Perbandingan Perangkat Lunak Aplikasi Virtualisasi Berbasis Open Source Antara Qemu, Kvm, Dan Xen

Transkripsi

1 Perbandingan Perangkat Lunak Aplikasi Virtualisasi Berbasis Open Source Antara Qemu, Kvm, Dan Xen 1 Murtiwiyati, 2 Eva Aranita Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Gunaarma Jl. Margonda Raya 100 Depok Murtiwiyati@staff.gunadarma.ac.id 2 Eva Aranita@student.gunadarma.ac.id Abstraksi Pengguna perangkat lunak sering mengalami kesulitan ketika harus memilih perangkat lunak apa yang tepat dan sesuai dengan kebutuhan mereka. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan perangkat lunak virtualisasi yang berbasis open source, sehingga diharapkan dapat memberikan informasi kepada para pengguna perangkat lunak virtualisasi untuk dapat memilih dengan tepat perangkat lunak virtualisasi open source mana yang sesuai untuk digunakan. Pada penelitian ini penulis membandingkan perangkat lunak virtualisasi antara kvm, qemu dan xen dilihat dari segi installasi dan performa. Dalam penelitian ini penulis menggunakan uji coba (eksperimen) dimana uji coba dilakukan pada intel dual core i3 380um, RAM 4 GB, Hardisk 4 GB pada masing-masing perangkat lunak virtualisasi qemu, kvm dan xen. Dari hasil percobaan yang dilakukan XEN relatif lebih unggul dibandingkan dengan perangkat lunak virtualisasi open source lainnya, tetapi XEN memiliki kelemahan pada penggunaan RAM yang cukup besar. Kata Kunci : Perbandingan, Virtualisasi, Qemu, KVM, Xen Pendahuluan Sistem operasi merupakan jenis yang paling penting dari perangkat lunak sistem dalam sistem komputer. Tanpa sistem operasi, pengguna tidak dapat menjalankan program aplikasi pada komputer mereka, kecuali program aplikasi booting. sistem operasi bertindak sebagai perantara antara program aplikasi dan perangkat keras komputer. Untuk Memenuhi kebutuhan sistem operasi yang berbeda-beda, user dapat menempuh dua hal, Pertama, menggunakan lebih dari satu komputer dengan sistem operasi yang berbeda, dan yang kedua meng-install dua sistem operasi dalam satu komputer. Virtualisasi, dalam dunia teknologi informasi bisa berarti banyak hal. Secara umum virtualisasi adalah teknik untuk menyembunyikan karakter fisik suatu sumber daya komputer dari cara yang digunakan oleh sistem lain, aplikasi atau pengguna untuk berinteraksi dengan sumber daya tersebut [1]. Menurut Ramanathan &

2 2 Bruening, platform virtuali-zation can be defined as the creation of a logically partitioned computing system that runs on top of an actual platform [2]. Virtualisasi memungkinkan beberapa sistem operasi untuk berjalan secara bersamaan di dalam beberapa komputer atau mesin virtual pada satu komputer fisik [1], sehingga pada akhirnya dapat mengoptimalkan penggunaan sumber daya komputer yang umumnya hanya terpakai antara 10-15% [3][4]. Pada saat ini, komputasi mulai bergeser ke era virtual, dimana setiap komputer dapat digunakan oleh beberapa software virtual yang dapat dijalankan secara bersamaan dan memiliki kemampuan yang hampir sama dengan software biasa. Meski telah banyak software-software virtualisasi yang bersifat open source, tetapi masih banyak perusahaan dan lembaga-lembaga yang belum menggunakan software virtualisasi yang bersifat open source. Berdasarkan dari permasalahan yang ada, penulis mencoba membuat sebuah analisa perbandingan software virtualisasi berbasis open source antara xen, qemu dan kvm. Dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan solusi kepada para pengguna software virtualisasi agar mengetahui keunggulan dan kelemahan dari masing-masing software tersebut. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan tahapan-tahapan seperti: 1. Melakukan studi pustaka dengan mencari dan memahami literatur mengenai virtualisasi. 2. Mengidentifikasi lingkungan pengujian, mencari informasi terkait hal-hal yang digunakan dalam pengujian pada penelitian ini. Ini meliputi perangkat keras, perangkat lunak, dan tools khusus lainnya. Uji coba yang dilakukan pada intel dual core i3 380um, RAM 4 GB, Hardisk 4 GB pada masing-masing software virtualisasi qemu, kvm dan xen. 3. Membuat perencanaan dan perancangan pengujian. Membuat rencana dan rancangan dari skenario pengujian. Ini juga meliputi data yang digunakan untuk pengujian. 4. Melakukan konfigurasi lingkungan pengujian. Menyiapkan lingkungan yang digunakan untuk pengujian. Beberapa diantaranya adalah topologi jaringan, konfigurasi sistem operasi, dan konfigurasi tools untuk pengujian. 5. Melakukan pengujian pada penelitian. Tahapan ini berisi aktivitas yang dilakukan pada pengujian. 6. Melakukan analisis, laporan, dan uji ulang. Mengumpulkan data-data hasil pengujian dan melakukan analisis. Uji ulang dilakukan jika ada hasil yang dirasa kurang sesuai dengan yang diharapkan. 7. Menarik kesimpulan dari penelitian. Menarik kesimpulan dari hasil analisis yang dilakukan pada tahap sebelumnya.

3 3 Analisa dan Pembahasan Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing software virtualisasi QEMU, KVM dan XEN dari segi pemrosesannya, penulis melakukan percobaan pada beberapa kategori yaitu installasi ( waktu installasi, ukuran file installasi ), performa ( penggunaan CPU, pengunaan RAM, penggunaan hardisk, kecepatan ) Installasi Langkah pertama dalam menggunakan suatu software adalah installasi. Installasi pada software virtualisasi hampir sama dengan menginstall software aplikasi lain. Di linux pada debian menggunakan perintah apt-get install, pada CenTos menggunakan perintah yum install dan pada percobaan ini menggunakan sistem yang berbasis opensuse 11.4 yaitu menggunakan perintah zypper install. Pada QEMU menggunakan perintah zypper install kvm, XEN zypper install xen* dan pada KVM menggunakan zypper install qemu-kvm. Cara installasi menggunakan zypper harus menggunakan koneksi internet, tanpa koneksi internet perintah ini tidak akan berjalan. (a) Qemu

4 4 (b) KVM (c) XEN Gambar 1: Installasi Qemu, XEN dan KVM

5 5 Waktu Installasi Waktu yang dibutuhkan untuk installasi dengan menggunakan perintah zypper sangat tergantung pada kecepatan koneksi internet. Setelah melakukan percobaan menggunakan perintah zypper didapatkan hasil seperti pada tabel 1. Di bawah ini. Tabel 1: Waktu installasi Waktu installasi yang baik ditunjukkan dengan nilai angka yang terkecil, dimana dari tabel di atas Xen memiliki nilai yang terkecil. Ukuran File Installasi Ukuran file sangat beragam tergantung dari masing-masing software yang akan diuji, beberapa software memaketkannya dalam satu paket besar hampir 100MB seperti QEMU dan KVM. Sedangkan XEN modelnya menggunakan paket-paket terpisah sehingga terlihat sedikit lebih kecil namun memiliki banyak paket yang harus di install satu per satu dan saling terkait satu sama lainnya. (a) QEMU

6 6 (b) KVM (c) XEN Gambar 2: Ukuran File Installasi pada QEMU, KVM, XEN

7 7 Tabel 2: Ukuran File installasi(paket) Dari Tabel 2 terlihat bahwa KVM memiliki file installasi kb, namun setelah dicoba untuk diinstall KVM membutuhkan hardware dari QEMU untuk melakukan virtualisasi pada saat melakukan proses installasi, jadi ukuran file yang ada pada KVM setelah diinstal sebesar Sehingga dengan kata lain KVM memiliki ukuran file yang lebih besar dari QEMU dan ukuran file installasi paling sedikit adalah XEN yang hanya membutuhkan 70-an MB ruang hardisk. Penggunaan CPU Pemrosesan virtualisasi selalu menggunakan prosesor utama sehingga dipilih jenis prosesor yang secepat mungkin. Semakin banyak prosesor, maka dapat semakin banyak dibuat server virtual. Pada percobaan yang dilakukan menggunakan software top, prosesor yang digunakan adalah intel core i3 (@1,66 GHz), dengan penggunaan virtual prosesor sebanyak dual core pada masing-masing software yang diuji. (a) QEMU

8 8 (b) KVM (c) XEN Gambar 3: Penggunaan CPU pada QEMU, KVM, XEN Dari Gambar 3 yang diberikan tanda berupa lingkaran merupakan hasil yang diperoleh untuk penggunaan CPU seperti yang tertera pada Tabel 3. Tabel 3: Penggunaan CPU pada QEMU, KVM, XEN

9 9 Dari Tabel 3 didapatkan hasil bahwa untuk CPU pada intel dual core i3 (@1,66 GHz) yang diuji pada masing-masing software, untuk QEMU membutuhkan 5 % dari 3,32 (1,66 x 2) karena menggunakan dual core sehingga penggunaan CPU pada QEMU menghabiskan 0,010 GHz, untuk KVM membutuhkan 2 % dari 3,32 sehingga penggunaan CPU pada KVM menghabiskan 0,07 GHz, sedangkan XEN hanya membutuhkan 0,8 % dari 3,32 sehingga penggunaan CPU pada XEN hanya menghabiskan 0,03 GHz dan yang paling sedikit dalam penggunaan CPU dibandingkan dengan QEMU dan KVM. Penggunaan RAM Pada percobaan yang dilakukan menggunakan software top, kapasitas RAM yang digunakan adalah 4 GB untuk masing-masing software, pada QEMU, KVM dan XEN didapatkan hasil seperti Gambar 4 di bawah ini: (a) Qemu (b) KVM

10 10 (c) XEN Gambar 4: Penggunaan RAM pada QEMU, KVM, XEN Dari Gambar 4 yang diberikan tanda yang berupa lingkaran merupakan hasil yang diperoleh untuk penggunaan RAM seperti yang tertera dalam Tabel 4 Tabel 4: Penggunaan RAM Dari Tabel 4 didapatkan hasil bahwa untuk RAM 4 GB yang diuji pada masingmasing software, untuk QEMU membutuhkan 50,8%dari 4 GB RAM yang telah disediakan oleh hostnya, sehingga pada QEMU RAM yang digunakan sebesar 2,032 GB, KVM membutuhkan 50,7 % dari 4 GB RAM yang telah disediakan oleh hostnya, sehingga pada KVM RAM yang digunakan sebesar 2,03 GB, sedangkan XEN membutuhkan 86 % dari 4 GB RAM yang telah disediakan oleh hostnya, sehingga pada XEN RAM yang digunakan sebesar 3,44 dan yang paling besar dalam penggunaan RAM dibandingkan dengan QEMU dan KVM. Penggunaan Hardisk Penggunaan hardisk sangat beragam sesuai dengan kebutuhan, ketiga software ini yaitu QEMU, KVM dan XEN memiliki cara yang umum dalam menggunakan virtual hardisk, yaitu menggunakan image file yang sama. Hanya pada XEN dan KVM dapat menggunakan LVM sebagai hardisk virtual.

11 11 Dipercobaan ini didapatkan beberapa cara dalam menggunakan hardisk virtual pada masing-masing software virtualisasi dengan kapasitas hardisk 4 GB, untuk qemu 10 GB HD dan kvm 10 GB HD dapat menggunakan software bawaan dari paket installasi qemu yaitu qemu-img, dengan bentuk umum qemu-img create <namafile.img> <ukuran> m g. Untuk XEN 10 GB HD dapat menggunakan tools dd dengan bentuk umum dd if=/dev/zero of=<namafile.img> oflag=direct bs=1m count=<ukuran dalam kb>. Pada prakteknya semua cara dapat digunakan untuk ketiga software virtualisasi yang dicoba, namun penggunaan dd lebih memiliki kecepatan akses file yang tinggi dibandingkan menggunakan image dari qemu yang berbasiskan qcow. Tabel 5: Penggunaan Hardisk pada QEMU, KVM, XEN Pada Tabel 5 pada penggunaan hardisk diperoleh hasil untuk masing-masing software baik QEMU, KVM dan XEN memiliki kapasitas minimal 4 GB, hasil ini diperoleh karena kapasitas hardisk yang mensupport untuk virtualisasi adalah 4 GB, dibawah dari 4 GB hardisk tidak dapat mensupport untuk menjalankan virtualisasi. Sehingga kapasitas hardisk dari host yang diberikan untuk masing-masing software adalah sebanyak 4 GB. Kecepatan Kecepatan sangat diperhatikan dalam membangun suatu virtualisasi, kecepatan sangat berpengaruh dalam menyelesaikan masalah yang ada sehingga dapat mempercepat kinerja dari sistem, dan data pun akan cepat terakses. Percobaan yang dilakukan menggunakan cara sederhana yaitu menggunakan software wget dan menggunakan sebuah file sebesar 4GB, dengan OS dan apache web server yang sama sehingga didapatkan kecepatan akses file dari suatu software virtualisasi. Aplikasi mendownloadnya mengunnakan aplikasi download standart di GNU/Linux yaitu wget, dengan perintah wget c, dengan perintah wget -c

12 12 Tabel 6: Kecepatan Download pada QEMU, KVM, XEN Dari Tabel 6 untuk kecepatan download dengan menggunakan OS dan apache yang sama dan menggunakan file sebesar 4 GB pada masing-masing software, diperoleh hasil bahwa untuk qemu hanya memiliki kecepatan sebesar 4 MB/s, untuk KVM memiliki kecepatan 4,5 MB/s dan untuk xen memiliki kecepatan yang paling tinggi dan lebih cepat dibandingkan dengan QEMU dan KVM yaitu sebesar 5,5 MB/s. Kesimpulan Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa XEN memiliki waktu installasi yang paling kecil dibandingkan dengan QEMU dan KVM, dimana semakin kecil waktu instalasi maka akan semakin baik untuk digunakan. Dari segi performa XEN juga memiliki kelebihan dalam hal penggunaan CPU dan kecepatan. Namun XEN memiliki kelemahan pada penggunaan RAM yang sangat besar dibandingkan dengan QEMU dan KVM. Daftar Pustaka [1]VMware, Understanding Full Virtualization, Paravirtualization, and Hardware Assist, , retrieved October 3, [2]R.M. Ramanathan &F. Bruening, Virtualization Bringing Flexibility and New Capabilities to Computing Platforms,Research & Development at Intel Corporation, ization_0604.pdf, 2004, retrieved September 3, [3] Sun Microsystem, Sun xvm VirtualizationPortfolio: Virtualizingthe Dynamic Datacenter, February 16, [4]VMware, Virtualization The Most Impactful Solution to the Data Center Power Crisis, , retrieved January 13, [5] Rio Rasian dan Petrus Mursanto, 2009, Perbandingan Kinerja Pendekatan Virtualisasi, Journal of Information Systems, Volume 5, Issues 2. [6] di akses 15 Maret 2013