PERANCANGAN DAN ANALISA CLOUD STORAGE INFRASTRUCTURE AS SERVICE DENGAN KENDALI RASPBERRY PI Angga Prasetyo Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Ponorogo Jl. Budi Utomo No 10 Ponorogo e-mail: uzhumaki07@gmail.com ABSTRAK Komputasi awan atau lebih dikenal dengan cloud computing merupakan salah satu bentuk transformasi teknologi informasi dan komunikasi. cloud computing sendiri memiliki beragam layanan, salah satunya cloud storage. Media penyimpanan fisik (flashdisk) untuk bertukar informasi (file) pekerjaan maupun tugas dan materi kuliah yang diberikan dosen, memunculkan resiko file rusak yang diakibatkan virus, perangkat flashdisk memiliki umur yang tidak panjang dalam proses read and write data. Untuk itu diperlukan media untuk berbagi data dan penyimpanan data yang dapat digunakan kapanpun dan dimanapun dengan kapasitas yang besar serta gratis, Salah satu jalan keluar dengan membangun cloud storage dengan infrastructure as service yang memungkinkan akses berbagi data. Hasil analisis raspberry pi sebagai server dengan proses uji parameter setup time 6,9 menit, response time 0,2 detik, access area pada LAN 7,66 m/s dan Wifi 9,66 m/s, Ability testing proses Tx 0,1 Mb, ini menunjukkan bahwa raspberry pi mampu menciptakan layanan cloud storage dengan sumber daya yang efisien, murah dan optimal. Kata kunci : Cloud storage, Raspberry pi, Infrastructure as service ABSTRACT Cloud computing or better known one form transformation of information and communication technologies. cloud computing has a variety of services, one of which is cloud storage. The physical storage media to exchange information (files) as well as job assignments and lectures given faculty, bring up the risk of damaged files caused by viruses, flash drive devices has a lifespan that do not long in the process of read and write the data. It required a media for sharing data and storage of data can be used anytime and anywhere with a large capacity and free, A possible solution by developing with infrastructure as cloud storage service allowing access data sharing. Results of analysis raspberry pi as a server to process parameter test setup time 6.9 minutes, a response time 0.2 seconds, access area on LANs 7.66 m / s and Wifi 9.66 m / s, Tx 0.1 Ability of testing process Mb / s, this indicates that the raspberry pi capable of create a cloud storage service to efficient resources, low-cost and high performance. Keyword : Cloud storage, Raspberry pi, Infrastructure as service 1. PENDAHULUAN Komputasi awan atau lebih dikenal dengan cloud computing merupakan salah satu bentuk transformasi teknologi informasi dan komunikasi. Cloud computing sendiri memiliki beragam layanan, salah satunya cloud storage. Cloud storage adalah media penyimpanan data yang dapat diakses oleh penggunanya lewat jaringan internet. Untuk dapat mengakses data, para pengguna akan dihubungkan dengan server di halaman web [1]. Menciptakan layanan cloud storage membutuhkan sumber daya pemrosesan sistem dan penyimpanan secara virtual yang sesuai dengan model infrastructure as service. Infrastructure as client service adalah model untuk menyediakan infrastruktur cloud computing seperti server, media penyimpanan, jaringan dan sistem operasi sebagai layanan On-demand [2]. Penerapan media penyimpanan fisik (flashdisk) untuk bertukar informasi (file) pekerjaan maupun tugas dan materi kuliah yang diberikan dosen, memunculkan resiko file rusak yang 27 P age
diakibatkan virus, perangkat flashdisk memiliki umur yang tidak panjang dalam proses read and write data. Untuk itu diperlukan media untuk berbagi data dan penyimpanan data yang dapat digunakan kapanpun dan dimanapun dengan kapasitas yang besar serta gratis. Dalam sekali pengoperasian, raspberry pi hanya membutuhkan daya 3,5 watt, hal tersebut menunjukkan bahwa raspberry pi merupakan perangkat komputer yang hemat energi dan ramah lingkungan [3]. Agar dapat menghubungkan akses pengguna dengan data yang tersimpan di internet Cloud computing memiliki 5 (lima) karakteristik [4]. Salah satu jalan keluar dengan membangun cloud storage yang memungkinkan akses data oleh pengguna dari semua tempat, setiap waktu, sehingga pekerjaan dapat dilakukan dimana saja. Untuk membuat akses data dibutuhkan suatu perangkat kendali cerdas dengan menggunakan raspberry pi. Raspberry pi merupakan komputer mikro dengan ukuran kartu kredit yang memiliki Single on Chip Broadcom 2835 mencakup memori hingga 1 GHz. Cloud storage merupakan media penyimpanan data terpusat dan mempermudah akses pengguna sistem terhadap data yang berhak diakses dalam internet [6]. Agar raspberry pi dapat berinteraksi secara virtualisasi diperlukan perangkat owncloud. Owncloud adalah perangkat antar muka yang memberikan akses penuh terhadap file dan merupakan layanan cloud storage yang open source [7]. Layanan Cloud storage agar tetap terjaga dan memiliki kinerja yang baik perlu dilakukan analisis secara bertahap, sehingga keberadaannya dapat menyelesaikan permasalahanpermasalahan berkaitan pendistribusian dan penyimpanan data. 2. TINJAUAN PUSTAKA Cloud computing sebagai sebuah model untuk memberi kemudahan, akses jaringan yang mandiri untuk berbagi beragam sumber daya komputasi terkonfigurasi (seperti: jaringan, server, penyimpanan, aplikasi, dan layanan). Layanan komputasi terkonfigurasi biasanya lebih mengarah pada perpindahan data serta proses penyimpanan untuk memudahkan layanan tersebut dalam cloud computing maka perlu dibangun infrastruktur cloud storage [8] Cloud storage adalah media penyimpanan data yang dapat diakses oleh penggunanya lewat jaringan internet. Untuk dapat mengakses data, para pengguna akan dihubungkan dengan server di halaman web [1]. Agar dapat menghubungkan akses pengguna dengan data yang tersimpan di internet Cloud computing memiliki 5 (lima) karakteristik, yaitu [4]: a. Layanan on-demand Pelanggan dapat menentukan kapabilitas komputasi secara otomatis tanpa memerlukan interaksi dengan provider layanan. b. Akses jaringan secara luas Layanan dapat diakses dari berbagai standar platform melalui jaringan internet. c. Sumber daya komputasi terpusat Sumber daya komputasi dikumpulkan pada satu lokasi untuk melayani beberapa konsumen menggunakan model multi-tenant, dengan sumber daya fisik dan virtual berbeda yang diterapkan secara dinamis sesuai dengan permintaan pelanggan. d. Elastisitas penyediaan sumber daya komputasi secara cepat Penyediaan atau pengurangan sumber daya komputasi dapat disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan. e. Layanan yang terukur Cloud computing secara otomatis mengontrol dan mengoptimalkan penggunaan sumber daya komputasi dengan meningkatkan kemampuan pengukuran pada beberapa tingkat abstraksi yang sesuai dengan jenis layanan. Untuk mejalankan proses cloud storage dibutuhkan metode Infrastructure as a Service. Metode ini untuk menyediakan infrastruktur cloud computing seperti server, media penyimpanan, jaringan dan sistem operasi sebagai layanan on-demand. Proses infrastructure as a service membutuhkan perangkat server dengan kinerja yang baik serta kebutuhan listrik yang besar 500 watt sehingga membutuhkan biaya yang tinggi, salah satu alternatif yaitu dengan menggunakan mikro komputer raspberry pi sebagai server [4]. 28 N E R O
Raspberry Pi adalah komputer berukuran kecil sebesar kartu kredit. Raspberry Pi memiliki fungsi serupa dengan komputer pada umumnya. Ada bagian USB untuk memasukkan keyboard dan mouse. Terdapat 2 model pada raspberry pi, model A dan model B. Beberapa perbedaan di antara keduanya terletak pada ukuran memori (512 MB pada model A dan 1 Gb pada model B) serta ketersediaan network adaptor yang hanya ada pada model B. Raspberry pi hanya membutuhkan daya 3,5 watt [3]. Artinya apabila kita menggabungkan 4 server raspberry pi kita hanya membutuhkan daya 14 watt seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 Gambar 1. Raspberry pi model B+ [3] Proses perancangan cloud storage yang melibatkan raspberry pi membutuhkan suatu perangkat lunak tambahan yaitu owncloud yang diintegrasikan di dalamnya. OwnCloud termasuk dalam kategori Infrastructure as a Service Layanan awan. Dengan owncloud kita dapat menyimpan file, folder, kontak, audio, galeri foto, kalender dan dokumen lainnya [7]. Kita juga dapat mengakses file dan melakukan sinkronisasi file yang terdapat pada server owncloud dengan perangkat mobile, desktop, atau peramban web 3. METODOLOGI Dalam kondisi sekarang ini proses petukaran data terdapat banyak kekurangan seperti data sangat bergantung kepada alat yang ada, membutuhkan waktu untuk bertemu untuk menyalin data secara manual dan terdapat resiko terhadap alat seperti hilang, rusak dan tertinggal [6]. Pada tahap analisis kebutuhan sistem akan dilakukan penggalian informasi terkait kebutuhan pengguna, kebutuhan sistem dan konfigurasi sistem kebutuhan pengguna (user requirements), daftar user requirements diperoleh dengan melakukan survei ke lapangan dengan metode wawancara. Penggunaan perangkat lunak dan perangkat keras untuk server menggunakan Raspbian whezzy, untuk client memakai ubuntu 10.04 dan windows 7. Spesifikasi perangkat keras dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kebutuhan perangkat keras Perangkat Keras Server 1 (Raspberry pi) Server 2 (Raspberry pi) Client Single on Chip Broadcom BCM2835 SoC Broadcom BCM2835 SoC Intel Core2Duo T6500 @2.10 GHz Memory 10240 MB 10240 MB 4 GB Penyimpanan NAS 7200rpm NAS 7200rpm SATA 7200rpm 500 GB 500 GB 320 GB Networking 1 xfast Ethernet 1 xgigabit Ethernet 1 xfast Ethernet 1 xgigabit Ethernet 1 xintel Fast Ethernet Perancangan cloud storage merupakan proses membangun cloud storage langkah awal yang akan dilakukan yaitu dengan menggunakan 3 unit raspberry pi dan teristalasi sistem operasi Raspian Whezzy, yang nantinya akan digunakan sebagai server. Selanjutnya menanamkan perangkat lunak OwnCloud pada server raspberry pi sekaligus mengatur kapasitas maksimal ruang penyimpanan. Pada fase ini juga dilakukan impor database OwnCloud serta membuat arsitektur infrastructure as service agar lalu lintas layanan dapat tercapai seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. 29 P age
Gambar 2. Topologi cloud storage Pengujian analisis sistem cloud dilakukan terhadap 2 (dua) aspek, yaitu: a. Fungsionalitas Sistem Pengujian dilakukan untuk menguji sistem cloud apakah sudah memenuhi kebutuhan pengguna. Metode yang digunakan adalah blackbox testing yaitu pengujian terhadap kesesuaian fungsionalitas sistem cloud yang dirancang berdasarkan kebutuhan pengguna dengan sistem cloud yang diimplementasikan [5]. b. Kinerja Sistem Metode yang digunakan adalah comparison testing yaitu membandingkan kemampuan kerja antara sistem cloud (virtual server) yang dibuat dengan sistem operasi pada pengguna akhir yang sedang berjalan (existing) dengan spesifikasi sama. Parameter yang digunakan untuk menguji kinerja sistem cloud terinci pada Tabel 2 Tabel 2 Parameter pengujian [5]. Parameter Keterangan Setup time Response time Access area Package install Ability Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk instalasi sistem operasi Rata-rata waktu respon dalam satu kali eksekusi Kemampuan sistem untuk dijangkau dari lokasi tertentu, akses melalui LAN/WAN/Internet Paket dapat diinstal melalui CD/DVD installer atau repository Internet Jumlah server virtual yang dihasilkan dalam satu sistem 4. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Dari hasil perancangan dihasilkan suatu sistem terpadu cloud storage dengan perangkat raspberry pi yang telah terintegrasi dengan arsitektur seperti pada Gambar 3 Gambar 3. cloud storage pada server raspberry pi Gambar 4. dashboard pengelolaan cloud storage 30 N E R O
Owncloud hasil perancangan telah mampu melakukan proses penyimpanan yang terkomputasi secara proses cloud, hal ini bertujuan agar seluruh data yang diinputkan dapat tersebar pada pengguna akhir yang membutuhkan seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Untuk mengetahui efektivitas dari penggunaan cloud storage, maka dilakan pengujian dengan diawali proses pengumpulan data yang diperoleh hasil pengujian yang dilakukan oleh beberapa penguji dan beberapa pengguna akhir diperoleh data seperti pada Tabel 3. Tabel 3. hasil pengujian kesesuaian pengguna akhir No Keinginan Pengguna Hasil 2 3 Tersedianya server untuk keperluan kegiatan berbagi data secara cloud computing Efisiensi dalam proses berbagi materi perkuliahan terutama untuk para dosen, serta file datya dokumen dan multimedia bagi mahasiswa Instalasi sistem virtual dapat dilakukan dari jarak jauh Ya sukses 4 Jaringan cloud storage dapat diakses oleh multiuser dari jarak yang tak terbatas sukses Hasil proses pengujian berdasarkan kinerja sistem, diperoleh melalui perbandingan sistem yang berjalan dengan proses aktivitas pengguna akhir dalam menggunakan layanan cloud storage dari segi core sistem, dengan penjabaran sebagai berikut : 1. Setup time Pengujian setup time dihitung rata-rata waktu setup yang diperlukan untuk instalasi Operating System (OS) Raspberry Pi pada sistem cloud di server dan OS non-cloud pada pengguna akhir. Perhitungan dimulai dari tahap awal instalasi OS sampai dengan selesai, secara detil dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Uji Setup Time Uji Setup Time Sistem Cloud pada raspberry Sistem Non-Cloud Penguji (dalam menit) (dalam menit) Mulai Selesai Mulai Selesai user 1 0 7 0 15 user 2 0 7 0 17 user 3 0 6 0 17 user 4 0 7 0 18 user 5 0 8 0 18 user 6 0 5 0 17 user 7 0 8 0 17 user 8 0 7 0 17 user 9 0 7 0 17 user 10 0 7 0 17 rata-rata 0 6,9 0 17 Nilai rata-rata pada uji setup time antara sistem cloud pada raspberry pi sebagai server dan sistem non cloud, pada proses setup yang menunjang komputasi cloud masih lebih efisien raspberry pi jika dilihat pada angka 6,9 menit seperti ditunjukkan plot dalam grafik pada gambar 5. 2. Response Time Pengujian untuk parameter response time dilakukan dengan mengambil rata-rata waktu respon terhadap satu kali eksekusi masing-masing perintah pada sistem cloud dan sistem operasi pada pengguna akhir. Nilai hasil pengujian diperoleh dari rata-rata proses pengujian oleh users, penghitungan dilakukan ketika proses launch eksekusi dimulai dengan perintah ping, upload, download, ip table, ssh seperti ditunjukkan pada Tabel 5. Nilai rata-rata pada uji response time sistem cloud pada raspberry pi sebagai server dan pengguna akhir, pada proses eksekusi seluruh perintah oleh user sangat efisien berada pada angka 2,86 detik karena selisih antara eksekusi pada pengguna adalah 3,06 sehingga jarak 31 P age
eksekusi berada antara server dan pengguna ( 3,06 detik 2,86 detik = 0,2 detik), jadi penggunaan raspberry pi sebagai server cloud dikatakan layak dengan selisih waktu 0,2 detik seperti pada Gambar 6. 20 Uji setup Time 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sistem Cloud pada raspberry Sistem Cloud pada raspberry Sistem Non-Cloud Sistem Non-Cloud Gambar 5. uji setup time Tabel 5. Uji Response Time Uji Response Time pada server cloud raspberry pi pengguna akhir No Aktivitas (dalam detik) (dalam detik) user 1 user 2 user 3 user 1 user 2 user 3 1 ping 3 2 3 1 1 1 2 upload 3 2 2 3 2 2 3 download 3 1 2 4 3 2 4 iptables 4 4 5 5 5 5 5 ssh x.x.x.x 3 3 3 4 5 3 Nilai rata-rata 3,2 2,4 3 3,4 3,2 2,6 Rata-rata seluruh perintah oleh user 2,86 3,06 3. Access Area Pada penelitian ini dilakukan uji coba untuk akses cloud storage dengan internet pada jarak kurang dari 100 meter dengan jaringan kabel dan Wi-fi, hasil uji dapat dilihat secara detail pada Tabel 6 6 4 2 Uji response time 0 1 2 3 4 5 6 7 pada server cloud raspberry pi pada server cloud raspberry pi pengguna akhir pada server cloud raspberry pi pengguna akhir pengguna akhir 32 N E R O Gambar 6. plot uji response time
Tabel 6. Hasil uji Acces Area Sistem Cloud pada server Raspberry pi Pengujian Jangkauan jangkauan LAN (m) kecepatan transfer (m/s) WAN (m) Pengguna 1 10 6 10 10 50 6 50 12 Pengguna 2 60 8 60 10 80 9 80 15 Pengguna 3 75 8 75 15 65 9 65 11 rata-rata 7,66 9,66 kecepatan transfer (m/s) Hasil uji akses area pada jangkauan local area network (LAN) lebih efektif dengan rata-rata 7,66 m/s sedangkan pada jaringan wifi pada angka 9,66 m/s seperti ditunjukkan pada plot Gambar 7 200 150 100 50 uji acces area 0 1 2 3 4 5 6 7 8 LAN (m) WAN (m) kecepatan transfer (m/s) kecepatan transfer (m/s) Gambar 7. Plot uji acces area 4. Package install Hasil uji Kemampuan sistem operasi untuk menginstal paket melalui media image, DVD installer, serta repository internet baik dari server dan perangkat pengguna akhir secara detail dapat dilihat pada Tabel 7 Tabel 7. uji pakage install Hasil Uji Package Install Penguji Sistem Cloud Os Pengguna Non-Cloud user 1 user 2 user 3 jumlah 3 6 Dari hasil uji package install yang digunakan pada sistem operasi pengguna akhir lebih fleksibel seperti ditunjukkan pada Gambar 8 33 P age
Gambar 8.Plot uji package install 5. Uji Ability Hasil uji kemampuan ability pada pengguna akhir pada proses transmitter(tx) dan received (Rx) antara raspberry dan pengguna akhir seperti ditunjukkan pada Tabel 8 Tabel 8. Uji ability cloud storage Waktu pengujian Raspberry pi server Tx (transmitter) dalam Megabyte Rx (received) dalam Megabyte Tx (transmitter) dalam Megabyte Pengguna akhir Rx (received) dalam Megabyte Menit 1 18 3 20 5 Menit 2 20 3 23 5 Menit 3 23 4 25 5 Menit 4 27 4 25 6 Menit 5 25 4 26 6 Menit 6 26 4 28 6 Menit 7 29 4 29 6 Menit 8 30 4 30 5 Menit 9 28 4 30 6 Menit 10 29 4 30 6 rata-rata 25,5 3,8 26,6 5,6 Uji ability dari nilai rata-rata Tx dan Rx maka penggunaan raspberry pi sebagai server cloud storage bisa dikatakan layak, karena jarak selisih Tx 26,6 Mb di pengguna akhir dan Tx 25,5 Mb di server raspberry pi tidak terlalu jauh yaitu 0,1 Mb, proses Tx dan Rx seperti ditunjukkan pada Gambar 9 40 30 20 10 0 02468 uji package install Uji Ability 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Raspberry pi server Pengguna akhir Raspberry pi server Pengguna akhir 34 N E R O Gambar 9. Plot uji Ability
5. KESIMPULAN Hasil perancangan dan analisis penggunaan raspberry pi sebagai server kendali cloud storage dapat ditarik kesimpulan : 1. Pada proses perancangan cloud storage dengan menggunakan raspberry pi sebagai server kendali dapat diterapkan dengan menanamkan owncloud pada dua cluster raspberry pi dalam satu server. 2. Hasil analisis pengujian cloud storage pada raspberry pi sebagai server kendali, mengindikasikan proses uji parameter setup time 6,9 menit, response time 0,2 detik, access area pada LAN 7,66 m/s dan Wifi 9,66 m/s, ability testing proses Tx 0,1 Mb. Yang artinya raspberry pi sebagai server kendali cloud storage dapat direkomendasikan sebagai alternatif untuk membangun infrastruktur komputasi cloud dengan murah dan kinerja core sistem yang optimal. SARAN Dari kesimpulan dapat dikemukakan saran untuk pengembangan cloud storage dengan kendali raspberry pi : 1. Untuk arsitektur jaringan cloud storage yang luas dibutuhkan clustering raspberry pi lebih dari 4 unit agar performance processor single on chip lebih optimal. 2. Perlu dirancang aplikasi berbasis android untuk lebih memudahkan akses cloud storage untuk pengguna. 6. DAFTAR PUSTAKA [1]. Elcom. (2012). Cloud Computing Aplikasi berbasis web yang mengubah cara kerja dan kolaborasi secara online. Yogyakarta: Andi Offset. [2]. Ernawati. (2013). analisis dan pembangunan infrastruktur cloud computing. cybermatika vol 1 no 2, 17-23. [3]. Hareendran. (2015). Arduino & Raspberry Pi Camera interface. www.electroschematics.com. [4]. Mell, G. &. (2013). The NIST Definition of Cloud Computing. csrc.nist.gov/ (pp. 800-145). publications: nistpubs. [5]. Perry, W. (2006). Effective Methods for Software Testing Third Edition. Indianapolis. Wiley Publishing, Inc, 20-27. [6]. Purbo, O. (2012). Membuat Sendiri Cloud Computing Server Menggunakan Open Source. Yogyakarta: CV. Andi Offset. [7]. Ripandi, A. S. (2012). Membuat Layanan Sendiri Cloud Storage Dengan Owncloud. http://www.cloudindonesia.or.id/membuat-layanan-cloud-storage-sendiri. [8]. William, B. (2012). The Economics of Cloud Computing. Indianapolis: Cisco Press. 35 P age