VIRTUALISASI STORAGE DAN NETWORK

VIRTUALISASI STORAGE DAN NETWORK

A.  VIRTUAL MEMORI ( VIRTUAL STORAGE )

1. Pengertian Virtual Storage

Memori virtual adalah suatu teknik yang memisahkan antara memori logis dan memori fisiknya. Teknik ini menyembunyikan aspek-aspek fisik memori dari pengguna dengan menjadikan memori sebagai lokasi alamat virtual berupa byte yang tidak terbatas dan menaruh beberapa bagian dari memori virtual yang berada di memori logis. 

Konsep memori virtual dikemukakan pertama kali oleh John Fotheringham pada tahun 1961 dengan menggunakan dynamic storage allocation pada sistem komputer atlas di Universitas Manchester. Sedangkan istilah memori virtual dipopulerkan oleh Peter J. Denning yang mengambil istilah 'virtual' dari dunia optik.

Gambar 1 Memori virtual lebih besar ukurannya dari memori fisik

 

Memori merupakan suatu tempat penyimpanan utama (primary storage) yang bersifat sementara (volatile). Ukuran memori yang terbatas menimbulkan masalah bagaimana menempatkan program yang berukuran lebih besar dari ukuran memori fisik dan masalah penerapan multiprogramming yang membutuhkan tempat lebih besar di memori. Dengan pengaturan oleh sistem operasi dan didukung perangkat keras, memori virtual dapat mengatasi masalah kebutuhan memori tersebut. Memori virtual melakukan pemisahan dengan menaruh memori logis ke disk sekunder dan hanya membawa halaman yang diperlukan ke memori utama.

Prinsip dari memori virtual yang perlu diingat adalah bahwa "Kecepatan maksimum eksekusi proses di memori virtual dapat sama, tetapi tidak pernah melampaui kecepatan eksekusi proses yang sama di sistem yang tidak menggunakan memori virtual.

2. Memori virtual dapat diimplementasikan dengan dua cara:

a.      Demand paging.

Menerapkan konsep pemberian halaman pada proses. Demand paging adalah salah satu implementasi dari memori virtual yang paling umum digunakan. Demand paging pada prinsipnya hampir sama dengan permintaan halaman (paging) hanya saja halaman (page) tidak akan dibawa ke dalam memori fisik sampai ia benar-benar diperlukan.

•       Penanganan Kesalahan pada Demand Paging

1)     CPU mengambil instruksi dari memori untuk dijalankan.

2)  Terjadi interupsi kesalahan halaman, maka interupsi itu menyebabkan trap pada sistem operasi.

3)    Jika referensi alamat yang diberikan ke sistem operasi ilegal atau dengan kata lain halaman yang ingin diakses tidak ada maka proses akan dihentikan. Jika referensi legal maka halaman yang diinginkan diambil dari disk.

4)     Halaman yang diinginkan dibawa ke memori fisik.

5)   Mengatur ulang tabel halaman sesuai dengan kondisi yang baru. Jika tidak terdapat ruang di memori fisik untuk menaruh halaman yang baru maka dilakukan penggantian halaman dengan memilih salah satu halaman.

6)     Setelah halaman yang diinginkan sudah dibawa ke memori fisik maka proses dapat diulang.

•     Kelebihan Demand Paging

1.  Memori virtual yang besar. Memori logis tidak lagi terbatas pada ukuran memori fisik. Hal ini berarti bahwa besar suatu program tidak akan terbatas hanya pada ukuran memori fisik tersedia.
2.  Penggunaan memori yang lebih efisien. Bagian program yang dibawa ke memori fisik hanyalah bagian program yang dibutuhkan sementara bagian lain yang jarang digunakan tidak akan dibawa.
3. Meningkatkan derajat multiprogamming.
4. Derajat multiprogramming menunjukkan banyaknya proses yang berada di memori fisik.
5.  Penggunaan I/O yang lebih sedikit. Hal ini dapat terjadi karena permintaan halaman hanya membawa bagian yang diperlukan dari suatu program.

b.      Demand segmentation

Demand Segmentation lebih kompleks diterapkan ukuran segmen yang bervariasi. Segmentasi adalah sebuah bagian dari managemen memori yang mengatur pengalamatan dari memori yang terdiri dari segmen-segmen. Keuntungan dari segmentasi adalah menyangkut masalah pembagian penggunaan kode atau data.

Setiap proses mempunyai tabel segmen yang digunakan oleh dispatcher untuk menentukan tabel segmen dari perangkat keras yang mana akan digunakan ketika proses yang bersangkutan di eksekusi oleh CPU. Segmen akan berbagi ketika anggota dari elemen tabel segmen yang berasal dari dua proses yang berbeda menunjuk ke lokasi fisik yang sama. Pembagian tersebut terjadi pada level segmen, maka, informasi apa pun dapat dibagi jika didefinisikan pada level segmen.

•       Kinerja

Dalam proses demand paging, jika terjadi page fault maka diperlukan waktu yang lebih lambat untuk mengakses memori daripada jika tidak terjadi page fault. Hal ini dikarenakan perlu adanya penanganan page fault itu sendiri. Kinerja demand paging ini dapat dihitung dengan menggunakan effective access time yang dirumuskan sebagai berikut:

effective access time = (1 – p) x ma + p x page fault time

   

3. Keuntungan Penggunaan Memori Virtual

1.  Berkurangnya proses I/O yang dibutuhkan . Misalnya untuk program butuh membaca dari disk dan memasukkan dalam memory setiap kali diakses.
2. Ruang menjadi lebih leluasa karena berkurangnya memori fisik yang digunakan. Contoh, untuk program 10 MB tidak seluruh bagian dimasukkan dalam memori fisik. Pesan-pesan error hanya dimasukkan jika terjadi error.
3. Meningkatnya respon, karena menurunnya beban I/O dan memori.
4. Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani.

    

4. Macam-macam Virtualisasi Storage

a. Virtual Memory Di Windows

Pada komputer jumlah memory yang tersedia adalah jumlah antara memory fisik/RAM dengan virtual memory. Virtual memory adalah sebuah porsi pada hard disk yang di-set menyerupai RAM oleh system. Virtual memory merupakan ruang penyimpanan sementara yang digunakan untuk menjalankan program yang membutuhkan memory yang lebih besar dari memory fisik.

Windows merekomendasikan ukuran minimal dari vitual memory adalah 1.5 kali dari memory fisik. Jika anda memiliki beberapa harddisk, misal hardisk pertama adalah C: dan harddisk kedua adalah D: dan anda jarang menggunakan drive D:, anda dapat memindahkan virtual memory ke drive D:. Memindahkan virtual memory ke harddisk yang jarang digunakan akan sedikit meningkatkan performa.

Cara Kerja

Virtual Memory digunakan dengan membuat suatu file khusus yang disebut swapfile atau paging file. Virtual memory digunakan pada saat operating system kehabisan memory, dimana o.s. akan memindahkan data yang paling terakhir diakses ke dalam swapfile di hardisk. Hal ini mengosongkan/ membebaskan beberapa ruang kosong pada memory untuk aplikasi yang akan digunakan selanjutnya. Operating system akan melakukan hal ini secara terus menerus ketika data baru diisi pada ram.

b. Virtual Memory Di Linux

Managemen Memori di Linux

Memori managemen merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem operasi. Karena adanya keterbatasan memori, diperlukan suatu strategi dalam menangani masalah ini. Jalan keluarnya adalah dengan menggunakan memori virtual. Dengan memori virtual, memori tampak lebih besar daripada ukuran yang sebenarnya.

Ruang alamat yang besar

Sistem operasi membuat memori terlihat lebih besar daripada ukuran memori sebenarnya. Memori virtual bisa beberapa kali lebih besar daripada memori fisiknya.

Pembagian memori fisik yang adil

Managemen memori membuat pembagian yang adil dalam pengalokasian memori antara proses-proses.

• Virtual PFN
• PFN fisik
• informasi akses page dari page tersebut

Untuk menerjemahkan alamat virtual ke alamat fisik, pertama-tama CPU harus menangani alamat virtual PFN dan offsetnya di virtual page. CPU mencari tabel page proses dan mancari anggota yang sesuai degan virtual PFN. Ini memberikan PFN fisik yang dicari. CPU kemudian mengambil PFN fisik dan mengalikannya dengan besar page untuk mendapat alamat basis page tersebut di dalam memori fisik. Terakhir, CPU menambahkan offset ke instruksi atau data yang dibutuhkan. Dengan cara ini, memori virtual dapat dimap ke page fisik dengan urutan yang teracak.

B.  Virtual Network

1.     Pengertian 
Virtual network adalah  jaringan komputer yang terdiri dari jaringan virtual yang saling terhubung (virtual network link). Virtual Network Link adalah hubungan yang terjadi tanpa koneksi fisik (kabel atau nirkabel) antara dua perangkat komputer, tetapi diimplementasikan dengan menggunakan metode virtualisasi jaringan.

Bentuk umum dari virtualisasi jaringan terdiri dari 2 bagian :

a.    Protocol-based, misalnya VLAN, VPN, dan VPLS

•  Sebuah VLAN dapat dibuat dengan partisi LAN fisik menjadi beberapa LAN logis menggunakan ID VLAN. Atau, beberapa LAN fisik dapat berfungsi sebagai LAN logis tunggal. Jaringan dipartisi dapat pada satu router , atau beberapa VLAN dapat di beberapa router seperti beberapa fisik LAN akan. Sebuah VLAN dapat di VPN.
•  Sebuah virtual private network (VPN) terdiri dari beberapa jarak jauh titik akhir (biasanya router, gateway VPN klien perangkat lunak) bergabung dengan semacam terowongan melalui jaringan lain, biasanya jaringan pihak ketiga. Dua titik akhir tersebut merupakan 'Point to Point Virtual Private Network (VPN atau PTP). Menghubungkan lebih dari dua titik akhir dengan meletakkan di tempat mesh terowongan menciptakan 'Multipoint VPN'.
• Sebuah VPLS (Virtual Private LAN Service) adalah jenis tertentu Multipoint VPN. VPLS dibagi menjadi Transparan LAN Services (TLS) dan Ethernet Virtual Connection Services. Sebuah TLS mengirimkan apa yang diterimanya, sehingga memberikan pemisahan geografis, tetapi tidak subnetting VLAN. Sebuah EVCS menambahkan ID VLAN, sehingga memberikan pemisahan geografis dan VLAN subnetting.

b. Virtual devices-based, seperti jaringan yang menghubungkan mesin virtual di dalam hypervisor. 
Sebuah contoh umum dari jaringan virtual yang didasarkan pada perangkat virtual adalah jaringan di dalam hypervisor mana lalu lintas antara server virtual yang diarahkan menggunakan switch virtual (vSwitches) bersama dengan router virtual dan firewall virtual untuk segmentasi jaringan dan isolasi data. Jaringan tersebut dapat menggunakan protokol non-virtual seperti Ethernet serta protokol virtualisasi seperti protokol VLAN IEEE 802.1Q .

2.      Konsep VmWare Virtual Networking

Tiga penyedia sarana vmware untuk mensinergiskan kemampuan jaringan dengan baik dengan canggih. Kemampuan jejaring yang diberikan oleh vmware esx vmware virtual center dan server. Dengan jaringan virtual, kita dapat melakukan di dalam mesin virtual sama seperti kita bisa membangun mesin yang rumit dan fisik dalam jaringan pelayanan di berbagai seluruh dunia, produksi dan pengembangan deployments untuk digunakan atau tujuan. Tombol pada mesin sehingga virtual host server yang sama dengan orang lain untuk melakukan hal yang sama dengan menggunakan protokol yang akan digunakan di atas fisik tanpa perlu melakukan penambahan jaringan fisik. Server esx juga mendukung virtualisasi sesuai dengan standar yang vlans vlan implementations dari pedagang lain.

Sebuah mesin yang dapat digunakan satu atau lebih konfigurasi dengan ethernet adapter. Masing-masing alamat ip yang telah kita lakukan. Sebagai hasilnya, mesin dengan sifat fisik yang sama seperti jaringan mesin dari virtual. Dengan conceptsin vmware jaringan itu, membuat jaringan dengan fungsi fisik dengan jaringan ini tidak mungkin. Ini merupakan pedoman untuk pengguna yang menginginkan infrastruktur vmware 3 pemahaman yang jelas tentang desain dasar dari kemampuan jaringan prasarana vmware 3 dalam merancang dan penempatan dalam cara yang mempengaruhi datacenter itu.

3.      Perangkat yang Membangun Jaringan Virtual

a.      Virtual Switch

switch fisik, sebuah tombol  yang memunginkan kita untuk terhubung dengan komponen jaringan lainnya secara bersama. Virtual switch yang dibuat oleh software VMware Workstation, dibutuhkan sebanyak Sembilan switch. Kita dapat menghubungkan satu atau lebih mesin virtual ke switch.

Secara default, beberapa switch dan jaringan yang terkait menggunakan nama konfigurasi khusus :

•       Bridge network menggunakan VMnet0
•       Jaringan host-only menggunakan VMnet1
•       Jaringan NAT menggunakan VMnet8

Cara  menghubungkan mesin virtual ke switch  yaitu dalam mesin editor ada pengaturan editor, pilih adapter jaringan virtual untuk menghubungkan, kemudian konfigurasi adapter untuk menggunakan jaringan virtual yang diinginkan.

b.      Bridge

Bridge memungkinkan kita untuk menghubungkan mesin virtual ke LAN yang digunakan oleh host computer kita. Ini akan menghubungkan jaringan adapter didalam mesin virtual kita ke adapter Ethernet fisik didalam host computer.

Bridge dipasang selama instalasi VMware Workstation ( pada host linux, kita harus memilih untuk membuat jaringan bridge yang tersedia untuk mesin virtual). Bila membuat mesin virtual baru menggunakan jaringan bridge, bridge sudah diatur secara otomatis.

c.       Host Virtual Adapter

Host virtual adapter adalah adapter Ethernet virtual yang muncul untuk system operasi host kita sebagai VMware Ethernet adapter virtual pada host windows dan sebagai antarmuka host-only pada host linux. Host virtual adapter memungkinkan kita untuk berkomunikasi antar host computer dan mesin virtual pada host computer. Host virtual adapter digunakan dalam host-only dan konfigurasi NAT.

Host virtual adapter tidak terhubung ke jaringan eksternal kecuali jika kita mengatur perangkat lunak khusus pada host computer - proxy server, misalnya untuk menghubungkan adapter host-only ke adapter jaringan fisik. Perangkat lunak yang menciptakan host virtual adapter diinstal ketika kita menginstal VMware Workstation (pada host linux, kita harus pilih memnuat host-only jaringan yang tersedia untuk mesin virtual). Host virtual adapter kemudian dibuat secara otomatis ketika kita boot host computer.

d.      NAT Device

NAT (network address translation) merupakan perangkat yang memungkinkan kita untuk menghubungkan mesin virtual ke jaringan eksternal ketika kita hanya memiliki satu alamat IP jaringan pada jaringan fisik, dan alamat yang digunakan oleh host komputer. Kita bisa menggunakan NAT untuk menghubungkan mesin virtual ke Internet melalui koneksi dial-up pada host komputer, melalui adapter Ethernet host komputer, atau melalui adapter Ethernet nirkabel. NAT juga berguna ketika kita harus terhubung ke jaringan non-Ethernet, seperti Token Ring atau ATM.

Perangkat NAT sudah diatur secara otomatis ketika kita menginstal VMware Workstation. (Pada host Linux, kita harus memilih untuk membuat NAT yang tersedia untuk mesin virtual).

e.       DHCP Server

DHCP (host protokol konfigurasi dinamis) server menyediakan alamat jaringan IP untuk mesin virtual dalam konfigurasi yang tidak dijembatani ke jaringan eksternal. misalnya, host-only dan konfigurasi NAT.

f.       Network Adapter

Suatu adapter jaringan virtual diatur untuk mesin virtual saat kita membuatnya dengan Mesin Virtual Wizard baru menggunakan berbagai jenis jaringan.

  

4.     Komponen VMWare Infrastruktur Networking 

3 komponen jaringan yang menyusun sebuah rancangan jaringan modular untuk menggunakan ruang gerak yang maksimal .Komponen kunci virtual yang disediakan oleh jaringan infrastruktur virtual 3 ethernet yang virtual adapters , mesin virtual yang digunakan oleh individu , dan tombol virtual , yang menghubungkan mesin virtual untuk satu sama lain dan berhubungan baik dan mesin virtual server esx pelayanan yang nyaman untuk jaringan eksternal , seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Bagian yang telah mengikuti masing-masing dari semua komponen tersebut .

 

Gambar 2. Komponen yang mengelola jaringan virtual

Vmware virtual center menyediakan alat untuk membangun dan memelihara infrastruktur jaringan virtual anda, seperti terlihat pada gambar 5. Anda dapat menggunakan virtual center untuk menambahkan, hapus, mengubah dan switch untuk mengatur virtual dan pelabuhan VLAN dan bekerja sama dengan kelompok. Anda dapat menggunakan fitur virtual center peran untuk menetapkan izin membutuhkan administrator jaringan untuk mengelola jaringan maya.

Referensi

Hillview Ave. Palo Alto. 2007, VMware Virtual Networking Concepts. U.S.A: VmWare Information Guide

DemandSegmentation_TBM_CarlisleTW

Internet Virtual Storage. Diakses pada tanggal 30 maret 2015. Diperoleh dari : http://www.cryer.co.uk/resources/virtualstorage.htm

Kuswari Hernawati. Internet Virtual Storage sebagai Alternatif Penyimpanan Data

Wikipedia. Virtual Network. Diakses pada tanggal 30 Maret 2015. Diperoleh dari: http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_network

VMware Workstation 5.5 Components of the Virtual Network Komponen Virtual Network. Diakses pada tanggal 30 Maret 2015. Diperoleh dari: https://www.vmware.com/support/ws55/doc/ws_net.html