2012 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere (Tulisan Pertama) Berkah I. Santoso berkahs@cloudindonesia.or.id http://www.mislinux.org/ Lisensi Dokumen:.OR.ID Lisensi Atribusi-Berbagi Serupa Creative Commons. Diizinkan untuk mengutip atau menyebarkan sebagian atau seluruh isi buku ini, asal menyebut sumbernya dan menggunakan lisensi serupa
1 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Pendahuluan Teknologi virtualisasi telah mengubah arah revolusi industri komputer dengan cara penurunan biaya-biaya modal, biaya operasional, ketersediaan layanan yang lebih tinggi dan mekanisme perlindungan data. Beberapa kemungkinan yang sebelumnya diadaptasi dari pendekatan infrastruktur fisik seperti satu hardware(processor, memory, network, storage), satu operating system dan satu aplikasi, saat ini telah berubah menggunakan pendekatan infrastruktur virtual, seperti satu hardware, multi operating system dan multi aplikasi. Pada pembahasan teknis berikut ini, akan diulas secara mendalam, konsep-konsep inti virtualisasi dan produk VMware vsphere. Infrastruktur Fisik Pada infrastruktur fisik, operating system dan software berjalan diatas komputer atau server fisik. Beberapa tantangan baru meningkat pada saat menjalankan sejumlah besar server-server fisik di data center, antara lain : - Model infrastruktur fisik sudah dirasakan tidak fleksibel dan tidak efisien. - Perencanaan dan biaya infrastruktur seperti luasan server, luasan rak server, daya listrik, sistem pendinginan, sistem perkabelan dan provisi server merupakan masalah yang dihadapi staff TI. - Umumnya terdapat hubungan antara komputer atau fisik server dengan software yang berjalan diatasnya. Pada saat utilitas penggunaan server hanya 5-10%, maka perbandingan pemakaian sumber daya menjadi 1:1, sehingga biaya untuk luasan server, daya listrik, sistem pendinginan menjadi sangat tinggi. - Implementasi server-server fisik merupakan proses yang memakan waktu. Pada lingkungan fisik, waktu yang ada digunakan untuk proses pengadaan hardware, penempatan server pada data center, instalasi operating system dan instalasi serta konfigurasi aplikasi yang akan dijalankan. Selain itu terdapat aktivitas berupa konfigurasi aturan firewall, konfigurasi port pada switch dan konfigurasi storage. Semua aktivitas tersebut membutuhkan waktu dalam hitungan pekan.
2 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Infrastruktur Virtual Teknologi virtualisasi memungkinkan penambahan beban kerja komputasi pada server tunggal dengan proses konsolidasi lingkungan dan sumber daya komputasi. Kelebihan dari konsolidasi tersebut adalah masing-masing mesin virtual dapat menggunakan sumber daya penyimpanan redundant dan konektivitas jaringan tanpa penambahan biaya penyimpanan dan kompleksitas perkabelan jaringan yang sebelumnya digunakan pada infrastruktur fisik. Gambar 1. Infrastruktur Virtual dengan tipe storage yang bervariasi Sumber : VMware Infrastructure Architecture Overview whitepaper, www.vmware.com
3 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Pada gambar 1, masing-masing mesin virtual dihubungkan dengan konektivitas yang bersifat redundant sebagai hasil dari setiap host yang memiliki konektivitas yang bersifat redundant. Rasio atau perbandingan antara jumlah host atau mesin virtual dengan jumlah sumber daya, yaitu 1:1 untuk infrastruktur fisik, meningkat menjadi 6:1 untuk infrastruktur virtual (seperti terlihat pada gambar 1) menjadi 30:1 untuk infrastruktur virtual (pencapaian jumlah mesin virtual yang berhasil dibuat untuk penggunaan aplikasi normal). Peningkatan rasio yang signifikan tersebut ditengarai dapat meningkatkan penghematan biaya dan penurunan kompleksitas perkabelan. Infrastruktur virtual diyakini dapat mengurangi jumlah luasan data center yang digunakan, jumlah penggunaan tempat rak server, daya listrik, sistem pendinginan, perkabelan jaringan, media penyimpanan serta beberapa komponen jaringan komputer dengan pengurangan jumlah mesin-mesin fisik. Penggunaan teknologi virtualisasi juga dapat mengubah cara deployment server-server yang akan digunakan. Staff Departemen TI tidak perlu menunggu pengadaan hardware atau instalasi perkabelan (jaringan dan daya listrik), seperti pada infrastruktur fisik. Deployment mesin virtual dapat dilakukan dengan menggunakan antar muka grafis yang mudah, sehingga deployment mesin virtual dapat dilakukan dalam hitungan menit, berbeda halnya dengan deployment mesin fisik. Secara manajemen penggunaan sumber daya TI, pengaturan mesin-mesin virtual yang berjalan diatas host, dilakukan secara terpusat, menggunakan perangkat bantu vcenter Management Server. Perangkat bantu tersebut dapat diinstalasikan pada salah satu mesin virtual, atau juga dapat diinstalasikan pada hardware fisik yang spesifikasinya lebih rendah daripada host untuk mesin-mesin virtual. Gambar 2 memperlihatkan manajemen sumber daya yang dilakukan secara terpusat menggunakan vcenter Management Server.
4 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Gambar 2. Manajemen sumber daya terpusat untuk pengaturan arsitektur virtual. Arsitektur Fisik vs Arsitektur Virtual Beberapa perbedaan antara arsitektur fisik dengan arsitektur virtual berdasarkan aspek-aspek seperti kemudahan pemindahan atau duplikasi, penggunaan komponen sumber daya, siklus pemanfaatan sumber daya untuk aplikasi, kemudahan peningkatan spesifikasi sumber daya, dapat kita lihat sebagai berikut : Mesin Fisik Staff Departemen TI memerlukan usaha yang cukup besar untuk memindahkan atau melakukan duplikasi mesin fisik. Mesin Virtual Staff Departemen TI dimudahkan dalam usaha memindahkan atau melakukan duplikasi mesin virtual, dengan cara : - Proses enkapsulasi mesin virtual kedalam berkas-berkas. - Tidak tergantung pada perangkat keras
5 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere server secara fisik. Mesin fisik terikat pada komponenkomponen sumber daya secara spesifik. Mesin virtual tidak terikat pada komponenkomponen sumber daya secara spesifik, dengan cara : - Adanya proses isolasi antara satu mesin virtual dengan mesin virtual lainnya. - Adanya proses insulasi terhadap perubahan perangkat keras. Mesin fisik seringkali memiliki siklus pemanfaatan sumber daya untuk aplikasi yang relatif lebih singkat. Mesin virtual memiliki kemampuan untuk menyediakan siklus pemanfaatan sumber daya yang lebih lama, bahkan mesin virtual dapat digunakan sebagai sumber daya bagi legacy applications. Mesin fisik memerlukan penanganan secara fisik dan personal untuk peningkatan spesifikasi sumber daya (processor, memory, hardisk, storage). Mesin virtual memungkinkan proses konsolidasi sumber daya (processor, memory, hardiskk storage), sehingga tidak memerlukan penanganan secara fisik dan personal untuk peningkatan spesifikasi sumber daya. Tabel 1. Perbandingan Mesin Fisik dengan Mesin Virtual Pada mesin server fisik, instalasi sistem operasi seperti Microsoft Windows, Linux dan lainnya dilakukan langsung diatas hardware. Pendekatan instalasi langsung tersebut memerlukan driver untuk perangkat keras spesifik. Pada saat terjadi peningkatan spesifikasi hardware fisik dengan perangkat yang baru, maka diperlukan driver perangkat keras yang baru saja dipasang. Proses peningkatan spesifikasi hardware juga memerlukan penanganan technical support. Mesin virtual adalah 100% software, yang tidak lebih dari sekumpulan file. Kumpulan file ini termasuk file-file yang disebut virtual disk, menggantikan media penyimpanan hardisk. Semua file untuk sebuah mesin virtual diletakkan pada satu direktori yang distandarisasi dengan device driver, sehingga hardware upgrade dapat dilakukan tanpa mengubah mesin virtual.
6 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Sekumpulan mesin virtual terisolasi antara satu mesin virtual dengan mesin virtual lainnya, sehingga pada satu host yang sama, dapat dijalankan server database dan server e-mail tanpa terganggu konflik ketergantungan software dan konflik peningkatan kinerja server. Fleksibilitas mesin virtual berupa sekumpulan file memungkinkan seluruh mesin virtual dipindahkan ke server baru pada saat terjadinya peningkatan kapasitas hardware. Kemudahan tersebut membuat proses perencanaan pemulihan bencana dan proses testing menjadi lebih mudah. Virtualisasi menggunakan Bare-Metal Hypervisor Suatu sistem bare-metal hypervisor tidak memerlukan sistem operasi. Pada vmware, hypervisor tersebut adalah sistem operasi. Pada gambar 3, terlihat arsitektur ESXi dari vmware yang menggunakan hypervisor. Gambar 3. ESXi yang menggunakan arsitektur hypervisor
7 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere VMware vsphere Suatu sistem infrastruktur virtualisasi yang meliputi virtualisasi, manajemen, optimisasi sumber daya, ketersediaan aplikasi dan kemampuan otomasi operasional TI. VMware vsphere membentuk sistem virtualisasi diatas fisik hardware dan kumpulan sumber daya TI untuk data center, serta meliputi komponen : - VMware ESXi : Platform virtualisasi untuk vsphere. - VMware vcenter Server : Perangkat bantu untuk melakukan manajemen virtualisasi, konfigurasi, provisi sumber daya TI. - VMware vsphere Client : Antar muka untuk membolehkan pengguna melakukan konfigurasi secara remote terhadap vcenter Server atau ESXi dari PC bersistem operasi Microsoft Windows. - VMware vsphere VMFS : Sistem file yang memiliki kinerja tinggi, digunakan untuk mesin-mesin virtual pada ESXi. - VMware vsphere Virtual Symmetric Multiprocessing : Fasilitas yang memungkinkan suatu mesin virtual dapat menggunakan lebih dari satu prosesor fisik secara simultan. vsphere juga menyediakan beberapa fungsionalitas sebagai berikut : - Manajemen sumber daya (menggunakan vsphere Distributed Resource Scheduler). - Ketersediaan (menggunakan vsphere High Availability). - Proteksi data (menggunakan VMware Consolidated Backup and VMware Data Recovery). Gambar 4 memperlihatkan arsitektur VMware vsphere berikut komponen-komponennya seperti telah disebutkan sebelumnya.
8 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Gambar 4. Arsitektur VMware vsphere berikut komponen pendukungnya. vsphere Networking vnetwork (Virtual Networking) memiliki kemampuan menyeleraskan jaringan fisik dan mesin virtual serta menghubungkan hardware secara fisik dengan mesin virtual. vnetwork mendukung 2 tipe switch virtual, diantaranya adalah : - vnetwork switch standar (konfigurasi switch virtual untuk host tunggal). - vnetwork switch terdistribusi (switch virtual untuk konfigurasi jaringan yang konsisten untuk setiap mesin virtual pada saat mesin virtual tersebut dimigrasikan melalui beberapa host, switch tipe terdistribusi memiliki komponen yang dikonfigurasikan pada vcenter Server).
9 Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Pada ESXi, terdapat 3 layanan jaringan yang meliputi : - Menghubungkan antara mesin-mesin virtual kepada jaringan fisik. - Menghubungkan layanan VMkernel (seperti NFS, iscsi atau VMware vsphere vmotion ) kepada jaringan fisik. - Menghubungkan dengan antar muka manajemen layanan pada ESXi, digunakan untuk setup default pada awal instalasi. (bersambung ke tulisan berikutnya, Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware vsphere Tulisan #2 : Jaringan Virtual dan Switch Virtual). References : 1. http://www.vmware.com/products/vsphere/mid-size-and-enterprisebusiness/overview.html 2. VMware vsphere Overview : ESXi 5.0 and vcenter Server 5.0 Manual. 3. VMware Infrastructure Architecture Overview White Paper (vi_architecture_wp.pdf). Biografi Penulis Berkah I. Santoso. Menyelesaikan kuliah Magister Teknologi Informasi di Universitas Indonesia, Jakarta (2007). Pernah bekerja sebagai Web Developer untuk salah satu konsultan TI di Depok, Jawa Barat (2004), System Administrator, IT Assistant Manager pada salah satu perusahaan pelayaran di Jakarta (2004-2007). Saat ini bekerja sebagai IT Manager pada salah satu anak usaha kelompok media terbesar di Indonesia dan IT Business Development Manager pada salah satu konsultan TI berbasis Linux dan Open Source Software (2008-sekarang). Mei 2012 bergabung dengan komunitas CloudIndonesiA sebagai salah satu anggota tim penulis teknis Bidang Konten dan Review Artikel.