IMPLEMENTASI HIGH AVAILABILITY SERVER DENGAN TEKNIK FAILOVER VIRTUAL COMPUTER CLUSTER SKRIPSI Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Jenjang Strata 1 Pada ProgramStudi Informatika Fakultas Komunikasi dan Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta Oleh: IRFANI L200110027 PROGRAM STUDI INFORMATIKA FAKULTAS KOMUNIKASI DAN INFORMATIKA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA JUNI 2015
ii
iii
iv
v MOTTO Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum hingga mereka mengubah diri mereka sendiri. -Q.S. Ar-Ra d:11- Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua". -Aristoteles "Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi". -Ernest Newman- Tidak bertindak karena menunggu hilangnya rasa malas,adalah bentuk kemalasan yang lebih parah lagi. Ku olah kata, kubaca makna, kuikat dalam alinea, kubingkai dalam bab sejumlah lima, jadilah mahakarya, gelar sarjana kuterima, orangtua,calon istridan calon mertua pun bahagia. -Anonim- Hanya ingin pulang
vi PERSEMBAHAN Allah SWT, yang senantiasa melimpahkan banyak karunia dan nikmatnya sehingga skripsi ini dapat terselasaikan dengan lancar. Nabi Muhammad SAW, semoga shalawat senantiasa terhatur kepadamu. Kedua orang tua, Ayahanda Nurhadi dan Ibunda Juwarni, terima kasih atas doa dan bimbingannya selama ini. Semoga kebahagiaan selalu mengiringi di dunia maupun di akhirat nanti. Adikku Rismawati, semoga menjadi wanita sholehah generasi muda penerus agama dan negara. Febriana Budiarti, terima kasih tetap bersanding dihatiku, yangsenantiasamenyemangati untuk terus berkarya. Semoga Allah SWT segera menyatukan kita. Sahabat-sahabat SPAMMER BERIMAN, Tulus Arief Hidayat, Handoko Yoga Harto, Ananda Triya Setiawan, Verdynant Dyka Frianto, Heru Prasetyo, terima kasih atas canda dan tawanya selama ini, semoga kebersamaan ini senantiasa dieratkan. Almamater tercinta Program Studi Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta. Inilah cinderamata hasil pembelajaranku. Para pendukung kehidupanku, mie instan, penjual sego kucing, warteg, borjo, pasundan, nasi goreng, dan lain-lain. Terima kasih karena kalian telah mendukung kehidupanku selama kuliah.
vii KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur atas segala karunia dan petunjuk Allah SWT., karena atas berkat dan rahmat-nya, saya dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul Implementasi High Availability Server Dengan Teknik Failover Virtual Computer Cluster. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) pada Program Studi Informatika, Fakultas Komunikasi dan Informatika, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu dan Ayah tercinta, yang senantiasa mendoakan, memberi motivasi dan semangat. 2. Bapak Husni Thamrin, S.T.,M.T.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Komunikasi dan Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Dr. Heru Supriyono, M.Sc., selaku Ketua Program Studi Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta. 4. Bapak Hernawan Sulistyanto, ST.,MT., selaku dosen pembimbing yang telah memberi motivasi, meyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan dalam penyusunan laporan skripsi ini. 5. Teman-teman mahasiswa informatika 2011, khususnya Tulus, Handoko, Ananda, Verdynant, yang tergabung dalam Tim Spammer Beriman, semoga kebersamaan ini senantiasa dieratkan. Terima kasih atas ilmu, waktu serta suka dukanya.
viii 6. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih atas segala bantuannya. Saya berharap Allah SWT membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu. Surakarta,... Penulis Irfani
ix ABSTRAK Kebutuhan sistem informasi yang up to date mendorong penyedia layanan web server untuk membangun sistem dengan tingkat availability yang tinggi. Teknik yang bisa digunakan yaitu dengan menerapkan server clustering. Cluster server merupakan teknologi yang menggabungkan beberapa sumber daya yang bekerja bersama-sama sehingga tampak seolah-olah merupakan suatu sistem tunggal. Salah satu teknik cluster yang dapat digunakan untuk menyediakan sistem dengan availability yang tinggi yaitu failover cluster. Penelitian ini bertujuan merancangan sistem failover virtual computer cluster sebagai salah satu solusi untuk mengatasi kegagalan fungsi server dengan menggunakan VMware Workstation 11 sebagai platform simulasinya. Failover virtual cluster yang dibangun terdiri dari dua buah server virtual dengan sistem operasi Ubuntu Server 14.10. Kedua server ter-install aplikasi heartbeat yang berfungsi menghubungkan kedua server dan aplikasi DRBD yang berfungsi sebagai sinkronisasi data. Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah Avalibility, Downtime, CPU Utilization, dan Throughput. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh nilai availability paling besar mencapai 99,50% dengan tingkat kestabilan cluster dari sisi CPU utilization dan Throughput, sehingga sistem cluster virtual ini dapat menjadi solusi untuk meningkatkan sistem dengan tingkat availaibility yang tinggi. Kata kunci : Availability, Cluster Server, Failover Cluster
x DAFTAR ISI JUDUL... PERSETUJUAN... PENGESAHAN... KONTRIBUSI... MOTTO... PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii ix x xiii xiv xvi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 1.6 Sistematika Penulisan... 4
xi BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Telaah Penelitian... 6 2.2 Landasan Teori... 8 2.2.1 Konsep Virtualisasi... 8 2.2.2 Cluster Computer... 13 2.2.2.1 Definisi Cluster Computer... 13 2.2.2.2 Macam-macam Cluster Computer... 13 2.2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Cluster... 15 2.2.3 Konsep High Availability Server... 17 2.2.3.1 Failover Cluster... 17 2.2.3.2 High Availability Server... 18 2.2.3.3 Komponen Cluster Computer... 19 2.2.4 Aplikasi Pendukung Failover Virtual Cluster... 20 2.2.4.1 VMware... 20 2.2.4.2 Apache Web Server... 21 2.2.4.3 Heartbeat... 22 2.2.4.4 DRBD... 23 2.2.4.5 Httperf... 25 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 26 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian... 26 3.2 Hardware dan Software Requirement... 27 3.3 Perancangan Failover Virtual Computer Cluster... 29 3.3.1 Perancangan Sistem Virtualisasi... 29 3.3.2 Perancangan Virtual Cluster Server... 29
xii 3.3.3 Perancangan Failover Clustering Server... 31 3.3.4 Desain Environtment System... 32 3.3.5 Perancangan Sistem Backup dan Recovery... 32 3.3.6 Algoritma Perancangan Failover Computer Cluster... 34 3.4 Availability Analisis dan Pengujian... 37 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN... 39 4.1 Implementasi dan Konfigurasi... 39 4.1.1 Implementasi dan Konfigurasi Software Pendukung... 40 4.1.2 Membangun dan Mengkonfigurasi Failover Cluster... 44 4.2 Pengujian Sistem... 55 4.3 Hasil Analisa Failover Virtual Computer Cluster... 55 4.3.1 Analisa High Availability... 55 4.3.2 Analisa Parameter Downtime... 61 4.3.3 Analisa Parameter CPU Utilization... 63 4.3.4 Analisa Parameter Throughput... 65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 70 5.1 Kesimpulan... 70 5.2 Saran... 71 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiii DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Spesifikasi Komputer Server 1 dan Server 2... 27 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Availability... 60 Tabel 4.2 Downtime Web Server... 62 Tabel 4.3 CPU Utilization Dalam Persen... 64 Tabel 4.5 Analisa Parameter Troughput... 68
xiv DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur Sistem Komputer Umum... 9 Gambar 2.2 Arsitektur Sistem Komputer Virtualisasi... 10 Gambar 2.3 Ilustrasi Cara Kerja Heartbeat... 22 Gambar 2.4 DRBD Service... 24 Gambar 3.1 Skema Mesin Tervirtualisasi... 29 Gambar 3.2 Jaringan Virtual Cluster Server... 30 Gambar 3.3 Kondisi Cluster Server Normal... 31 Gambar 3.4 Kondisi Cluster Server Mengalami Kegagalan... 31 Gambar 3.5 Prosedur Backup... 33 Gambar 3.6 Prosedur Recovery... 33 Gambar 3.7 Algoritma Perancangan Sistem Failover Computer Cluster. 34 Gambar 3.8 Sinkronisasi Server... 37 Gambar 4.1 Perintah Enter License Key VMware Workstation 11... 40 Gambar 4.2 Personal Information Guest OS Server Virtual 1... 41 Gambar 4.3 Personal Information Guest OS Server Virtual 2... 42 Gambar 4.4 Instalasi Web Server Apache2... 42 Gambar 4.5 Konfigurasi Ports Apache Web Server... 43 Gambar 4.6 Server Virtual Alpha... 44 Gambar 4.7 Server Virtual Bravo... 44 Gambar 4.8 Network Interfaces Server Alpha... 45 Gambar 4.9 Network Interfaces Server Bravo... 46
xv Gambar 4.10 Host Server Virtual Alpha dan Server Virtual Bravo... 46 Gambar 4.11 Hostname Server Alpha... 46 Gambar 4.12 Hostname Server Bravo... 47 Gambar 4.13 Instalasi Heartbeat... 47 Gambar 4.14 Konfigurasi File ha.cf Server Alpha... 48 Gambar 4.15 Konfigurasi File ha.cf Server Bravo... 48 Gambar 4.16 Konfigurasi Otentifikasi Keamanan Data... 48 Gambar 4.17 Konfigurasi File Haresources Alamat IP Virtual... 49 Gambar 4.18 Konfigurasi Address Resolution Protocol (ARP)... 49 Gambar 4.19 Restart Heartbeat Server Virtual Cluster... 50 Gambar 4.20 Konfigurasi Hardisk DRBD... 51 Gambar 4.21 Proses Instalasi DRBD... 51 Gambar 4.22 Konfigurasi DRBD Server Alpha dan Server Bravo... 53 Gambar 4.23 Membuat Meta Data Disk DRBD... 53 Gambar 4.24 DRBD Status... 54 Gambar 4.25 DRBD Status Primary/Secondary... 54 Gambar 4.26 Service IP Virtual Aktif di Server Alpha... 57 Gambar 4.27 Service IP Virtual Aktif di Server Bravo... 58 Gambar 4.28 Grafik Downtime Web Server... 62 Gambar 4.29 CPU Time Primary Server... 63 Gambar 4.30 CPU Time Secondary Server... 63 Gambar 4.31 Grafik Perbedaan Parameter CPU Usage Server... 64 Gambar 4.32 Analisis Nilai Throughput Server Utama... 66 Gambar 4.33 Analisis Nilai Throughput Server Cadangan... 66 Gambar 4.34 Grafik Parameter Throughput Server... 68
xvi DAFTAR LAMPIRAN A. Instalasi VMware Workstation 11 B. Pengaturan Spesifikasi Virtual Computer C. Instalasi Ubuntu Server 14.10 D. Hasil Pengujian CPU Utilization E. Hasil Pengujian Throughput