Rancang Bangun Lab Komputer Virtual Berbasis Cloud Computing Menggunakan Ovirt Pada Jaringan Terpusat
Sumarto 1) , Ahmad Hamim Thohari 2) , Meyti Eka Apriyani 3)
1) Jurusan  Teknik  Informatika,  Politeknik Negeri Batam,  Batam 29461,  email: s u ma r t o . j u n i o r @ g ma i l . c o m
2) Jurusan  Teknik  Informatika,  Politeknik Negeri Batam,  Batam 29461 email: ha mi mt o h a r i @ r o c k e t ma i l . c o m 3) Jurusan  Teknik  Informatika,  Politeknik Negeri Batam, Batam 29461, email: meyti@polibatam.ac.id
Abstrak  – Mahasiswa  pada  perguruan  tinggi  vokasi  seperti  Politeknik  Negeri  Batam  memiliki  beban  kuliah praktikum  lebih  besar  dibanding  teori,  hal  ini  membuat  kebutuhan  penggunaan  lab  lebih  dari  sesi  praktikum yang  ada.  Meskipun  telah  memiliki  komputer  sendiri,  beragamnya  sistem  operasi  dan  mahalnya  lisensi menjadi kendala lainnya.  Lab komputer virtual diwacanakan sebagai solusi dari masalah ketersediaan lab yang masih terbatas pada sesi kuliah. Setelah dilakukan pengujian dengan platform Proxmox, diketahui performa dan rekomendasi untuk kebutuhan lab komputer virtual. Selain itu disarankan melakukan pengujian dengan platform virtualisasi lainnya.  Penelitian  ini  berusaha  melakukan  rancang  bangun  lab  komputer  virtual  berbasis cloud computing menggunakan platform Ovirt pada jaringan terpusat. Hasil pengujian terhadap lab komputer virtual dengan  studi  kasus  mata  kuliah  pemrograman  berbasis  objek  menunjukkan,  server  yang  digunakan  selama pengujian  dapat  menjalankan  lab  komputer  virtual  dengan  10  komputer  dengan  baik.  Sementara  pada  studi kasus terdapat 30 komputer setiap lab. Maka untuk memenuhi kebutuhan itu dibutuhkan 2  server sebagai Ovirt Engine dan Ovirt Node dengan spesifikasi hard disk , RAM dan processor yang tinggi.
Kata Kunci : Lab Komputer Virtual, cloud computing , Ovirt, Jaringan Terpusat.
Abstract  - Students  at  vocational  colleges  such  as  Batam  State  Polytechnic  has  a  lab  course  load  greater  than theory, this makes the need for lab use over existing lab sessions. Although they has owned  notebook, diversity of  operating  system  and  cost  for  software  that  used  in  practicum  became  problem.  Virtual  computer  lab discourse  as  a  solution  of  the  problem.  After  testing  with  Proxmox  platform,  known  performance  and recommendation  to  the  needs  of  a  virtual  computer  lab.  In  addition  it  is  recommended  to  test  with  other virtualization  platforms.  This  study  attempted  to  do  a  virtual  computer  lab  design  based  cloud  computing platform  using  Ovirt  on  a  centralized  network.  The  test  results  of  a  virtual  computer  lab  with  object-based programming case study shows, the server used during the test can run a virtual computer lab with 10 computers well. So, to meet the needs its necessary to use 2 servers as Ovirt Engine and Ovirt Node with high specification especially for hard disk, RAM and processor.
Keywords: Virtual Computer Laboratory, cloud computing, Ovirt, Centralized Network.

## 1. PENDAHULUAN
Lab komputer virtual diwacanakan sebagai solusi dari masalah  ketersediaan  lab  yang  masih  terbatas  pada sesi  kuliah  di  Politeknik  Negeri  Batam  [1].  Setelah dilakukan  pengujian  dengan platform Proxmox, diketahui performa dan rekomendasi untuk kebutuhan lab komputer virtual. Selain itu disarankan melakukan pengujian dengan platform virtualisasi lainnya.
Pengujian dengan platform selain Proxmox diperlukan untuk  mendapat  pilihan  terbaik  dalam  melakukan rancang  bangun  lab  komputer  virtual.    Proxmox merupakan  platform  virtualisasi  berbasis  Debian. Penelitian ini akan menggunakan platform Ovirt yang berbasis RedHat. Perbedaan mendasar antara Proxmox dan  Ovirt  adalah  Proxmox  dapat  berdiri  sendiri, berperan  sebagai  sistem  operasi  pada  komputer. Sementara Ovirt berjalan di atas sistem operasi seperti perangkat lunak.
Article History Received 12 February 2014 Accepted 11 March 2014
Jurnal Integrasi , vol. 6, no. 1, 2014, 72-76 ISSN: 2085-3858 (print version)
Pengujian  dilakukan  dengan  studi  kasus  dan spesifikasi server yang  sama.  Yaitu  studi  kasus  di Politeknik Negeri Batam untuk mata kuliah Pemgrograman  berorientasi  objek.  Indikator  yang digunakan  dalam  pengujian  juga  tetap  sama. Penyamaan  bertujuan  membandingkan  langsung performa  kedua  platform  pada  spesifikasi server dan beban yang sama.
Dengan penelitian ini diharapkan didapatkan rancangan yang baik untuk membangun lab komputer virtual  berbasis cloud  computing menggunakan platform Ovirt.  Rancangan server maupun  jaringan yang digunakan.

## 2. LANDASAN TEORI

## 2.1. Penelitian Sejenis
Penelitian  yang  sama  dilakukan  oleh  Ahmad Hamim Thohari dengan melakukan rancang bangun lab  komputer  virtual  menggunakan  Proxmox  [1]. Pada  penelitian  tersebut  dilakukan  pengujian dengan  indikator  waktu startup ,  waktu  untuk membuka  aplikasi  dan  menjalankan  program. Hasilnya  Proxmox  dapat  menjalankan  15  komputer virtual  dengan  baik  pada server dengan  spesifikasi tertentu.

## 2.2 Penelitian Sebelumnya
Stephen  D.  Burd  melakukan  penelitian  mengenai perbandingan  antara  lab  komputer  virtual  dengan metode komputasi cloud dan lab komputer konvensional. Penelitian tersebut dimuat dalam Journal of  Information  Technology  Education:  Innovations  in Practice [2]. Penelitian tersebut didasarkan pada survei terhadap sejumlah mahasiswa yang telah menggunakan lab  komputer  konvensional  dan  virtual.  Hasilnya adalah  lab  komputer  virtual  lebih  baik  dalam  hal ketersediaan,  keamanan  fisik.  Selain  itu,  terdapat penghematan  biaya  tahunan  untuk  pengelolaan  lab. Kekurangan dari lab komputer virtual yang dikeluhkan yaitu akses file menjadi lebih sulit dan performa grafis yang kurang maksimal.

## 2.3. Ovirt
Ovirt  ( Open  Virtualization )  adalah  salah  satu server virtualization platform berbasis KVM Hypervisor . Merupakan  proyek  hasil  kerjasama  beberapa  pimpinan perusahaan  teknologi  terkemuka  seperti  NetApp,  Intel, Redhat,  IBM  dan  lainnya.  Ovirt  menyediakan  fitur-fitur virtualisasi  yang  canggih  seperti live migration , storage migration , live snapshot , high availability dan  dapat digunakan pada skala besar. Selain itu dalam perkembangannya, Ovirt menyediakan akses bagi pengembang  dan  pengguna  untuk  bekerjasama,  sehingga sangat terbuka dan komprehensif.

## 2.4. Cloud Computing
Cloud Computing adalah sebuah model komputasi / computing , dimana  sumber  daya  seperti  processor  / computing power , storage ,  network,  dan  perangkat lunak  menjadi  abstrak  dan  diberikan  sebagai layanan  di  jaringan  /  internet  menggunakan  pola akses remote.
Model  billing  dari  layanan  ini  umumnya  mirip dengan  modem  layanan  publik.  Ketersediaan on- demand sesuai kebutuhkan, mudah untuk dikontrol, dinamik  dan  skalabilitas  yang  hampir  tanpa  limit adalah  beberapa  atribut  penting  dari cloud computing .
Sebuah  infrastruktur  model cloud  computing biasanya di kenali sebagai 'Cloud' . Berikut adalah beberapa kategori layanan yang tersedia dari sebuah 'Cloud' seperti:
• Infrastructure As A Services (IAAS)
• Platform As A Service (PAAS)
• Software As A Service (SAAS)
‘Cloud’ ini  biasanya  tersedia  sebagai  layanan kepada  siapa  saja  di  Internet.  Akan  tetapi,  varian yang  disebut  „ Private  Cloud ‟  semakin  populer untuk infrastruktur pribadi / private yang mempunyai atribut seperti 'Cloud’ di atas.
Cloud  computing berbeda  dengan Grid  computing atau Paralel  Computing ,  dimana Grid  computing dan Paralel  computing adalah  lebih  merupakan sebuah bagian dari prasarana fisik bagi penyediaan konsep Cloud computing. [2]

## 2.5 Algoritma Sieve of Atkin
Adalah  algoritma  yang  menghitung  bilangan prima  sampai  N  menggunakan  O  (N  =  log  logN) penambahan  dan  N1  =  2  +  o  (1)  bit  memori. Algoritma  menyebutkan  representasi  bilangan bulat oleh bentuk kuadrat biner tertentu [4].
Algoritma  ini  biasa  digunakan  dalam  melakukan pengujian  terhadap  kemampuan  CPU.  Algoritma ini  menggunakan  perulangan  dan  operasi  CPU yang  banyak  diterapkan  pada  perangkat  lunak, yang  paling  intensif  adalah  perkalian  dan modulus.  Semua  operasi  menggunakan  bilangan bulat  64-bit  dan  menggunakan  sekitar  4  MB memori pada setiap core processor.

## Sarana Pendidikan
sarana  pendidikan  adalah  peralatan  dan  perlengkapan yang  secara  langsung  dipergunakan  untuk  menunjang proses  pendidikan,  khususnya  dalam  proses  belajar
mengajar,  seperti  gedung,  ruang  kelas,    meja,  kursi serta alat-alat dan media pengajaran [5].

## 3. HASIL  DAN  PEMBAHASAN
Sebagaimana  penjelasan  pada  pendahuluan,  pada penelitian  ini  dilakukan  yang  sama  dengan  referensi penelitian  ini,  yaitu  pengujian  waktu  startup, pengujian  membuka  aplikasi  dan  menjalankan program.
Dalam  pengujian  Ovirt  dijalankan  diatas  sistem operasi  Fedora  19.  Ovirt  dapat  dijalankan  diatas sistem operasi berbasis RHEL, Fedora salah satu yang familiar digunakan. Spesifikasi server yang digunakan dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel  1. Spesifikasi Server Parameter Nilai Processor Intel(R) Xeon(R) 8 CPU W3530 @2.80GHz RAM 24 GB DDR 3 PC 10600 Harddisk 1 TB SATA 7200RPM Ethernet 1  Broadcom 5761 Gigabit Ethernet controller
Ethernet 2  D-Link RTL8139 Fast Ethernet
Rekomendasi server Ovirt lebih dari spesifikasi server yang  digunakan  dalam  pengujian  terutama  pada  hard disk. Jaringan terpusat yang digunakan pada pengujian adalah Local  Area  Network dengan  kabel  jaringan UTP CAT 5E.
Pengujian  pertama  yang  dilakukan  adalah  menguji waktu  startup  pada  beberapa  komputer  virtual  secara bersamaan dengan jumlah bertahap, mulai dari 1, 5, 10 dan  seterusnya.  Agar  dapat  mengeksekusi  perintah bersamaan pada sejumlah komputer virtual, digunakan perangkat  lunak  pendukung  seperti  Italc,  dan  Macro recorder.  Untuk  memantau  performa server selama pengujian digunakan aplikasi Top.
Ditargetkan pengujian dapat dilakukan sampai dengan 30  komputer  virtual,  namun  server  mengalami  over load  sehingga  dihentikan  saat  pengujian  20  komputer virtual.  Hasil  pengujian  waktu  startup  pada  server ovirt tergambar pada grafik berikut:
Gambar 1: Grafik hasil pengujian waktu startup
Sebagaimana  terlihat  pada  grafik,  waktu  stratup  15 komputer  virtual  lebih  dari  3  menit.  Sedangkan  20 komputer  virtual  lebih dari  11  menit.  Jika dibandingkan standar waktu startup windows 7, waktu yang dibutuhkan terlalu lama.
Faktor    yang  dianggap  mempengaruhi  waktu  startup komputer  virtual  Ovirt  yang  pertama  adalah penggunaan  RAM  yang  mencapai  100%  seperti  pada grafik dibawah:
Gambar 2: Grafik penggunaan RAM saat startup
Dari 24 GB RAM pada server , 20 GB digunakan dan 4 giga dipakai sebagai cache memory . Penggunaan RAM selain  oleh  komputer  virtual,  juga  digunakan  sistem operasi  Fedora.  Karena  Ovirt  berjalan  diatas  sistem operasi  maka  alokasi  server  terpakai  juga  oleh kebutuhan  sistem  operasi.  Maka  disarankan  pada sistem  operasi  Fedora  hanya  dijalankan  service  atau daemon  yang  diperlukan  saja  untuk  menghemat sumber daya.
Selain RAM yang mempengaruhi waktu startup adalah kecepatan hard disk. Kecepatan hard disk yang rendah menyebabkan  tingginya  persentase iowait .  Iowait adalah  persentase  waktu  dimana  CPU idle menunggu proses pada disk selesai. Terlihat pada grafik dibawah persentase iowait pada server saat  pengujian  waktu startup:
Gambar 3: Grafik iowait saat startup
Grafik  diatas  menunjukkan  persentase  iowait  yang meningkat tajam. Tingginya persentase iowait membuat  waktu idle pada CPU tinggi sehingga  waktu startup lebih lama.
Selain  kedua  hal  diatas,  pada  saat  pengujian berlangsung, hampir semua komputer virtual mengalami  lag  dan  responnya  sangat  lambat.  Salah satu  Hal  yang  mempengaruhi  adalah network  traffic. Ovirt menggunakan protocol VNC untuk menampilkan console komputer virtual, saat melakukan console pada banyak komputer virtual, lalu lintas jaringan meningkat seperti terlihat pada grafik dibawah:
Gambar 4: Grafik trafik jaringan saat pengujian waktu startup
Hasil  pengujian  waktu  startup,  didapati  Ovirt  dapat menjalankan  10  komputer  virtual  dengan  baik,  jika jumlah  ingin  ditingkatkan,  maka  spesifikasi server harus ditingkatkan.
Pengujian  kedua  yang  dilakukan  adalah  menjalankan aplikasi  Netbeans.  Aplikasi  ini  dipilih  karena  sesuai dengan  studi  kasus  mata  kuliah  pemrograman berorientasi  objek.  Hasil  pengujian  membuka  aplikasi netbeans terdapat pada grafik dibawah:
Gambar 5: Grafik hasil pengujian membuka aplikasi
Melihat  grafik  diatas,  saat  pengujian  20  komputer virtual,  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  membuka aplikasi terlalu lama, normalnya tidak sampai 30 detik. Saat pengujian berlangsung, komputer virtual mengalami  kondisi  hang,  sehingga  butuh  waktu  lama untuk membuka aplikasi.
Salah  satu  factor  yang  mempengaruhi  waktu  untuk membuka  aplikasi  adalah  CPU,  karena  saat  membuka aplikasi  berbagai  macam file diakses.  Dari  8  kali pengujian  dilakukan,  pengujian  pertama  lebih  lama dibanding  pengujian  berikutnya.  Performa  CPU  saat pengujian berlangsung terlihat pada grafik dibawah ini:
Gambar 6: Grafik CPU saat pengujian Netbeans
Persentase  CPU  meningkat  saat  proses  membuka aplikasi  secara  bersama  pada  20  komputer,  terutama saat pengujian pertama, pengujian selanjutnya persentase kenaikan berkurang.
Pengujian  ketiga  adalah  pengujian  waktu  untuk menjalankan program. Pengujian menggunakan program  berisi  algoritma prime  sieve. Program  akan menghitung berapa banyak bilangan prima mulai dari 1 sampai  limit  178.835.930.  Algoritma  ini  biasa digunakan  dalam  proses benchmark  processor. Algoritma  ini  melakukan  banyak  proses  perulangan dan  perhitungan  sederhana  yang  memenuhi cache memory pada processor. Hasil  pengujian  dapat  dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 7: Grafik hasil pengujian membuka aplikasi
Terdapat hal menarik dari hasil pengujian diatas, yaitu menjalankan  program  pada  20  komputer  bersamaan memiliki  rata-rata  waktu  lebih  cepat  dibanding  15 komputer  virtual.  Normalnya,  semakin  banyak komputer  virtual  yang  menjalankan  program,  semakin lama waktu yang dibutuhkan, karena hanya memanfaatkan  1  processor  pada  server.  Rata-rata komputer dapat menjalankan algoritma dalam waktu 3 sampai 4 detik.
Anomali  pada  pengujian  ini  disebabkan  respon komputer  virtual  sangat  lambat.  Saat  20  komputer virtual  secara  bersama  menjalankan  netbeans,  semua komputer  virtual  mengalami lag dan hang. Respon yang  lambat  membuat  proses  menjalankan program tidak  berjalan  serentak  bersama  sehingga  CPU memproses  program  dari  komputer  virtual  bergantian dan membuat rata-rata proses lebih cepat. penggunaan CPU dapat dilihat pada grafik dibawah:
Gambar 8: Grafik CPU saat pengujian menjalankan program
Pada  grafik  diatas  (gambar  8)  penggunaan  CPU mencapai  100%.  Algoritma prime  sieve menyebabkan load CPU menjadi sangat tinggi.
Proses  pengujian  3  indikator  diatas,  ada  beberapa catatan  penting  yang  didapat.  Pertama,  sistem  operasi Fedora  yang  digunakan  untuk  menjalankan  Ovirt, membutuhkan alokasi RAM yang cukup besar sehingga mempengaruhi performa Ovirt. Kedua selama pengujian  sering  terjadi  overload  pada server terutama saat pengujian dengan 20 komputer virtual. Ketiga dari hasil  pengujian  diatas  dapat  diperkirakan  spesifikasi server  yang  mampu  menjalankan  30  komputer  virtual dengan  baik  untuk  kebutuhan  mata  kuliah  sesuai  studi kasus penelitian.

## 4. KESIMPULAN
Dari  pengujian  dapat  disimpulkan server mampu menjalankan  10  komputer  virtual  dengan  baik.  untuk membangun  lab komputer virtual menggunakan Ovirt dengan kapasitas 30 komputer  klien setiap lab, sesuai studi kasus di Politeknik Negri Batam, direkomendasikan  menggunakan  dua server sebagai Ovirt Engine dan Ovirt Node ,  dengan  spesifikasi setiap server berupa Quad Socket Processor 64 Bit, 32 GB  RAM,  500  GB  Harddisk SSD  Raid  Capability ,  2 Gigabit NIC.
Disara nkan  me la kuka n  p enguj ia n  lab  virt ual berbasis cloud  computing pada  j aringan Wide Area Net work .

## DAFTAR  REFERENSI
[1]  Thohari,  A.  Hamim.  “Rancang  bangun  lab  komputer  virtual berbasis  cloud  computing  menggunakan  proxmox  pada  jaringan terpusat” Tugas Akhir, Politeknik Negeri Batam 2014.
[2]  Purbo,  Ono.  W,  “Membuat  Sendiri  Cloud  Computing  Server Menggunakan Open Source”, Yogyakarta: Andi Offset, 2012.
[3] Burd. Stephen D, et al, 2009, “Virtual Computing Laboratories: A  Case  Study  with  Comparisons  to  Physical  Computing Laboratories”  Journal  of  Information  Technology  Education: Innovations in Practice
[4]  A.O.L  Atkin,  D.  J.  Bernstein,  “Prime  Sieves  Using  Binary Quadratic  Forms”  Journal  Mathematics  Of  Computation  Volume 73, Number 246, Pages 1023-1030
[5] Mulyasa,  “Menjadi Kepala Sekolah Profesional”, Bandung:  PT Remaja Rosda karya, 2007.