service pada virtual machine, semakin banyak inti prosesor yang digunakan akan lebih baik dalam kestabilan virtualisasi server secara keseluruhan.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad. 2008. Archive for the ‘virtualization’Category.http://achmad.glclearningcenter.com/c

ategory/teknologi/virtualization/ (diakses tanggal 22 Oktober 2012).

Benjamin, Q., Vincent, N., Franck, C. 2006. Scalability Comparison of Four Host

Virtualization Tools. Chen, H., Chen, R., Zhang, F., Zang, B., dan Yew, P. 2006. Live Updating OperatingSystems Using Virtualization.

Prosiding 2nd international Conference (VEE’06).Ottawa D.H. Brown Associates, Inc. 2001. VMware: Tool for Server Consolidation.

http://www.vmware.com/pdf/vmwaredhbrown. pdf (diakses pada tanggal 12 November 2011).

Fauzi, H. 2008. Perbandingan Kinerja Server Melalui Virtualization Xen Pada

Lingkungan Terbatas. Universitas Indonesia. MTI UI. Depok

Garnieri, H, M. 2010. Desain dan Implementasi Virtualisasi Server di PT Thiess Contractors Indonesia.

Yogyakarta Leung, F., Neiger, G., Rodgers, D., Santoni, A., dan Uhlig, R. 2006, Intel

Virtualization Technology: Hardware Support for Efficient Process.

http://www.intel.com/technology/itj/200 6/v10i3/ (diakses tanggal 10 Desember 2011).

Lutfie. 2008. Virtualization The Series. http://wssid.org/blogs/lutfie/archive/tags/Virtu alization/default.aspx. (diakses tanggal 15 Oktober 2011).

13

Muli, B., Michael, F., Eran, R., Avishay, T. 2009. Adding Advanced Storage

Controller Functionality via Low- Overhead Virtualization.

Nggilu, F. 2012. Analisis Overhead Sebagai Salah Satu Faktor Skalabilitas Private Cloud Computing Untuk Layanan IAAS. Purbo, O, W. 2011. Proxmox.

http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Proxmox. (diakses tanggal 24 September 2011).

Rasian, Rio., Mursanto, Petrus. 2009. Perbandingan Kinerja Pendekatan Virtualisasi. Jurnal Sistem Informasi MTI-UI Vol 5, No 2. Depok

Sugianto, Masim. 2010. Panduan Virtualisasi & Linux High Availability Server. Bekasi