Pengantar Komputasi Cloud

A. Pendahuluan (Dimas Pujakesuma)

Apa itu Cloud Computing?

Cloud Computing sendiri terdiri dari 2 kata yaitu Cloud dan Computing. Cloud memiliki arti awan. Awan (cloud) adalah persamaan lain dari internet, yang seperti sering digambarkan awan di diagram jaringan komputer dan Computing adalah proses komputasi. Computing yang berasal dari kata Compute yang memiliki arti perhitungan.

Menurut sebuah makalah tahun 2008 yang dipublikasi IEEE Internet Computing" Cloud Computing adalah suatu paradigma di mana informasi secara permanen tersimpan di server di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk di dalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, dan lain-lain." Berikut ini gambaran umum dari Cloud Computing:

Menurut NIST (National Institute of Standards and Technology), terdapat 5 karakteristik sehingga sistem tersebut disebut Cloud Computing, yaitu:

1.    Resource Pooling

Penyedia layanan mengumpulkan sumber daya komputasi untuk memenuhi permintaan kebutuhan pelanggan.

2.    Broad Network Access

Cloud provider memiliki cangkupan layanan yang tersedia melalui jaringan dan dapat diakses di perangkat seperti smartphone, laptop, dan sebagainya.

3.    Measured service

Tersedia layanan untuk mengoptimasi dan memonitor layanan yang dipakai secara otomatis. Dengan menggunakan sistem ini kita dapat melihat berapa resources komputasi yang terlah diapakai

4.    Rapid Elasticity

Kapabilitas dari layanan cloud provider bisa dipakai oleh cloud consumer secara kebutuhan.

5.    Self Service

Cloud Consumer bisa mengkonfigurasikan secara mandiri layanan yang ingin dipakai melalui sebuah sistem, tanpa perlu interaksi dari pihak cloud provider terlebih dahulu.

Layanan Cloud Computing

Berikutnya akan dibahas jenis-jenis layanan dari Cloud Computing. NIST sendiri membagi jenis layanan cloud menjadi 3 :

·         Software as a service (SAAS)

Layanan dimana pelanggan dapat menggunakan software yang telah disiapkan oleh cloud provider. Contoh cloud provider Saas yang sudah dipercaya oleh pelanggan diantaranya : Gmail, YahooMail, Facebook, Office365, Skype dsb.

·         Platform as a Service (PaaS)

Platform as a Service adalah layanan yang menyediakan computing platform. Biasanya sudah terdapat sistem operasi, database, web server dan framework aplikasi agar dapat menjalankan aplikasi yang telah dibuat. Contoh layanan Paas : Amazon, GoogleApp Engine.

·         Infrastructure as a Service (IaaS)

Infrastructure as a Service adalah layanan komputasi awan yang menyediakan infrastruktur IT berupa CPU, RAM, storage, bandwith dan konfigurasi lain. Contoh penyedia layanan IaaS : Amazon EC2, Rackspace Cloud, Windows Azure.

B. Pengantar Komputasi Grid (Grid Computing) (Yunita Aulia & Rian Malik)

Komputasi grid adalah teknologi komputasi terdistribusi yang memanfaatkan sumber daya yang terhubung melalui jaringan komputer secara bebas, tapi terkoordinasi dengan mekanisme tertentu. Dengan menyediakan sumber daya yang dapat dipakai bersama dapat mempermudah akses dan meningkatkan Quality of Service.

Di dalam buku  yang berjudul The Grid: Blue Print for a new computing infrastructure dijelaskan pula bahwa yang dimaksud dengan komputasi grid adalah infrastruktur perangkat keras dan perangkat lunak yang dapat menyediakan akses yang bisa diandalkan, konsisten, tahan lama dan tidak mahal terhadap kemampuan komputasi mutakhir yang tersedia.

"A computational grid is a hardware and software infrastructure that provides dependable, consistent, pervasive, and inexpensive access to high-end computational capabilities."

Konsep Dasar Komputasi Grid

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. Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user dalam memilih sumber daya yang berbeda pada sistem grid.

3.    Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah.

4.    Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik,di internet). Tiga hal yang di-sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer

Arsitektur Umum Komputasi Grid

Pada layer fabric menyediakan berbagai kebutuhan yang diperlukan sebagai sumber daya dalam infrastruktur grid computing. Layer connectivity bertugas dalam menyediakan protocol jaringan dan sarana komunikasi yang digunakan dalam menghubungkan sistem. Layer resource bertugas untuk mengatur layanan yang di pakai sumber daya yang tersebar. Fungsi layer collective sama dengan layer resource, yang membedakan yaitu layer collective mengatur sumber daya yang sifatnya berkelompok.

Prinsip Kerja Komputasi Grid

1.    Virtualisasi

Setiap sumberdaya dikumpulkan bersama-sama menurut jenisnya, lalu disediakan bagi user. Virtualisasi berarti meniadakan koneksi secara fisik antara penyedia dan konsumen sumberdaya, dan menyiapkan sumberdaya untuk memenuhi kebutuhan tanpa konsumen mengetahui bagaimana permintaannya bisa terlayani.

2.    Provisioning

Ketika user meminta sumberdaya melalui layer virtualisasi, sumberdaya tertentu di belakang layer didefinisikan untuk memenuhi permintaan tersebut, dan kemudian dialokasikan ke user. Provisioning sebagai bagian dari grid computing berarti bahwa sistem menentukan bagaimana cara memenuhi kebutuhan user seiring dengan mengoptimasi jalannya sistem secara keseluruhan.

Elemen dari infrastruktur Grid 

1.    Hardware / Sumber daya

Hardware dalam komputasi grid mencakup perangkat penyimpanan, prosesor, memori, jaringan, dan software yang di desain untuk mengelola hardware ini, misalnya database, manajemen penyimpan, manajemen sistem, server aplikasi, dan sistem operasi.

2.    Software : middleware

Software merupakan suatu perangkat yang menghubungkan semua middleware-nya. Middleware itu sendiri adalah bagian dari software, yaitu lapisan sofware yang terletak antara sistem operasi dan aplikasi yang berfungsi sebagai penghubung komunikasi antar-objek dari sistem yang berbeda. Didalam middleware juga terdapat elemen-elemen dasar, diantaranya :

·         Keamanan (Security)

·         Pengelolaan sumber daya (resource management)

·         Pengelolaan data (data management)

·         Layanan informasi (information services)

Solusi bagi Middleware yang telah tersedia, diantaranya adalah Globus Toolkit (Argonne+ISI), LCG/Glite (dari proyek Uni Eropa), Gridbus (Melbourne, Australia), Unicore (Jerman).

3.    Brainware / user

Brainware dalam komputasi grid hanya meliputi pemelihara dan pemakai grid. Dahulu grid computing cenderung hanya di pakai oleh para ilmuan untuk kepentingan ilmiah. Pada saat itu memang ekspose terbesar lebih banyak pada proyek-proyek sains, seperti riset genetika, fisika dan yang paling terkenal adalah proyek SETI ( Search for Extra Terrestrial Intelligence ) atau riset pencari kehidupan di luar bumi, karena itu muncul persepsi bahwa komputasi grid hanya dapat digunakan dikalangan ilmuan dan tidak dapat diterima oleh non-ilmuan. Namun, baru-baru ini, teknologi grid computing telah di kenalkan pada dunia enterpreneur dan mendapat banyak respon positif.

C. Virtualisasi (Hendri Prasetyo)

Ada dua istilah yang populer saat ini dalam hal teknologi komputasi, yaitu Virtualisasi dan Cloud computing, namun saat ini sepertinya banyak yang menganggap bahwa virtualisasi dan cloud computing adalah hal yang sama, padahal sebenarnya cloud computing itu lebih dari sekedar virtualisasi.

Virtualisasi adalah sebuah teknologi yang memungkinkan untuk membuat versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi, storage data atau sumber daya jaringan. Proses tersebut dilakukan oleh sebuah software atau firmware bernama Hypervisor atau Virtual Machine Monitor (VMM). Hypervisor inilah yang menjadi nyawanya virtualisasi, karena dialah layer yang “berpura – pura” menjadi sebuah infrastruktur untuk menjalankan beberapa virtual machine. Dengan virtualisasi, beberapa sistem operasi dapat berjalan secara bersamaan pada satu buah komputer. Hal ini tentunya dapat mengurangi biaya yang harus dikeluarkan oleh sebuah perusahaan. Di masa akan datang, teknologi virtualisasi akan banyak digunakan baik oleh perusahaan yang bergerak dibidang teknologi informasi maupun yang tidak murni bergerak di bidang teknologi informasi namun menggunakan teknologi informasi sebagai sarana untuk memajukan usahanya.

Type 1 berjalan pada fisik komputer yang ada secara langsung. Pada jenis ini hypervisor/VMM benar-benar mengontrol perangkat keras dari komputer host-nya. Termasuk mengontrol sistem operasi-sistem operasi guest-nya. Contoh implementasi yang ada adalah KVM dan OpenVZ. Adapun contoh yang lain seperti VMWare ESXi, Microsoft Hyper-V.

Type 2 berjalan pada sistem operasi diatasnya. Pada tipe ini sistem operasi guest berada diatas sistem operasi host. Contoh tipe ini adalah VirtualBox.

Tujuan dari virtualisasi :

1. Memungkinkan semua device yang terhubung dengan jaringan untuk mengakses aplikasi melalui jaringan, bahkan jika aplikasi tidak pernah dirancangan untuk dapat bekerja di device tersebut.

2. Isolasi beban pekerjaan atau aplikasi yang satu dengan yang lainnya untuk meningkatkan keamanan dan kemudahan pengelolaan lingkungan.

3. Isolasi aplikasi dari sistem operasi, memungkinkan aplikasi untuk tetap berfungsi meskipun dirancang untuk sistem operasi dengan tipe yang berbeda.

4. Meningkatkan jumlah orang yang dapat didukung oleh aplikasi, dengan mengijinkan untuk menjalan aplikasi dari mesin-mesin yang berbeda secara bersamaan.

5. Mengoptimalkan penggunaan sistem tunggal

Adapun beberapa peralatan yang digunakan untuk virtualisasi, yaitu :

1.    Server. Mulai dari perspektif akses dan manajemen, sebuah server fisik tunggal dapat menjadi beberapa server yang biasa disebut dengan virtual server atau virtual machine (VM).

2.    Desktop. Mirip dengan virtualisasi server, virtualisasi desktop dapat berarti dua hal. Yang pertama, memungkinkan pengguna untuk menjalankan beberapa sistem operasi desktop (Apple Mac OS dan Microsoft Windows OS) di dalam komputer yang sama. Yang kedua virtualisasi memungkinkan data dan layanan yang dimiliki oleh pengguna diletakkan di komputer yang digunakan bersama dengan data dan layanan milik orang lain.

3.    Storage. Satu tempat penyimpanan fisik dapat terlihat menjadi beberapa driver virtual. Dengan kata lain, dengan menggunakan windows yang terpisah di console manajemen yang umum, administrator IT dapat memperlakukan drive virtual seperti drive fisik.

4.    Application. Saat memvirtualisasi, aplikasi yang ditulis untuk sebuah lingkungan sistem operasi dapat dijalankan di lingkungan operasi yang lain untuk meningkatkan kecocokan aplikasi dan kemudahan pengelolaan. Operasi akan diarahkan ke sistem operasi yang sesuai.

5.    Network. Di dalan jaringan, sebuah router fisik dapat mendukung beberapa, alamat IP untuk membuat router virtual. Sama seperti sebuah switch Ethernet fisik dapat mendukung beberapa alamat MAC (media access control) untuk membuat switch virtual. Sebuah hardware fisik dapat dibagi menjadi beberapa router atau switch virtual untuk mengurangi biaya.

D. Distributing Computation dalam Computing (Mutia)

Distribusi dalam KBBI memiliki arti penyaluran (pembagian, pengiriman) ke beberapa tempat. Sedangkan computation adalah komputasi. Jika digabungkan maka distribusi komputasi adalah kegiatan kumpulan beberapa computer yang terhubung untuk melakukan pendistribusian, seperti mengirim dan menerima data serta melakukan interaksi lain antar computer yang dimana membutuhkan sebuah jaringan.

Hal ini semua dilakukan dengan cloud computing untuk memberikan layanan dimana informasinya disimpan di server secara permanen dan disimpan di computer client secara temporary. Komputasi Terdistribusi merupakan salah satu tujuan dari Cloud Computing, karena menawarkan pengaksesan sumber daya secara parallel dan para pengguna juga bisa memanfaatkannya secara bersamaan.

Pada distribusi komputasi mempelajari penggunaan terkoordinasi dari komputer secara fisik baik terpisah atau terdistribusi. Pada distribusi komputasi ini, program dipisah menjadi beberapa bagian yang dijalankan secara bersamaan pada banyak komputer yang terhubung melalui jaringan internet.

Dalam implementasi distribusi komputasi could computing, terdapat 3 point utama yang diperlukan, yaitu :

a.    Komputer Front End

Sebuah media interface untuk interaksi antar pengguna dengan computer. Front end biasanya berisi tampilan design aplikasi untuk tatap muka antar user dan computer.

b.    Komputer Back End End

Sebuah tempat dimana berisi dari kodingan fornt end agar front dapat berjalan, back end juga biasanya terhubung dengan server agar bisa memenuhi permintaan client.

c.    Penghubung Antar Keduanya

Sebuah media untuk menghubungan computer dengan server. 

E. Map Reduce dan NoSQL (Adhityo Dewandoro)

Map Reduce dan NoSQL merupakan sebuah pemrograman framework yang digunakan untuk membantu seorang user dalam mengembangkan sebuah data yang memiliki ukutan besar dan dapat terdistribusi satu sama lainnya.

Map Reduce adalah sebuah konsep diman data yang bersifat kontinyu dipecah menjadi bagian data / komponen data kecil dan didistribusikan melalui mesin – mesin yang terhubung secara cluster. Map reduce juga dapat dikatakan sebuah framework yang berguna untuk mempercepat proses mengolah data pada konsep cloud computing.

Dalam permrosesan data Map reduce terbagi menjadi dua proses utama (proses Map dan Reduce). Proses map berfungsi dalam mengumpulkan informasi dari potongan potongan data yang terdistribusi pada tiap komputer dalam cluster (Kelompok komputer yang saling terhubung). Setelah itu hasil dari proses Map akan diserahkan kepada proses Reduce untuk diproses lebih lanjut. Lalu hasil dari proses Reduce (hasil akhir) akan dikirimkan ke pengguna.

Salah satu contoh penerapan dari Map-Reduce dalam suatu produk adalah pada ranah open source. Pada ranah open source terlihat percepatan perkembangan framework lainnya yang bersifat terdistribusi dan menggunakan konsep sama, project tersebut bernama Apache Hadoop yang dilakukan oleh Google.

Selanjutnya kita masuk kedalam bahasan NoSQL. NoSQL merupakan istilah yang dikenal pada teknologi komputasi yang merujuk kepada kelas yang luas dari suatu sistem manajemen basis data yang di identifikasikan dengan tidak mematuhi aturan pada model sistem manajemen basis data relasional yang banyak digunakan.

Database NoSQL dapat disebut dengan Not Only SQL yang merupakan pendekatan untuk pengelolaan data dan desain database yang berguna pada set yang sangat besar data terdistribusi. Implementasi Map Reduce dan NoSQL dalam Cloud Computing.

F. NO SQL Database (Bagas Pratama)

NoSQL Database merupakan sistem manajemen basis data yang di identifikasikan dengan tidak mematuhi aturan pada model sistem manajemen basis data. NoSQL adalah database generasi terbaru yang mengarahkan kepada database yang tidak berelasi (non-relational), tidak membutuhkan skema table dan umumnya NoSQL ini menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal (horizontal scale).

Jadi NoSQL Database itu sendiri sebenarnya adalah penyebutan untuk database yang tidak memiliki relasi dan penyimpanan datanya tidak terstruktur. Jika Database yang memiliki relasi dan penyimpanan datanya terstruktur  biasanya menggunakan SQL, maka NoSQL ini menggunakan berbagai cara untuk menyimpan datanya. adapun pengelompokan pada NoSQL Database, yaitu :

1. Document Database contohnya MongoDB, seiap satu object data disimpan dalam satu dokumen. Dokumen sendiri bisa terdiri dari key-value, dan value sendiri bisa berupa array atau key-value bertingkat.
2. Graph , Format penyimpanan data dalam struktur graph. Format ini sering dipakai untuk data yang saling berhubungan seperti jejaring social. Contoh database noSQL dengan format ini adalah Neo4J dan FlockDB. FlockDB dipakai oleh twitter.
3. Key – Value,  contoh database jenis ini adalah Apache Cassandra.
4. Object Database. Format database yang disimpan dalam object object, Object disini sama dengan pengertian object di Pemrograman beroreintasi object , Contoh databasenya adalah Db4o.

Beberapa contoh Aplikasi Database NoSQL adalah Hbase, Hypertable, Clouddata, MongoDB, CouchDB, Neo4j, FlockDB dll

Perbedaan NoSQL dan SQL

Penggunaan NoSQL saat ini tidak ditujukan untuk menjadi pengganti dari Basis data Relational atau lebih dikenal dengan SQL (Structured Query Languange). Karena NoSQL dikembangkan untuk memecahkan masalah – masalah yang dihadapi oleh database dengan skema relasional.

Perbedaan utama yang terlihat antara SQL dan NoSQL ada di dalam cara penulisan database mereka. Jika SQL menggunakan relasional sebagai penyambung antara data – data dalam tabel database mereka. Dan NoSQL tidak menggunakan Relasional sebagai cara mereka untuk menyambungkan antar data mereka. NoSQL menggunakan 4 metode dalam cara mereka untuk menstored data, yaitu :

1.    Key Values stores,

2.    Document oriented,

3.    Table Oriented,

4.    Graph Oriented

Perbedaan yang kedua NoSQL tidak menggunakan Schema relational, jika di dalam SQL kita harus mendefinisikan table yang akan digunakan. Sementara pada NoSQL tidak perlu untuk mendefinisikan terlebih dahulu Table yang akan digunakan.

Perbedaan yang Ketiga NoSQL memiliki kemampuan Elastis yang lebih baik dibandingkan SQL. Untuk menambah jumlah server basis data di dalam NoSQL, lebih mudah karena kita tidak perlu mendapatkan downtime yang terjadi.

Perbedan yang keempat ialah Integrated Caching, NoSQL memiliki kemampuan untuk mentransformasikan data dengan lebih cepat hal ini dikarenakan NoSQL menggunakan cache-nya di dalam sistem memori.

Dan perbedaan terakhir pada Database SQL lebih ditekankan pada sifat Atomicity, Consistency, Isolation and Durability (ACID) sifat. Sedangkan pad NoSQL mengikuti teorema Consistency, Availability and Partition (CAP) Brewers.

Aplikasi yg menggunakan NoSQL

·         Facebook menggunakan Cassandra

·         Twitter menggunakan FlockDb

·         Linkedin menggunakan Voldemort

·         Google menggunakan Bigtable

·         Amazon menggunakan SimpleDB Dll

Sampai saat ini tercatat ada 150 Database yang menggunakan konsep NoSQL. Dengan begini sudah mulai banyak varian – varian dari aplikasi database yang menggunakan konsep NoSQL. Tetapi hal ini tidak menandakan bahwa penggunaan SQL akan digantikan oleh NoSQL, karena dalam hal ini harus mempertimbangkan kebutuhan mana yang harus digunakan, baik database yang menggunakan relational ataupun non-relational (NoSQL) memiliki kelebihan masing – masing.

Sumber:

http://www.cloudindonesia.or.id/pengantar-cloud-computing.html 

https://robicomp.com/manfaat-cloud-dalam-kehidupan-sehari-hari.html

http://dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Sister10_-_Clustering_Grid_Computing.pdf

http://ropiudin95.blogspot.co.id/2017/04/pengantar-komputasi-cloud.html?

http://andikarag.blogspot.co.id/2016/03/distribusi-komputasi-dalam-cloud.html

https://developerzen.com/introduction-to-mapreduce-for-net-developers-1030e070698a

https://www.riobermano.com/pengertian-sql-nosql-database/

http://developer.erabelajar.com/perbedaan-mysql-dan-nosql/