MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM VIRTUAL MACHINE

MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM VIRTUAL MACHINE TESIS Oleh: HAFNI 107038039/TINF PROGRAM STUDI (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM VIRTUAL MACHINE TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika Oleh: HAFNI 107038039/TINF PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

PENGESAHAN Judul Tesis : MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM VIRTUAL MACHINE Nama Mahasiswa : HAFNI Nomor Induk Mahasiwa : 107038039 Program Studi : Magister Teknik Informatika Fakultas : Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Benny Benyamin Nasution Prof. Dr. Opim Salim Sitompul Diketahui/Disetujui Oleh Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis Nip. 195707011986011003

Telah diuji pada Tanggal : 19 Desember 1913 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Opim Salim Sitompul Anggota : 1. Dr. Benny Benyamin Nasution 2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis 3. Prof. Dr. Herman Mawengkang 4. Prof. Dr. Drs. Iryanto, M.Si

KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kepada ALLAH SWT, atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fasilkom-TI (Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi) Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Muhammad Zarlis, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan Sekretaris Program Studi M. Andri Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff pengajar pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara, yang telah bersedia membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikan tepat pada waktunya. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Opim Salim Sitompul selaku pembimbing utama dan kepada Dr. Benny Benyamin Nasution, selaku pembimbing Anggota yang dengan penuh kesabaran menuntun serta membimbing penulis hingga selesainya tesis ini dengan baik. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Prof. Dr. Drs. Iryanto,M.Si dan Prof. Dr Herman

Mawengkang, sebagai pembanding yang telah memberikan saran dan mutivasi serta arahan yang baik demi penyelesaian tesis ini. Staff Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan pelayanan terbaik kapada penulis selama mengikuti perkuliahan hingga saat ini. Kepada Ayahanda Alm. Bukhari Lubis, Ibunda Yunismah selaku orang tua, kepada A. Sirait dan T. Manurung selaku mertua, kepada Istri tersayang Lenni Marlina br Sirait, Amd, dan kepada ketiga buah hati penulis Hanifah Khairunnisa br Lubis, Khaiyirah Rahmadani br Lubis dan Salsa Nuriah Sabila br Lubis, kepada abangda dan kakanda, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala pengorbanannya, baik moril maupun materil budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada ALLAH SWT. Rekan mahasiswa/i Angkatan kedua tahun 2010 pada Program Pascasarjana Fakultas Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu penulis baik berupa dorongan semangat dan doa selama mengikuti perkuliahan. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dalam tesis ini, terimakasih atas segala bantuan dan doa yang diberikan. Dengan segala kekurangan dan kerendahan hati, sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih. Semoga kiranya ALLAH SWT yang membalas segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan. Medan, 19 Desember 2013 Penulis, HAFNI NIM :107038039

ABSTRAK Virtualisasi adalah suatu konsep yang digunakan untuk pembagian sumber daya, seperti sistem operasi, server, perangkat penyimpanan atau sumber daya jaringan. Dengan virtualisasi, beberapa sistem operasi dapat berjalan bersamaan dengan aman pada satu mesin. Proses virtualisasi ditangani oleh satu kernel kecil yang disebut hypervisor atau virtual machine monitor (VMM), yang dapat membuat satu atau lebih virtual machine. Teknologi virtualisasi dapat mengurangi kompleksitas pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak, distribusi pengujian dan pemeliharaan. Dari sisi sistem operasi, teknologi virtualisasi dapat menghindari ketidaksesuaian perangkat keras, menghemat waktu dan biaya pengujian, meminimalkan biaya upgrade serta menghilangkan masalah ketidaksesuaian perangkat lunak pada mesin. Perangkat lunak VMware Workstation yang digunakan untuk membangun virtual machine, metode pengujian yang dilakukan dengan menjalankan beberapa model antrian seperti FCFS, SJF, round robin serta priority ke dalam virtual machine. Di dalam pengujian yang dilakukan dengan rata-rata waktu menunggu, rata-rata waktu respon dan rata-rata waktu turnaround serta mencatat waktu CPU memproses job, waktu CPU idle dan waktu CPU busy, dari parameter tesebut diharapkan tujuan penelitian adalah diketahuinya virtual machine yang lebih efesien dan optimal 60% dalam memproses job yang diuji dengan beberapa model antrian adalah sistem virtual machine 2. Penelitian lanjutan yang sangat berpotensi adalah dari pengembangan tesis ini membangun simulasi secara online. Kata Kunci : Virtual Machine, Waktu Tunggu, Waktu Respon dan waktu turnaround, Sumber daya i

QUEUE MODEL OF PERFORMANCE ANALYSIS VIRTUAL MACHINE SYSTEM ABSTRACT Virtualization is a concept that is used for the distribution of resources, such as operating systems, server, storage device or network resources. With virtualization, multiple operating systems can run concurrently on one machine safely. Virtualization process is handled by a small kernel called the hypervisor or virtual machine monitor ( VMM ), which can create one or more virtual machines. Virtualization technology can reduce the complexity of development of hardware and software, testing and maintenance of distribution. In terms of operating systems, virtualization technology can avoid hardware incompatibility, saving time and cost of testing, minimizing costs and eliminating incompatibility issues upgrading the software on the machine VMware Workstation software is used to build a virtual machine, the method of testing is done by running some queuing models such as FCFS, SJF, round robin and priority to the virtual machine. In the tests performed with an average wait time, average response time and average turnaround time and record the CPU time to process a job, the CPU idle time and CPU busy time, of parameters expected proficiency level is known study destination virtual machine more efficient and optimal 60% processing jobs that were tested with several models of queuing is virtual machine system 1. Advanced research potential of the development of this thesis is to build simulations online. Keywords : Virtual Machine, Virtualization, Wait Time, Time Services, Resources ii

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL PENGESAHAN PERNYATAAN ORISINALITAS PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI PANITIA PENGUJI RIWAYAT HIDUP KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii vii viii ix BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1 1 3 3 iii

1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 4 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Virtual Machine 2.1.1 Kelebihan Virtual Machine (VM) 2.1.2 Kekurangan Virtual Machine (VM) 2.2 Jenis Jenis Virtual Machine 2.2.1 Sistem Virtual Machine 2.2.2 Proses Virtual Machine 2.2.3 Virtualisasi Penuh 2.2.4 Virtualisasi Paruh 2.2.5 Virtualisasi Asli 2.3 VMware Workstation Versi 9. 2.4 Model Antrian 2.4.1 Komponen Dasar Dalam Sistem Antrian 2.4.2 Proses Markov 2.4.3 Notasi Kendall 2.4.4 Kondisi Stabil 2.4.4.1 Jumlah Dalam Sistem vs Jumlah Dalam Antrian 2.4.4.2 Jumlah vs Waktu 5 6 7 7 7 8 8 9 9 9 9 10 13 14 16 16 16 2.4.4.3 Waktu Dalam Sistem vs Waktu DAlam Antrian 17 2.4.5 Antrian Pada Jaringan (Network of queue) 17 iv

2.4.6 Jaringan Terbuka 2.4.8 Jenis-Jenis Bentuk Antrian 18 20 2.4.7 Teori Jackson 20 2.4.9 Waktu Perhitungan 2.5 Penelitian Terkait 22 23 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 25 3.1 Waktu Penelitian 25 3.2 Bagan Alir Penelitian 25 3.2.1 Data (job) 26 3.2.2 Analisa dan Rancangan Penelitian 26 3.2.3 Arsitektur Virtual Machine Dengan Klien 27 3.2.4 Menentukan Model Antrian 28 3.2.5 Menentukan Virtual Machine 28 3.2.5.1 Proses Antrian Pada Virtual Machine 1 28 3.2.5.2 Proses Antrian Pada Virtual Machine 2 29 3.2.5.3 Proses Antrian Pada Virtual Machine 1 dan Virtual Machine 2 29 3.3 Simulasi 30 3.3.1 FCFS ( First Come Fisrt Served) 30 3.3.2 Shortest Job First ( SJF) 31 3.3.2.1 SJF Non-Preemptive 31 3.3.2.2 SJF Preemptive : 33 v

3.3.3 Round Robin 34 3.3.4 Prioritas 36 3.3.4.1 Priority Preemptive 36 3.3.4.2 Priority Non Preemptive 37 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS 39 4.1 Pengujian Antara Client Dengan Server Pada Virtual Machine 39 4.2 Aktivitas UML Login Dari Client Dengan Server Pada Virtual Machine 40 4.3 Aktivitas Program Menggunakan UML Pada Virtual Machine 1 (Windows 7 Ultimate) dan Virtual Machine 2 (Linux Fedora Core 17) 41 4.4 Hasil Pengujian Pada Virtual Machine Dengan Beberapa Model Antrian 42 4.4.1 Hasil Pengujian Client 1 Pada Virtual Machine 1 43 4.4.2 Hasil Pengujian Client 2 Pada Virtual Machine 2 44 4.5. Hasil Pengujian Client 1 dan Client 2 Kecepatan Pada Virtual Machine. 45 4.6 Hasil Pengujian Client 1 dan Client 2 CPU Dalam Virtual Machine 1 dan Virtual Machine 2. 46 4.7 Analisis Kinerja Sistem Virtual Machine. 48 4.7.1 Analisis Nilai Minimum Waktu Tunggu, Nilai Minimum Waktu Respon dan Nilai Minimum Waktu Turnaround. 48 4.7.2 Analisis Nilai Maksimum Waktu Tunggu, Nilai Maksimum Waktu Respon dan Nilai Maksimum Waktu Turnaround. 48 4.7.3 Analisis Nilai Rata-rata Waktu Tunggu, Nilai Rata-rata Waktu Respon dan Nilai Rata-rata Waktu Turnaround. 49 vi

4.8 Analisis Berdasarkan Pengujian Kecepatan Masing-masing Sistem Virtual Machine. 49 4.9 Analisis Kinerja Sistem Virtual Machine Berdasarkan CPU Time, CPU Idle dan CPU Busy 49 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 51 5.1 Kesimpulan 51 5.2 Saran-Saran 51 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR PUBLIKASI ILMIAH PENULIS TESIS vii

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 : Perhitungan Pada FCFS 30 Tabel 3.2 : Perhitungan Pada SJF Non Preemptive 32 Tabel 3.3 : Perhitungan Pada SJF Preemptive 33 Tabel 3.4 : Perhitungan Pada Round Robin 35 Tabel 3.5 : Perhitungan Pada Priority 36 Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Client 1Wait, Respon Dan Turnaround Virtual Machine 1 43 Tabel 4.2 : Hasil Pengujian Client 2 Wait, Respon dan Turnaround Tabel 4.3 : Virtual Machine 2 44 Hasil Pengujian Kecepatan Memproses job Pada Virtual Machine 45 Tabel 4.4 : Hasil Pengujian Kecepatan CPU Virtual Machine 1 Dan Virtual Machine 2 47 viii

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 : Struktur Virtual Machine 5 Gambar 2.2 : Masalah Antrian 10 Gambar 2.3 : Komponen Dasar Antrian 11 Gambar 2.4 : State Proses Markov 14 Gambar 2.5 ; Variabel Yang digunakan Dalam Manganlisa Antrian 15 Gambar 2.6 : Feedforward (tandem) Antrian Jaringan 19 Gambar 2.7 : Acyclic Jaringan 19 Gambar 2.8 : Jaringan Tertutup 20 Gambar 2.9 : Antrian Tunggal Banyak Server Dalam Paralel 20 Gambar 2.10 : Antrian Tunggal Server Antrian 20 Gambar 2.11 : Antrian Tunggal Satu Server 21 Gambar 2.12 : Banyak Antrian, Banyak Server Dalam Paralel 21 Gamabr 2.13 : Banyak Antrian, Banyak Server 21 Gambar 3.1 : Bagan Alir Penelitian 25 Gambar 3.2 : Arsitektur VMware Workstation dan Klien 27 Gambar 3.3 : Proses Antrian Pada Virtual Machine 1 (server) dengan Klien 28 Gambar 3.4 : Proses Antrian Pada Virtual Machine 2 (server) dengan Klien 29 Gambar 3.5 : Proses Antrian Pada Kedua Virtual Machine 1 dan Virtual Machine 2 (server ) dan Klien 32 Gambar 3.6 : Simulasi Model Antrian 30 Gambar 4.1 : Komunikasi Client Dengan Server Dalam Virtual Machine 39 Gambar 4.2 : Login Client Dengan Server Dalam Virtual Machine 40 Gambar 4.3 : Aktivitas Program Model Antrian Dalam Virtual Machine 41 ix