PROSIDING. Rancang Bangun Penjadwalan Pekerjaan Pada Grid Computing. Ardi Pujiyanta 1, Selo 2

Transkripsi

1 PROSIDING Smnar Nasonal MIPA 2016 Naskah dsmnarkan pada 5 Novmbr 2016 dan dpublkaskan pada hp://conf.unns.ac.d/ndx.php/mpa/mpa2016/schdconf/prsnaons Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung Ard Pujyana 1, Slo 2 Unvrsas Ahmad Dahlan 1, Unvrsas Gadjah Mada 2 Insus Tmpa Bkrja mal: ard_n@yahoo.com 1 Absrak Mnmukan modl pnjadwalan yang bak unuk pross pngajuan krja, Jamnan pkrjaan dkrjakan, dan karakrsk pkrjaan mmbr wawasan pnng k dalam pngoprasan ssm Grd yang dapa dgunakan olh para pngmbang dan komunas rs. Dngan mngama prlaku ssm dngan nla yang brbda dar paramr yang rlba, pngmbang dapa mngvaluas knrja, yang rganung pada plhan paramr brbda, dan mungkn mngdnfkas masalah dngan mngusulkan rancangan sra mod baru Grd Compung unuk mnngkakan dan mngopmalkan mddlwar yang dgunakan ssua kbuuhannya. Kka Pnjadwal mnrma prmnaan pkrjaan, Pnjadwal mncoba unuk mngalokaskan slo-waku bbas, yang dapa mmnuh kbuuhan prmnaan, dar slo-waku yang rsda, Pnjadwal akan mrspon prmnaan, kmudan konrak pkrjaan dkaakan lah brhasl dsuju anara prmnaan dan Pnjadwal. Jka dak, dkaakan bahwa prmnaan pkrjaan dolak. Jka Pnjadwal dak mmbua sumbr daya dakss unuk prmnaan pkrjaan d waku mula, aau gagal unuk mnjaga sumbr daya dakss slama duras pkrjaan, dkaakan prmnaan pkrjaan dolak. karna dak adanya slo waku kosong. Kaa Kunc: Rancang bangun, Pnjadwalan pkrjaan, Grd compung PENDAHULUAN Komponn uama dar nfrasrukur jarngan adalah kamanan, manajmn sumbr daya, layanan nformas, dan manajmn daa (Jacob,2003). Islah Manajmn sumbr daya dalam kompuas grd dapa ddfnskan sbaga opras yang mngonrol cara aau kmampuan grd yang dbua agar rsda unuk nas lan spr pngguna, aplkas, dan layanan (Fosr dan Ksslman,2004). Tujuan dar manajmn sumbr daya adalah unuk mmaskan pnggunaan yang fsn dar sumbr daya kompur dan knrja opmalsas ugas-ugas rnu (Isah dan Safwana,2012). Saa n masalah lmah sanga komplks shngga unuk mngaasnya ka prlu daya kompuas bsar. Grd dcpakan pada prngahan 90-an d duna akadms, awalnya dusulkan unuk mnunjukkan kompuas ssm rdsrbus yang akan mmbrkan layanan kompuas on dmand, spr lsrk dan ar (Lus Frrra d l., 2005). Dalam lngkungan jarngan global, pngguna brnraks dngan brokr sumbr daya jarngan yang mnymbunykan komplksas pnglolaan sumbr daya dan pnjadwalan. Pada pngoprasan kompuas grd, brokr sumbr daya jarngan mnmukan sfa sumbr daya, dmana pngguna dapa mngakss dngan mnggunakan Layanan Informas Grd, ngosas dngan(grd dakfkan) sumbr daya aau agn mrka yang mnggunakan layanan mddlwar, pnjadwalan ugas k sumbr daya, ahap aplkas dan daa unuk dpross (pnybaran) dan akhrnya mngumpulkan haslnya (Buyya, dkk, 2000). Grd mmprknalkan cara baru unuk brbag sumbr daya kompuas dan pnympanan dngan arskur yang rpsah scara gografs dngan mmbnuk s 134

2 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr manajmn sumbr daya global (L. Frrra a l, 2005). Pnglolaan sumbr daya slah dalam kompuas grd dapa ddfnskan sbaga opras yang mngonrol sumbr daya jarngan dan layanan yang dbua agar rsda unuk dgunakan olh nas spr pngguna, aplkas dan layanan (Khanl, & Analou, 2008) unuk mmaskan pmanfaaan sumbr daya kompur yang fsn dan unuk knrja opmalsas ugas-ugas rnu. D grd, ka prlu mmprmbangkan saus konds jarngan dan saus sumbr daya. Jka jarngan aau sumbr daya dak sabl, pkrjaan akan gagal aau oal waku kompuas akan sanga bsar (Chang,Chang & Ln,2009). Grds brbass jns sumbr daya yang rbag dalam ga jns: 1. kompuas grd, kompuas grd adalah grd yang mmlk kkuaan pngolahan sbaga sumbr daya kompuas yang uama, yang dbag d anara nod. In adalah jns yang palng umum dar grd dan lah dgunakan unuk mlakukan kompuas knrja ngg unuk mngaas pngolahan ugas (Lus Frrra d l., 2005), 2. Daa grd 3. Jarngan grd. Waku anar kdaangan pkrjaan, waku kskus pkrjaan, waku pkrjaan dhabskan d brbaga fas pngolahan d Grds yang dak dkahu, scara modl probablsk. Mnmukan modl probablsk yang bak unuk pross pngajuan krja, dlay komponn Pkrjaan, dan karakrsk pkrjaan mmbr ka wawasan pnng k dalam pngoprasan ssm Grd dan dapa dgunakan olh para pngmbang dan komunas rs. Dngan mngama prlaku ssm dngan nla yang brbda dar paramr yang rlba, pngmbang dapa mngvaluas knrja, yang rganung pada plhan paramr yang brbda, dan mungkn mngdnfkas masalah dan mngusulkan mod baru unuk mnngkakan dan mngopmalkan mddlwar yang dgunakan. Mngnga bsarnya baya yang rlba dalam mndrkan/mplmnas hardwar yang sbnarnya, smulas adalah alrnaf yang dapa dgunakan. Sbuah prasyara yang dprlukan unuk mmprolh hasl yang brmanfaa adalah modl yang mmada dar lalu lnas (yau pross kdaangan job) dan waku pkrjaan dngan kadaan yang brbda. Modl probablsk dapa dgunakan unuk mmfaslas dmns ssm Grd dan prdks knrja grds, dngan sknaro yang brbda. Slan u, smulas dapa dgunakan unuk mngvaluas kualas layanan baru dan kbjakan algorma pnjadwalan yang bak d Grd (ma-schdulng) dan d ngka s (macompung). Ada ga jns pndkaan arskur manajmn sumbr daya yau rpusa, dsnralsas, dan hrarks. Modl pnjadwalan rpusa: dgunakan unuk mnglola sumbr daya unggal aau ganda yang rlak bak dalam sau aau bbrapa doman, modl n hanya dapa mndukung kbjakan sragam dan unuk manajmn clusr (anran bach). Pndkaan dsnralsas, dalam modl n anar pnjadwal salng brnraks unuk mnnukan sumbr daya yang akan mngkskus pkrjaan. Modl pnjadwalan hrarks: Modl n cocok unuk ssm jarngan karna mmungknkan pmlk sumbr daya mnnukan kbjakan mrka sndr pada pngguna ksrnal(fosr, A. Roy & V. Sandr, 2000). Unuk mnangan luasnya varas dalam aplkas prangka lunak dan prangka kras yang dgunakan dalam lngkungan jarngan, dngan brbaga macam bnuk jarngan grd, prangka lunak yang dknal sbaga mddlwar dgunakan. Salah sau komponn yang palng pnng dar mddlwar adalah manajr sumbr daya yang mnangan slks sumbr daya dan pnjadwalan pkrjaan(fosr, A. Roy & V. Sandr, 2000) (Y. Juan, B. Yun & Q. Yuhu, 2007). Sumbr daya kompur pada grds dklola olh Rsrvaon Managr (RM), yang mlakukan konrol masukan dan mlacak pmsanan pada smua sumbr daya yang d bawah kndalnya. Kka Rsrvaon Managr mnrma prmnaan pmsanan, Rsrvaon Managr mncoba unuk mngalokaskan slo-waku bbas, yang dapa 135

3 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr Gambar 1. modl sumbr daya ksluruhan yang mndukung Modl rsrvas flksbl. mmnuh kbuuhan prmnaan u. Dar slo-waku yang rsda, RM akan mrspon prmnaan dngan rspon konfrmas. Kmudan, dkaakan bahwa konrak pmsanan lah brhasl dsuju anara prmnaan dan Rsrvaon Managr. Jka dak, dkaakan bahwa prmnaan psanan dolak. Mngnga konrak psanan, jka Rsrvaon Managr dak mmbua sumbr daya dakss unuk prmnaan psanan d waku mula, aau gagal unuk mnjaga sumbr daya dakss slama duras psanan, n dkaakan bahwa planggaran psanan rjad. METODE 1. Prncanaan dan pmsanan Prncanaan dan rsrvas mrupakan ugas pnng yang harus dlakukan olh Grd Sumbr daya Manajmn Ssm. Prncanaan dan pmsanan adalah pross mnganalss pkrjaan dan mnnukan sumbr daya yang dprlukan unuk sukssnya plaksanaan pkrjaan. Brdasarkan adanya sumbr daya yang dcadangkan kpada pngguna. 2 Modl pmsanan dawal Gambar 1 mnunjukkan modl jarngan anran rbuka dar sumbr daya yang drapkan unuk pkrjaan flksbl. Dalam modl n, ada dua anran: sau dcadangkan unuk pkrjaan advanc rsrvaon, smnara yang lan adalah unuk pkrjaan parall dan ndpndn. Sap anran pkrjaan ndpndn mnunggu unuk dkskus olh salah sau compu nods. Smua compu nods rhubung dngan jarngan brkcpaan ngg. compu nods d sumbr daya dapa homogn aau hrogn. D dalam modl arskur pnjadwalan n, dasumskan bahwa sumbr daya mmlk compu nods homogn, masng-masng mmlk kkuaan pmrossan yang sama, mmor dan hard dsk (Sulso, dkk,2007). Dalam modl n, sap sumbr daya mmlk Ssm Rsrvas(RS), yang branggung jawab unuk mnangan prmnaan pmsanan onln dan prmnaan psanan yang akan daang. Kka Rsrvaon Managr mnrma prmnaan pmsanan onln aau prmnaan psanan yang akan daang, Ssm Rsrvas akan mncar krsdaan sumbr daya. Lbh khusus lag, Ssm Rsrvas mmrksa srukur daa unuk prmnaan n. Olh karna u, Pran uama dar srukur daa unuk mnympan dan mmprbaru nformas nang krsdaan compu nods sbaga waku brjalan. Kmudan, schdulr sumbr daya branggung jawab unuk mnglola pkrjaan yang masuk dan mnugaskan mrka unuk compu nods yang rsda. 136

4 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr Gambar 2. Conoh Dagram m slo dngan 4 compu nod, dmana 6 usr lah dmpakan pada masng-masng nod m slo. Gambar 3. Conoh Advanc Rsrvaon flksbl. Sbuah koak puus-puus mnunjukkan prmnaan baru. 3. Tm slo Tmslo dapa dgunakan unuk mlacak alokas psanan saa n dan psanan yang akan daang dar kapasas yang rsda dar sumbr. Id dasar dar Tmslo adalah mnggunakan krangka acuan sumbu x dan sumbu y(x>=0, y>=0) unuk mnyajkan jumlah sluruh kapasas sumbr daya yang rsda, d mana sumbu x mrupakan sumbu waku, dan sumbu y mnunjukkan kapasas nod yang rsda pada sap k waku(h. Chunmng, H. Jnpng&W. Tanyu, 2006). Fungs Kapasas () adalah kapasas sumbr daya maksmum yang rsda pada Tmslo dapa dwakl olh srukur daa. Gambar 2 mnunjukkan conoh dagram m slo dngan 4 compu nod, dmana 6 usr lah dmpakan pada masng-masng nod m slo. Cara yang sdrhana adalah unuk mnympan smua prmnaan psanan yang drma k dalam sbuah array. Kka prmnaan baru drma, rkord baru bsa dambahkan k array. Dngan cara u, sap kal psanan masuk, ka harus mncar k smua anggoa array apakah ada Tmslo kosong aau dak dngan mlakukan prbandngan, n dak fsn. Dalam rangka mnngkakan fsns, dprlukannya srukur daa lan yang dapa mndukung modl Tmslo yang ssua modl arskur yang kam usulkan, Gambar 3 conoh dar modl Advanc Rsrvaon yang flksbl. Sbuah koak puus-puus mnunjukkan prmnaan baru yang daang(usr7), yang mmbuuhkan panjang 2 slo waku, dmula dar slo 11 sampa slo 13. Kunungan uama dar suau srukur daa adalah bahwa smua mslo dapa durukan brdasarkan krangka waku yang dwakl olh rcord daa dan mnunjukkan jumlah yang rsda dar kapasas. Kka prmnaan baru ba, kam dapa dngan cpa mnmukan smua mslo yang rka dan mmrksa kapasas yang rsda 137

5 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr Gambar 4. Modl sumbr daya ksluruhan yang mndukung modl pmsanan flksbl. Gambar 5. Modl usulan pmsanan akan daang yang Flksbl Gambar 4. mnunjukkan usr yang mlakukan subm job pada anran pkrjaan, schdulr akan mmuuskan apakah subm job rsbu dlayan aau dak brdasarkan krsdaan slo pada sumbr daya. Jka rnyaa pada sumbr daya ada ruang kosong maka usr akan dbrau bahwa jobnya sukss dan jka dak ada ruang kosong maka jobnya gagal. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 5. mnunjukkan modl pnjadwalan pada slo waku pmsanan akan daang yang flksbl. Jka usr1 mlakukan prmnaan psanan yang mmrlukan slo waku rnu dan rnyaa ada ruang ssua yang dbuuhkan usr, maka schdulr akan mnmpakan slo ssua psanan, kmudan jka usr2 mlakukan prmnaan psanan pada ruang yang mash rssa dan brrsan dngan slo usr1, maka slo psanan usr1 akan dgsr shngga usr2 dapa mnmpanya (Rusyd, dkk,2012). Prgsran slo bsa kkr dan kkanan, shngga jka slo psanan awal sudah rlanjur dgsr kkanan, dan slo waku psanan sblah kr mmbaalkan psanannya, kmudan ada slo psanan baru masuk yang akan mnmpa sblah kanan, maka slo psanan yang ada dsblah kanan yang sudah 138

6 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr rlanjur dgsr, dapa dgsr kkr kmbal, unuk mmbua ruang agar slo psanan baru dapa mnmpanya. 0 : Waku skarang sr : baas bawah unuk waku mula dar pkrjaan (waku mula palng awal) sr : Baas aas unuk mngakhr waku unuk mnjalankan pkrjaan : Waku kskus/duras pkrjaan r1, r2 : r1 (lf hol), r1 (rgh hol), r (waku Rlax), ddfskan olh r = r1 + r2 = d s lsr : Baas aas unuk mmula plaksanaan pkrjaan (waku mula rakhr), ddfnskan sbaga lsr = sl = sr + r dl : baas bawah sampa waku unuk mngakhr plaksanaan pkrjaan, ddfnskan sbaga dl = sr + sr : Waku mula unuk mnjalankan pkrjaan ( sr sr lsr ) cl : Waku pnylsaan unuk mnjalankan pkrjaan ( dl cl sl ) f : Waku flksblas, ddfnskan sbaga f = sl sr f : Tngka flksblas, ddfnskan sbaga f f, d sn f 1, (jka f=, pkrjaan danggap sbaga mod non job rsrvas Jka s = 0 dan f = 1 pkrjaan unuk rsrvas dprmbangkan dngan proras palng aas mngarah k modus pmsanan langsung yau, modus pnjadwalan.) usrd : Idnfkas pngguna jobd : Idnfkas pkrjaan numj : Jumlah pkrjaan numcn: Jumlah nod kompuas yang dbuuhkan maxcn: Jumlah oal nod pnghung Jka dasumskan bahwa: 1. Pada waku usr mlakukan subm maka sr sr dan nla 2. Pada waku pnjadwalan bsa saja rjad sr sr lsr 3. Jka dnukan nla hol/lubang( r )= f - = r1 + r2, agar slo dapa dgsr kkr. Dfns 1. prmnaan pmsanan dapa danda sbaga 4-upl, d mana sr adalah baas bawah unuk waku mula dar pkrjaan (waku mula palng awal), sr adalah Baas aas unuk mngakhr waku unuk mnjalankan pkrjaan, lsr adalah Baas aas unuk mmula plaksanaan pkrjaan (waku mula rakhr), ddfnskan sbaga lsr = sl = sr + r, adalah Waku kskus/duras pkrjaan. Dfns 2. Jka dbrkan m-slo Slo k dan prmnaan psanan, dapa mmnuh prsyaraan jka sr sr sl sl Dfns 3. Dbrkan m-slo slo k dan prmnaan psanan, dnukan kjadan random E, mnyaakan bahwa dak ada planggaran psanan yang rjad pada. Maka slo k dapa mmnuh prsyaraan flksbl Pr dngan probablas E sbaga brku Pr Pr E sr sr sl Prmbangkan prmnaan psanan sl yang dnoaskan sbaga sr sr sr lsr,,, sr sr lsr,,, lsr yang daang pada RM(Rsrvaon Managr), Unuk mmnuh prsyaraan Rsrvaon f Managr harus mnmukan slo bbas/kosong yang mmnuh, yang brada dalam 139

7 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr f prod sr, sl, d mana adalah jumlah kapasas bbas. Jka dak ada m-slo yang dapa mmnuh prsyaraan, harus ada sau aau lbh pmsanan yang dgsr dngan yang ada pada waku pmsanan. Spr yang dunjukkan pada Gambar 5 daas. dasumskan bahwa smua prmnaan pmsanan adalah ndpndn, shngga probablas E dapa dnyaakan sbaga: s Pr E Pr E Pr E Unuk pkrjaan dngan prmnaan m pmsanan, probablas sukss rsrvas unuk pkrjaan n dapa dnyaakan sbaga: Pr m s E Pr E Pr E 1 d mana E adalah varan acak yang mwakl kbjakan rsrvas flksbl yang dak mngakbakan planggaran rsrvas. SIMPULAN Advanc Rsrvaon(AR) dalam kompuas Grd adalah pnng pada ara pnlan karna mmungknkan pngguna unuk mndapakan akss brsama k sumbr daya dngan mmungknkannya aplkas dapa dkskus scara parall. In juga mmbrkan jamnan pada krsdaan sumbr daya pada waku yang dnukan d masa yang akan daang. Kam mmprknalkan modl flksbl, dngan mmprmbangkan pmanfaaan sumbr daya saa mmpross prmnaan rsrvas. Dngan modl n, pngguna dapa mlakukan qury nang krsdaan sumbr daya pada nrval waku rnu. Pndkaan n mmungknkan ngka flksblas kpada pngguna unuk mmlh plhan rbak dalam pmsanan pkrjaan yang akan daang mrka, ssua paramr Qualy of Srvc (QoS). DAFTAR PUSTAKA Jacob(2003), Enablng Applcaons for Grd Compung wh Globus, USA: IBM Corporaon. Fosr dan Ksslman(2004), Th Grd 2: Bluprn for a Nw Compung Infrasrucur, Los Alos, Calforna: Morgan Kaufmann. Isah dan Safwana(2012), "Rsourc Managmn n Grd Compung: A Rvw," Grnr Journal of Scnc Engnrng and Tchnologcal Rsarch, vol. 2, no. 1. Buyya, dkk,(2000), "An Economy Drvn Rsourc Managmn Archcur for Global Compuaonal Powr Grds," n Th 2000 Inrnaonal Confrnc on Paralll and Dsrbud Procssng Tchnqus and Applcaons (PDPTA 2000), CSREA Prss, Las Vgas, USA. L. Frrra a l.(2005). Grd Compung n Rsarch and Educaon. Inrnaonal Tchncal Suppor Organzaon. Khanl, K.L, and Analou, M.,(2008). An approach o grd rsourc slcon and faul managmn basd on ECA ruls. Fuur Gnraon Compur Sysms,24(4), I. Fosr, A. Roy and V. Sandr,(2000), "A qualy of srvc archcur ha combns rsourc rsrvaon and applcaon adapaon," n 8h Inrnaonal Workshop on Qualy of Srvc (IWQOS 2000), IEEE Prss, Psburgh. Y. Juan, B. Yun and Q. Yuhu, 2007, "A dcnralzd rsourc allocaon polcy n mngrd," Fuur Gnraon Compur Sysms, vol. 23, no. 3. Chang, R., Sh. Chang, J., and Sh. Ln, P.,(2009). An an algorhm for balancd job schdulng n grds. Fuur Gnraon Compur Sysms, 25,

8 A. Pujyana, Slo. Rancang Bangun Pnjadwalan Pkrjaan Pada Grd Compung. Dprsnaskan pada SNMIPA 2016, 5 Novmbr Sulso, dkk,(2007), "On Incorporang an On-ln Srp Packng Algorhm no Elasc Grd Rsrvaon-basd Sysms," n 13h Inrnaonal Confrnc on Paralll and Dsrbud Sysms (ICPADS 07), IEEE Prss, Hsnchu. H. Chunmng, H. Jnpng and W. Tanyu, 2006, "Flxbl Rsourc Rsrvaon Usng Slack Tm for Srvc Grd," n 12h Inrnaonal Confrnc on Paralll and Dsrbud Sysms, IEEE Prss, Washngon. Rusyd, dkk,(2012), "Advanc Plannng and Rsrvaon n a Grd Sysm," n NDT CCIS/LNCS, vol Sprngr, Hdlbrg, Duba. 141