## Membangun Infrastruktur Komputasi Awan
Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos
Adi Wicitra 1 , Darmawan Utomo 2 , Hartanto K. Wardana 3
Program Studi Sistem Komputer, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 adiwicitra19@gmail.co.id , 2 darmawan@staff.uksw.edu, 3 hkwardana@yahoo.com

## Ringkasan
Komputasi  awan  merupakan  teknologi  yang  menggunakan  jaringan  sebagai  media komunikasi antar komponen satu dengan komponen yang lainnya. Komputasi awan dapat menekan  pengeluaran  sebuah  perusahaan  dari  proses  pengadaan,  perawatan,  dan  tenaga operasional  yang  akan  semakin  murah.  Komputasi  awan  sangat  baik  diterapkan  pada teknologi  saat  ini  yang  berkembangan  begitu  cepat,  karena  proses upgrade ataupun downgrade dapat  dilakukan  dengan  mudah  sesuai  dengan  kebutuhan  yang  diperlukan. Eucalyptus adalah perangkat lunak open source dalam membangun komputasi awan privat dan  komputasi  awan hybrid Amazon  Web  Service  (AWS)    yang  kompatibel.  Eucalyptus menyediakan  jenis  komputasi  awan infrastructure  as  a  Service (IaaS)  yang  dapat  dibangun pada satu komputer dengan spesifikasi model Cloud in a box , Single cluster , dan Multi cluster ( High  Availability ).  Semua  pengaturan  pada  komputasi  awan  dapat  dilakukan  dalam  satu tampilan  berupa  halaman  berbasis web . Virtual  machine (VM)  atau instance dapat  dibuat dengan  sistem  operasi  Linux  dan  Windows.  Dari  hasil  perancangan  dan  pengujian  pada instance Linux didapatkan waktu untuk siap digunakan yaitu selama 420 detik pada cloud in a box dan 390 pada single cluster . Sedangkan pada instance windows didapatkan selama 1200 detik pada single cluster , dimana pada instance windows memiliki kapasitas image tiga kali lebih besar dari pada instance Linux. Pada pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil bahwa  setiap instance yang  berjalan  tidak  akan  mempengaruhi  kinerja instance yang  lain karena bersifat berdiri sendiri.
Kata Kunci: Komputasi awan, Single Cluster , Multi Cluster

## 1. Pendahuluan
Linux  CentOS  dipilih  sebagai  sistem  operasinya,  karena  mendukung  pembuatan komputasi  awan  ini  secara  bebas  dan  begitu  juga  dengan software-software pendukung untuk membangun komputasi awan ini. Pada Tabel 1 diperlihatkan perbandingan antara CentOS  dan  Ubuntu,  yaitu  CentOS  juga  lebih  mudah  dari  pada  Ubuntu  dalam  hal pengaturan  koneksi  dan  tampilan  saat  membangun  komputasi  awan.  Tabel  2 memperlihatkan  beberapa  perbandingan  antara  sistem  yang  telah  dilakukan  pada referensi [2] dan [3] dengan sistem yang telah dibangun.
Tabel 1. Perbandingan antara sistem Linux Ubuntu dengan Linux CentOs [1].
Ubuntu CentOS Base Distribution Debian Linux Red Hat Linux Default File System EXT 4 EXT 4 Desktop Environment Unity Gnome Supported Platforms i386, AMD64,ARM i386, x86-64 Packet Management APT Yum Package Kit Package Format Deb RPM USB Installation Yes Yes Live CD Yes Yes System Freeze System Reboot System move around Stable Medium stable Highly stable
Tabel 2. Perbandingan komputasi awan yang sudah dicoba dengan yang telah dibangun.
Perbandingan Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Menggunakan Ubuntu Enterprise Cloud [2] Implementasi Cloud Computing sebagai Infrastructure as a Service untuk Penyediaan WebServer [3] Sistem yang dibangun Desain Cloud Front-end ( Cloud Control ,
Walrus , Cluster , Storage ) dan Node Front-end ( Cloud Control ,
Walrus , Cluster , Storage ) dan Node Cloud All in a box serta Front-end ( Cloud Control , Walrus , Cluster , Storage ) dan Node Cluster Cloud Single cluster Single cluster Single dan Multi cluster Node Controller Single dan Multi Node Multi Node Single dan Multi Node Cloud Control Host Komputer Klien Komputer Klien Komputer Cloud dan Komputer Klien Sistem Operasi Linux Ubuntu Server 10.04 LTS Linux Ubuntu 10.04 Server LTS Linux CentOS 6.3
Pada  [2]  dan  [3]  menunjukkan  bahwa  sistem  infrastruktur  yang  didesain  dengan menggunakan  dua  bagian  besar  yaitu front-end dan node .  Sedangkan  pada  sistem infrastruktur  yang  telah  dibangun  menggunakan  satu  sistem  dalam  satu  CPU  dan membandingkannya  dengan  sistem  yang  telah  dilakukan  pada  [2]  dan  [3].  Begitu  juga dengan  bagian  pada cluster ,  sistem  infrastruktur  yang  dilakukan  pada  [2]  dan  [3] menggunakan Single  cluster dan  dibandingkan  dengan Multi  cluster .  Di  sini  sistem operasi yang digunakan sama yaitu Linux, tetapi pada [2] dan [3] yang digunakan yaitu Linux  Ubuntu  Server  versi  10.04  sedangkan  sistem  yang  telah  dibangun  menggunakan Linux  CentOS  6.  Linux  Ubuntu  Server  10.04  sudah  tidak  lagi  didukung update karena waktu penggunaannya sudah habis  yaitu pada 17  April  2014.  Oleh  karena  itu jika pada perancangan  ini  digunakan  sistem  linux  Server  10.04,  maka  tidak  akan  dapat mengimplementasikan komputasi awan.

## 2. Tinjauan Pustaka
Pada bagian ini disinggung tentang CentOS yang merupakan sebuah distribusi Linux berkelas enterprise dan Eucalyptus sebagai pembangun komputasi awannya.
2.1.  Linux CentOS 6.3 [1]
CentOS  singkatan  dari Community  ENTerprise  Operating  System yang  merupakan sebuah  distribusi  Linux  sebagai  bentuk  dari  usaha  untuk  menyediakan platform komputasi  berkelas enterprise  yang  memiliki kompatibilitas  kode  biner  sepenuhnya dengan kode sumber yang menjadi induknya , Red Hat Enterprise Linux (RHEL). RHEL merupakan  distribusi  Linux  berbayar  yang  menyediakan  akses  update  atas  perangkat lunak  dan  beragam  jenis  dukungan  teknis.  Distribusi  Linux  ini  sebenarnya  merupakan gabungan dari sejumlah peragkat lunak yang didistribusikan di bawah lisensi perangkat lunak  yan bebas dan  kode  sumber  atas paket perangkat  lunak  ini dirilis  ke publik  oleh Red Hat. CentOS tersedia secara gratis, dukungan teknis utamanya disediakan terhadap para  pengguna  melalui mailing  list ,  forum  berbasis  web,  ataupun  chat.  Proyek  CentOS tidak berafiliasi dengan  Red  Hat,  sehingga  proyek  CentOS berjalan  tanpa mendapatkan bantuan  apapun  dari Red  Hat.  Untuk  penggalangan dana,  CentOS berbasis  donasi dari para pengguna serta sponsor dari perusahaan-perusahaan yang menggunakannya.

## 2.2.  Eucalyptus [4]
Eucalyptus adalah perangkat  lunak open source dalam membangun  komputasi  awan privat  dan  komputasi  awan hybrid  AWS yang  kompatibel.  Ini  memanfaatkan infrastruktur  TI  yang  ada untuk membuat  layanan  komputasi  awan  pribadi  sendiri  di belakang firewall .  Eucalyptus  dapat  menggunakan  berbagai  teknologi  virtualisasi  (VT) seperti  VMware,  Xen,  dan  Kernel-based  Virtual  Machine  (KVM). Infrastructure As  a Services (IaaS)  pada  komputasi  awan  privat  menyediakan  proses  komputasi,  jaringan, dan sumber daya penyimpanan.
Eucalyptus  menciptakan  sumber  daya  yang  elastis  secara  dinamis  dapat meningkatkan  naik  atau  turun  tergantung  pada  tuntutan  beban  kerja  aplikasi.  Melalui kemitraan  dengan  Amazon  Web  Services™(AWS),  Eucalyptus  mempertahankan kompatibilitas  API,  memberdayakan  pengguna  untuk  menggeser  beban  kerja  antara AWS dan Eucalyptus. Manfaatnya pengeluaran turun secara dramatis pada awan Publik, meningkatkan  kelincahan  organisasi,  dan  peningkatan  keamanan  awan  untuk  IT. Manfaat  dari  perangkat  lunak open  source ini  untuk  komputasi  awan  privat  yaitu skalabilitas  yang  sangat  efisien,  organisasi  yang lincah,  dan meningkatkan  kepercayaan dan kontrol untuk IT.
Arsitektur  dari  Eucalyptus  yang  dibagi  menjadi  tiga  bagian  besar  yaitu cloud  level , cluster  level ,  dan node  level .  Masing-masing  bagian  tersebut  dibagi  lagi  menjadi cloud controller (CLC), WALRUS, Cluster Controller (CC), Storage Controller (SC), Node Controller (NC) dan bagian-bagian pendukung lainnya.

## 3.    Perancangan Sistem
Skema  dari  sistem  infrastruktur  komputasi  awan  yang  dirancang  yaitu  terdiri  dari Admin / User /klien, Front-end , Node , dan Cluster pada Gambar 1.

## Gambar 1. Skema Komputasi Awan.
Pada pembangunan sistem komputasi awan ini terdapat empat jenis komputer, yaitu :
1. Cloud  in  a  box yaitu  hanya  terdiri  dari  satu  buah  komputer  yang  di  dalamnya telah  memuat  semua  komponen  yang  diperlukan  pada  sistem  komputasi  awan, seperti CLC,CC, SC, Walrus , Node , serta Cloud Control Host .
2. Single  cluster ( Front-end )  terdiri  dari  komponen  utama  pada  komputasi  awan seperti  CLC,CC,  SC,dan Walrus . Front-end merupakan  bagian  paling  atas  pada komputasi  awan  karena  semua  proses  interaksi  antara  satu  komponen  dengan komponen yang lain, serta memantau jalannya layanan dari pengguna.
3. Single cluster ( Node )  yaitu  komponen  pada node yaitu Node Controller (NC)  yang berfungsi sebagai hypervisor yang bertugas menjalankan VM.
4. Multi  cluster (CC-SC)  terdiri  dari Cluster  Contoller (CC)  dan Storage Controller. Cluster  Contoller (CC)    berfungsi  untuk  mengatur  komunikasi  antar cluster satu dengan cluster yang  lainnya.  Di  sini  hanya  digunakan  dua  sistem cluster . Sedangkan Storage Controller berfungsi  untuk  mengaur  jumlah storage dimana tempat file dan sistem komputasi awan ini disimpan.
Desain  Komputasi  awan  dan  pengaturan  alamat  IP  yang  digunakan  dapat  dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Desain Sistem Komputasi Awan. Cloud in a box Single cluster Multi cluster Front-end Node Satu CC-SC Node dua Fungsi CLC, CC, SC, Walrus, Node , Cloud Control Host CLC, CC, SC, Walrus, Cloud Control Host Node Controller CC dan SC Node Controller IP 192.168.1.60 192.168.1.119 192.168.1.121 192.168.1.120 192.168.1.122 Host Name Euca.all Euca.front Euca.node1 Euca.cc-sc Euca.node2 Gateway IP 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.1.1 192.168.1.1 IP Public Cloud 192.168.1.70 - 192.168.1.80 192.168.1.131- 192.168.1.140 - - -

## 3.1. Instalasi Sistem
Proses pertama yaitu melakukan instalasi cloud in a box, diikuti dengan instalasi single cluster, dan terakhir instalasi multi cluster. Pada instalasi cloud in a box dilakukan pembuat VM  pada  VMware  Workstation  kemudian  menjalankannya  sehingga  sistem  memulai booting hingga masuk pada tampilan awal pemilihan tipe instalasi, pilih "install CentOS 6 with Eucalyptus Cloud in a box " seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Memilih tipe instalasi pada CentOS dan Eucalyptus.
Proses  instalasi cloud  in  a  box dimulai  dari  menamakan hostname, memilih network interface dan mode yang  digunakan,  mengatur  alamat  IP, netmask , default  gateway serta DNS  server .  Kemudian  mengisi account yang  digunakan  beserta password- nya. Selanjutnya  yaitu  mengisi  pengaturan  pada range  IP  public ,  pengaturan  instalasi  pada Hardisk, sampai  dengan  instalasi  sistem  selesai  dan  berhasil,  kemudian  sistem  akan restarting untuk melakukan startup pertama kalinya.
Menginstalasi single cluster Linux CentOS 6.3 with Eucalyptus Node Controller . Proses instalasi node sangat jauh berbeda dengan proses instalasi pada cluster karena dari proses konfigurasi user sampai dengan konfigurasi alamat IP menggunakan command line .
Menginstalasi single  cluster Linux CentOS  6.3  with  Eucalyptus Front-end. Proses instalasi cluster tidak jauh berbeda  dengan proses  instalasi pada  Linux CentOS 6.3  with Eucalyptus cloud in a box hanya  berbeda  pada  bagian  menentukan  alamat  IP  yang  akan digunakan sebagai IP public , IP cluster, dan IP node.
Proses  selanjutnya  yaitu  mengatur  komputasi  awan  melalui  halaman web dengan alamat IP yang telah dimasukkan sebagai IP sistem. Semua pengaturan pada komputasi awan  dari  pengaturan  media  penyimpanan ,  certificate,  user, hingga administrator dapat dilakukan di sini seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Mengatur sistem komputasi awan melalui web.
Proses  selanjutnya  yaitu instalasi  multi  cluster.  Multi  cluster diartikan  sebagai penambahan salah satu ataupun lebih dari bagian ataupun komponen cluster itu sendiri, seperti CC, SC, ataupun VMware broker . Untuk perancangan ini dilakukan penambahan cluster yaitu satu cc dan satu sc pada satu virtual machine pada VMware workstation yang didaftarkan atau dimasukkan ke dalam system single cluster.

## 3.2.   Pengaturan pada Komputasi Awan Privat
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai pengaturan cloud sebagai Administrator dan pengaturan sebagai User . Pada pengaturan cloud sebagai administrator yaitu melalui web dengan  mengakses  https://ip_address:8443  (pada  instalasi  system  ini  yaitu https://192.168.1.60:8443 ), gunakan username dan password pada saat membuat User dan NTP.  Pada  Gambar  3  terlihat  bahwa Administrator dapat  menambah,  mengubah,  dan menghapus user ,  baik  sebagai account maupun  sebagai administrator (terkecuali menghapus).  Di  sini  juga  dapat  mengubah  jenis  dari  VM,  seperti  besarnya  RAM  dan CPU  yang  digunakan Image untuk digunakan sebagai Instance . Administrator juga  dapat melihat  laporan dari instance yang digunakan  dalam kurun  waktu  tertentu berdasarkan tanggal.
Pengaturan Cloud dapat dilakukan sebagai user yaitu melalui web dengan mengakses https://ip_address:8888 seperti pada Gambar 3, gunakan username dan password pada saat membuat user dan  NTP. User dapat mengatur semua kegiatan  komputasi  awan seperti, membuat keypair, security group, IP address allocate , instance s, volume , dan snapshot seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Tampilan utama cloud sebagai user.

## 4. Pengujian dan Analisis
Pada bagian ini dijelaskan menenai pengujian ketersedian VM dari komputasi awan, pengujian saat penambahan Load Balancer , pengujian Sistem pada Failover Mirroring , dan pengujian multi cluster .

## 4.1.   Pengujian Ketersedian VM dari Komputasi Awan
Kemampuan  yang  diuji  yaitu  mengamati  kemampuan  skalabilitas  sistem  dengan melihat  ketersediaan  VM  pada  sistem  yang  dibangun,  baik  pada cloud  a  box maupun pada cloud single cluster.
Pada  Gambar  5  merupakan  sistem cloud  in  a  box yang  dapat  digunakan  untuk membangun  sembilan  tipe  VM  yaitu  m1.small,  t1.micro,  m1.medium,  c1.medium, m1.large, m1.xlarge, c1.xlarge, m2.xlarge, dan m3.xlarge.
Gambar 5. Sistem komputasi awan pada cloud in a box.
Pada  Gambar  6  merupakan  sistem  satu node yang  dapat  digunakan  untuk membangun sebelas tipe VM yaitu m1.small, t1.micro, m1.medium, c1.medium, m1.large, m1.xlarge, m3.xlarge, c1.xlarge, m2.xlarge, m2.2xlarge, dan m3.2xlarge.
Gambar 6. Ketersedian VM pada satu node

## 4.2.   Pengujian  Penambahan Load Balancer
Load Balancer adalah sistem yang dapat membagi trafik data secara seimbang. Teknik ini  akan  membagi  setiap  permintaan  data  secara  seimbang,  yang  dapat  menyesuaikan dengan banyaknya permintaan data tersebut.
Pada pengujian Tabel 4 dilakukan proses transfer file dari instance dengan komputer yang  ada  pada  jaringan,  dengan  menggunakan file installer dotnetfx  4.0_x86_x64.exe, beberapa  file  .mp3  yang  berjumlah  12  file  .mp3, video  clip dengan  format  .mp4  dengan kualitas 720p, dan file installer sistem operasi linux yang ringan bernama lupu.iso. Dapat dilihat  perbedaan  yang  terjadi  antara  sistem  yang  ditambahkan load  balancer dengan sistem  yang  tidak  ditambahkan load  balancer terjadi  cukup  signifikan  pada  file  .iso dengan  kapasitas  paling  besar.  Dengan  hasil  pengujian  ini  bahwa load  balancer mempengaruhi  sistem  pada  pengaturan  data  trafik  agar  kecepatan transfer file dapat dibagi menjadi rata.
Tabel 4. Hasil pengujian transfer file dengan menggunakan load balancer Nama Kapasitas File (MB) Ditambahkan Load Balancer (detik) Tidak Ditambahkan Load Balancer (detik) Dotnetfx 4.0 .exe 48,1 5,3 5,8 Beberapa .Mp3 57,8 6,8 7,8 Video .MP4 91,7 11,0 12,0 Lupu .Iso 132,0 15,0 21,5 4.3.   Pengujian Failover Mirroring
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengamati  proses database failover mirroring SQL Server 2008 yang dilakukan instalasi pada instance windows server 2008 R2 Datacenter .
Pada Gambar 7 dapat dilihat database mengalami keadaan putus koneksi ( down ) yang terdapat data pada tabel sebelum failover .
Gambar 7. Koneksi putus (down) pada database mirroring.
Setalah  menjalankan  proses mirroring ini  sesuai  prosedur,  maka  dapat  dianalisa bahwa proses mirroring dapat berjalan pada instance yang dibangun dari komputasi awan. Hal  ini  tidak  terpengaruh  dari  sistem  apa  yang  telah  dilakukan  instalasi.  Performa instance pada sistem komputasi awan sesuai dengan komputer secara asli pada fisiknya, begitu juga dengan sistem instalasi pada jaringannya.

## 4.4.   Pengujian Multi Cluster
Pada Gambar 8 dapat dilihat komponen yang telah terdaftar pada sistem komputasi awan melalui administrator .
Gambar 8. Memeriksa komponen pada sistem komputasi awan.
Dari  pengujian  yang  diperoleh, cluster kedua  dengan  alamat  IP  192.168.1.120  dalam keadaan enable .  Begitu  juga  dengan  SC  kedua  yang  telah  di  daftarkan  dalam  keadaan unknown. Hal ini dikarenakan untuk membangun suatu sistem komputasi awan dengan menggunakan  dua cluster atau  lebih  merupakan  teknik  yang  harus  diterapkan  pada sistem high availability . Sistem high availability ini mendukung sampai proses failover pada node atau instance .  Sedangkan failover pada cluster tidak  dapat  dilakukan  karena resource pada tiap instance berbeda-beda.

## 5. Kesimpulan
Dari  proses  perancangan  dan  pengujian  sistem  komputasi  awan  ini  dapat  diambil kesimpulan  bahwa  kinerja cloud  in  a  box kurang  maksimal  dari  pada single  cluster dan multi cluster dengan waktu pembangkitan instances Linux 93 detik berbanding 84,75 detik.
Waktu Instance windows dipanggil hingga dapat digunakan dengan rata - rata 134,8 detik, sedangkan  pada  instance  Linux  dengan  waktu  rata  -  rata  94,5  detik.    Setiap node baik pada single cluster maupun multi cluster yang ditambahkan pada sistem akan menambah
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal 185 – 194
ketersedian resource sesuai spesifikasi yaitu m1.small sebanyak 4 instance dan m3.2xlarger sebanyak 1 instance .
Load Balancer tidak mempengaruhi unjuk kerja dari instance tetapi berpengaruh pada proses  transfer  file  dengan  waktu  15  detik  dan  tanpa load  balancer 21,5  detik. Instance windows server 2008 yang dibangun dapat menjadi server datacenter yang telah dilakukan pada  pengujian failover mirroring database. Komputasi  awan  privat multi  cluster dapat memperluas  atau  memperbanyak resources yang  digunakan  pada node untuk menjalankan VM  dari sistem yang ada.

## Daftar Pustaka
[1]  http://www.centos.org/, diakses tanggal 13 Februari 2014.
[2]  S.  Indra, Membangun  Infrastruktur  Komputasi  Awan  Privat  Menggunakan  Ubuntu Enterprise Cloud , Andi Yogyakarta, 2012.
[3]  L. Sulistyowati, W. Sulistyo, Bayu, dan T. Indra, Implementasi Cloud Computing sebagai Infrastructure  as  a  Service  untuk  Penyediaan  WebServer, Universitas  Kristen  Satya Wacana, Salatiga, 2012.
[4]  Eucalyptus, Open  Source  AWS  Compatible Privat  Cloud, http://www.Eucalyptus.com/, diakses 2 Februari 2014.