VIRTUALISASI

Sebelum kita melihat pengetian dari Virtualisasi itu sendiri, saya akan menjelaskan sedikit tentang apa itu virtual terlebih dahulu.

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, virtual adalah tampil atau hadir dengan menggunakan perangkat lunak komputer, misalnya di internet. Virtual juga didefinisikan sebagai mirip atau sangat mirip dengan sesuatu yang dijelaskan.

Virtual juga dapat diartikan sebagai sesuatu yang mirip dengan sesuatu yang dijelaskan. Terakhir, virtual dapat diartikan tampil atau hadir menggunakan perangkat lunak komputer, contohnya internet. Virtual berkaitan dengan perkembangan komunikasi dan teknologi.

Setelah kita mengetahui sedikit tentang apa itu Virtual selanjutnya kita langsung pada pengertian Virtualisasi

Apa itu virtualisasi? Virtualisasi adalah sebuah proses berbasis software atau virtual, representasi dari sesuatu, baik itu aplikasi virtual, server, ruang penyimpanan, dan koneksi. Virtualisasi merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mengurangi ongkos IT sekaligus meningkatkan efisiensi untuk segala macam bisnis.

Sebagai contoh, bayangkan Anda memiliki tiga server fisik dengan kegunaannya masing-masing. Server pertama merupakan mail server, kedua adalah web server, dan yang terakhir adalah aplikasi internal. Setiap server sudah memiliki kapasitas 30%. Akan tetapi, karena server aplikasi adalah yang penting untuk operasional, Anda harus menjaga performanya dan server ketiga yang menghostingnya.

Pada Virtualisasi sendiri ada berbagai jenis antara lain virtualisasi perangkat keras, perangkat lunak, jaringan, data , sistem operasi, penyimpanan, server, dan memori.

Virtualisasi Sistem Operasi adalah penggunaan piranti lunak yang memungkinkan untuk dapat menjalankan beberapa sistem operasi secara bersamaan. Dengan virtualisasi, beberapa sistem operasi dapat berjalan secara bersamaan pada satu buah komputer.

Virtualisasi jaringan adalah penggabungan sumber daya yang tersedia dalam jaringan dengan cara membagi ketersediaan bandwidth ke dalam sejumlah server. Bagi perusahaan, ada tiga mesti mengadopsi virtualisasi jaringan, yaitu: otomatisasi TI, keamanan (security), dan kontinuitas aplikasi (application continuity) – memungkinkan perusahaan untuk membuat aplikasi tetap tersedia, meskipun berada di datacenter yang berbeda.

Virtualisasi penyimpanan adalah penggabungan media penyimpanan fisik pada jaringan, dikelola oleh konsol pusat.  Virtualisasi penyimpanan seperti ini umumnya menggunakan konsep Storage Area Networks (SAN). SAN merupakan sebuah jaringan berkecepatan sangat tinggi yang khusus, terdiri dari server dan media penyimpan. SAN adalah solusi konfigurasi masa depan media penyimpanan data dalam jumlah besar berbasis online.

Virtualisasi data adalah pendekatan untuk data management yang memungkinkan aplikasi untuk mengambil dan memanipulasi data tanpa memerlukan detail teknis tentang data, seperti bagaimana data tersebut diformat atau di mana data secara fisik berada. Sedangkan virtualisasi server adalah penyembunyian sumber daya server (termasuk jumlah dan identitas individu server fisik, prosesor, dan sistem operasi) dari server pengguna.

Ada banyak manfaat keuntungan yang diperoleh perusahaan dengan melakukan virtualisasi. Antara lain:

1. Penghematan baiaya investasi, khususnya pembelian hardware.

Beberapa dekade yang lalu, teknologi komputer semakin populer sejak pertama kali ditemukannya. Berbagai kegiatan dipermudah dengan kehadiran komputer ini. Tentunya, bagi perusahaan keberadaan komputer ini sangat diperlukan untuk mendukung kinerja bisnisnya. Termasuk untuk menyimpan data konsumen atau penjualan. Oleh karena itu, agar bisa menyimpan lebih banyak, maka diperlukan lebih banyak komputer (hardware).

Namun, dengan adanya virtualisasi, maka hardware yang banyak tidak diperlukan lagi. Perusahaan bisa menyimpan lebih banyak data tanpa harus menambah jumlah hardware. Jadi, virtualisasi menekan jumlah biaya yang harus dikeluarkan perusahaan untuk membeli hardware baru.

2. Memudahkan backup dan recovery – tidak perlu melakukan instalasi dan konfigurasi ulang (cukup mengambil salinan dan melakukan restore hasil backup terakhir).

Bayangkan ketika komputer tiba-tiba terkena virus, sehingga tidak bisa digunakan. Padahal, semua data perusahaan tersimpan di situ. Tentu saja kerugian akan diderita perusahaan.

Nah, dengan virtualisasi persoalan semacam itu akan bisa dihindari. Sebab, dengan virtualisasi, data akan di-backup secara berkala otomatis di cloud. Jika salah satu hardware di perusahaan mengalami kerusakan, maka tidak perlu khawatir karena data tersebut masih bisa dibaca dan digunakan lagi. Dengan begitu kegiatan operasional bisnis tidak terganggu dan bisa menjadi lebih efisien.

3. Mengurangi panas pada datacenter

Banyaknya hardware yang terdapat pada datacenter membuat ruangan di sana cepat panas akibat kinerja dari hardware tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak hardware maka memerlukan pendingin yang lebih banyak untuk membuat suhu tetap stabil.

Nah, virtualisasi yang dimanfaatkan pada datacenter berguna untuk mengurangi jumlah penggunaan hardware. Di sisi lain, hal ini juga akan berimbas pada pengurangan jumlah pendingin ruangan.

Selain hemat tempat, pengurangan jumlah pendingin akibat virtualisasi juga akan mengurangi pengeluaran operasional dalam hal biaya listrik. Untuk perusahaan skala kecil, penggunaan virtualisasi diprediksi dapat menurunkan konsumsi listrik setidaknya minimal 25%. Sementara untuk skala besar, penghematan energi dapat mencapai 80%.

4. Kemudahan dalam deployment – dapat dikloning sebanyak mungkin dan dapat dijalankan pada mesin lainn dengan mengubah sedikit konfigurasi

Istilah pada Virtualisasi

• Hypervisor / Virtualizer: Perangkat lunak uang melakukan virtualisasi system dan monitoring sumberdaya komputasi.
• Host: Sebuah komputer / server fisik yang dipasangkan software virtualisasi / hypervisor.
• Guest: Sistem virtual yang berjalan diatas sistem virtualisasi.
• Emulasi: Sebuah teknik konversi perintah atau intruksi melalui perangkat. Emulasi menciptakan overhead (semakin kompleks perintah yang diemulasikan, semakin besar overhead)

Ketika kita ingin melakukan proses emulasi sesuatu pasti butuh software yang namanya Emulator contohnya antara lain: DOSbox, Bochs, Qemu, Synamips/Dynagen, ePSXe, Bluestacks, Memu player, NoxPlayer.

Jenis – Jenis Vortualisasi Mesin

1. Partial Virtualization

Partial Virtualization merpakan teknik virtualisasi atau simulasi perangkat keras, dimana tidak smeua bagian dari pernagkat keras, dimana tidak semua bagian dari perangkat tersebut di-virtual-kan, sehingga diperlukan modifikasi sebagian pada sistem operasi atau perangkat lunak guest.

Misal: Compatible Time-Sharing System (CTTS) pada IBM M44/44X.

2. Full Virtualization

Full Virtualization merupakan teknik virtualisasi atau simulassi lengkap semua perangkat keras yang digunakan guest. Misal: Vmware, VirtualBox, Parallels Desktop, dll. Sistem pada guest dapat berjalan tanpa modifikasi. Semua Guest mendapatkan sebuah virtual hardware, dan smeua virtual hardware dikelola oleh hypervisor.

3. Paravirtualization

Paravirtualization merupakan sebuah teknik virualisasi dengan melakukan eksekusi permintaan dari guest (OS) sehingga meniru perilaku kerja sebuah sistem perangkat keras yang berbeda. Misal: Xen. Paravirtualization juga tidak dilakukan simulais lengkap, melainkan permintaan guest dilayani melalui API Ipara API). Guest perlu dipersiapkan/dimodifikasi untuk berjalan dalam lingkungan ini

Istilah pada Paravirtualization

• Dom0: Guest OS utama yang ditumpangkan pada host untuk mengelola dan melayani guest lainnya.

Dom0 dapat mengakses langsung ke hardware pada host

• DomU: Guest OS yang dikelola oleh Dom0, mengakses hardware melalui para PI pada Dom0.

Perbandingan antara Full Virtualization dan Paravirtualization

• Full Virtualization :

Virtualisasi penuh adalah generasi pertama dari solusi perangkat lunak terkait virtualisasi server dan dikembangkan pada tahun 1966 oleh IBM. Ia bekerja dengan menggabungkan terjemahan biner dan eksekusi langsung di mana OS tamu sepenuhnya terpisah dari perangkat keras dasar dan lapisan virtualisasi. Oleh karena itu, apa pun mesin virtual yang menghasilkan penerjemah dinamis menulis ulang ke perangkat keras yang menggarisbawahi. Ini melibatkan kurangnya kesadaran di akhir OS tamu tentang virtualisasi dan modifikasinya tidak bisa dihindari.

Kekurangan lain dari virtualisasi penuh adalah terjemahan biner juga membutuhkan banyak waktu dan dapat mencapai overhead kinerja yang sangat besar. Aplikasi intensif I / O sangat menantang untuk menggunakan virtualisasi penuh.

• Paravirtualization :

Paravirtualisasi tidak lain adalah interaksi OS tamu ke hypervisor untuk meningkatkan kinerja dan produktivitas. Tidak seperti virtualisasi penuh, paravirtualisasi tidak menerapkan isolasi lengkap; sebaliknya, isolasi parsial diterapkan dalam pendekatan ini. Ini juga mengubah kernel OS untuk menggantikan hypercall sebagai pengganti instruksi yang tidak dapat divirtualisasikan.Tujuan dari hypercalls adalah untuk berinteraksi dengan hypervisor lapisan virtualisasi secara langsung.

Dalam paravirtualisasi, terdapat berbagai fungsi yang dilakukan oleh hypervisor seperti pengaturan antar muka hypercalls untuk fungsi kernel penting lainnya seperti manajemen memori, pengatur waktu dan penanganan interupsi. Manfaat utama paravirtualization adalah dapat dengan mudah mengurangi overhead virtualisasi. beban kerja userspace mendapatkan sangat sedikit, dan menutup performa asli yang tidak diperoleh untuk semua beban kerja.

Kesimpulan :

Virtualisasi penuh berbeda dari para-virtualisasi karena dalam virtualisasi penuh, OS yang tidak dimodifikasi berjalan dengan cara terisolasi lengkap. Di sisi lain, dalam paravirtualization, mesin Virtual tidak sepenuhnya mengisolasi OS tetapi memodifikasinya untuk membuatnya kompatibel dengan API tertentu.

(Intel VT-x/AMD-V) dengan (VT-d/AMD-Vi), serta perbedaannya

Teknologi virtualisasi diperkirakan menjadi teknologi yang semakin tren pada masa mendatang. Melihat tren ini, vendor-vendor hardware seperti intel dan amd menjadi salah satu vendor yang mengembangkan teknologi virtualisasi ini melalui produk prosesornya.

AMD -V

pada tahun 2006, AMD memproduksi AMD Virtualization (AMD-V) sebuah processor yang mula-mula berkodekan “Pacifica” yang diklaim sebagai processor pertama yang mendukung teknologi virtualisasi. Kemampuan AMD-V ini tersedia pada keluarga processor Athlon 64 dan Athlon 64 X2, Turion 64 X2, generasi ke-2 dan ke-3 Opteron, processor Phenom dan Phenom II. Sedangkan untuk Intel, processor dengan teknologi virtualisasi ini mulanya dikenal dengan kode “Vanderpool”.

Intel VT-x

Lalu Intel meluncurkan dukungan teknologi virtualisasi ini dengan brand VT-x pada tahun 2006 yang dikhusukan untuk platform x86. Perlu dicatat bahwa tidak semua processor Intel terbaru dapat mendukung teknologi virtualisasi. Beberapa processor yang mendukung VT-x adalah beberapa tipe Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme, seri Xeon (3000, 5000, 7000), processor Intel i7, processor Dual Core E6300, dan beberapa versi E5300 dan E5400. Fitur dukungan virtualisasi ini perlu diaktifkan terlebih dahulu melalui BIOS, sebelum aplikasi dapat memanfaatkannya karena beberapa produsen motherboard/BIOS/chipset secara default men-disable fitur ini.

Intel VT-d

Teknologi virtualisasi pada intel (vt-d) memperluas peta jalan teknologi virtualisasi intel (vt) dengan menyediakan bantuan perangkat keras untuk solusi virtualisasi. Teknologi intel vt-d melanjutkan dari intel virtualisasi ia-32 (vt-x) dan itanium (vt-i), teknologi ini juga menambahkan dukungan baru untuk virtualisasi perangkat i / o.

Intel vt-d dapat membantu pengguna untuk meningkatkan keamanan dan keandalan sistem dan juga meningkatkan kinerja perangkat i / o dalam lingkungan tervirtualisasi. ini secara inheren membantu manager mengurangi total biaya kepemilikan keseluruhan dengan mengurangi potensi waktu untuk henti dan meningkatkan produktivitas melalui pemanfaatan sumber daya pusat data yang lebih baik.

Perbedaannya

Perbedaannya adalah pada AMD – V/Intel VT-x kemampuannya merupakan suatu kebutuhan untuk sementara waktu . Tanpa itu , kita tidak bisa menjalankan 64 – bit sistem operasi guest di bawah ESX dan bahkan tidak bisa menginstal Hyper – V. Jika kita menggunakan Linux untuk melihat kemampuan prosesor. Fitur ini akan terdaftar sebagai vmx (ekstensi mesin virtual). AMD-V/VT-x memungkinkan mesin virtual guest untuk berjalan pada tingkat perlakuan dalam prosesor yang memungkinkan operasi yang tepat. Sedangkan AMD – Vi , Intel VT – d . AMD-Vi/VT-d adalah fitur prosesor yang memungkinkan virtualisasi I / O sumber daya ( diarahkan I / O).

Teknologi Pendukung Virtualization

Dalam teknologi virtualisasi sebuah server dipecah kedalam virtual environment , dan setiap virtual environment dapat diinstall sistem operasi yang berbeda dari sistem operasi server fisik atau sistem operasi dari virtual environment lain nya. Ketiaka Virtual environment berjalan dia tidak tau tentang resource yang digunakan sehingga dalam teknologi virtualisasi diperlukan sebuah Hypervisor yang mengkoordinasi komunikasi dan instruksi antara virtual environment dengan resource fisik / psical resource. Hypervisor inilah yang dipegang oleh administrator dari sebuah server yang mengimplementasikan teknologi virtualisasi untuk mengatur virtual environment.

Teknologi Virtualisasi tidak lebih dari satu set perangkat tambahan dibuat untuk prosesor untuk membuat mereka melakukan multitasking dalam cara yang jauh lebih efisien dengan investasi minimal yang dibutuhkan. ‘Virtualisasi teknologi’ Ini adalah proses yang telah membawa banyak perubahan pada industri TI dan menghemat banyak usaha banyak uang dan waktu. Virtualisasi teknologi meningkatkan efisiensi sumber daya perangkat keras yang diinstal di server dan secara drastis meningkatkan perangkat lunak solusi tradisional virtualisasi berbasis teknologi.Teknologi Pendukung Virtualisasi berbentuk aplikasi (software). Aplikasi tersebut kemudian dijalankan pada sebuah OS.

Ada yang dapat dijalankan di berbagai macam OS dan ada juga yang hanya bisa dijalankan di sebagian OS saja. Berikut adalah macam-macam software pendukung virtualisasi : Microsoft Virtual PC, GXEMUL, Hercules, Mac-On Linux, Parallels Workstation, Pear PC, Qemu, Virtual Box, Vmware Workstation

Arsitektur untuk Virtualisasi

Teknologi virtualisasi sebenarnya menggunakan sumber daya infrastruktur physical yang resourcenya dibagi-bagi. Dengan adanya virtualisasi ini kita dapat menjalankan beberapa mesin secara virtual di dalam sebuah resource/mesin tunggal dalam waktu yang simultan dan bersamaan.

Bagaimana membangun infrastruktur Virtualisasi

Pada dasarnya virtual infrastruktur merupakan pemetaan secara dinamis dari fisikal sumber daya sesuai dengan kebutuhan bisnis. Ketika sebuah mesin virtual mewakili sumber daya fisikal dari sebuah komputer tunggal, maka virtual infrastruktur mewakili sumber daya fisikal dari keseluruhan IT environment, berupa sejumlah computer x86, network yang terhubung dan media penyimpanan yang tergabung menjadi sumber daya IT. Secara struktural, virtual infrastruktur terdiri dari beberapa komponen yaitu :

1. Bare-metal hypervisors yang memungkinkan virtualisasi secara utuh untuk setiap komputer x86.
2. Servis virtual infrastruktur yang disediakan seperti management sumber daya dan konsolidasi backup memaksimalkan sumber daya yang ada pada mesin virtual.
3. Solusi otomasi yang menyediakan kemampuan khusus untuk mengoptimalkan proses IT tertentu seperti provisioning dan disaster recovery.

Dengan menyatukan seluruh environment software dari infrastruktur perangkat keras yang mendasarinya, virtualisasi memungkinkan agregasi beberapa server, infrastruktur penyimpanan dan jaringan menjadi bagian yang saling berbagi sumber daya untuk dapat disampaikan secara dinamis, aman dan diandalkan sesuai dengan kebutuhan. Pendekatan ini memungkinkan organisasi membangun infrastruktur komputasi dengan pemanfaatan yang maksimal, ketersediaan, otomatisasi dan fleksibilitas menggunakan perencanaan yang efektif sesuai standar industri server.

Green IT dengan Virtualisasi

Green IT didefinisikan sebagai kajian dan praktik bagaimana penggunaan sumber daya Teknologi Informasi dengan cara lebih efektif, efesien, dan ekonomis. Terdapat tiga area kunci dalam Green IT yaitu energy efficiency, penanganan sampah elektronik, dan bagaimana penggunaan tehnologi informasi dapat membantu menyelesaikan persoalan lingkungan.  Adapun, beberapa sebab kita perlu prinsip Green IT diantaranya : energi listrik yang dipakai oleh komputer sering mubajir misalnya saat  komputer tidak dipakai; Cetakan printer pada kenyataannya sangat boros baik untuk mencetak konsep,berkas dan hasil akhir; komputer merupakan sumber polusi mulai dari perakitan, pengemasan, dan pembuangan; material komputer mengandung  bahan berbahaya dan beracun.

Untuk merealisasikan konsep green IT dilakukan pendekatan virtualisasi, power management, material recycling, dan telecommuting. Penggunaan teknologi virtualisasi  dapat mengurangi jumlah server fisik karena hanya dibutuhkan satu server virtual untuk menggantikan beragam server, dengan demikian komsumsi daya hanya cukup untuk satu server. Penggunaan power management untuk perangkat IT baik PC, Storage maupun display dapat mengurangi komsumsi daya yang digunakan.  Pelaksanaan proses daur ulang material  komputer  harus melalui tahapan proses yang ramah lingkungan. Penggalakan telecommuting  yaitu prinsip kerja jarak jauh yang dapat mengurangi mobilisasi manusia.  Pembatasan mobilitas manusia ini memberi keuntungan tidak hanya mengurangi kemacetan, komsumsi energy, tetapi juga kerentanan atas peluang kejahatan dan terorisme.

Virtualisasi adalah mengemulasi sistem komputasi fisik dalam bentuk software. Virtualisasi memungkinkan suatu server berjalan dalam server lain sehingga tidak diperlukan perangkat keras untuk menjalankannya. Cara ini adalah cara yang paling efisien dalam melakukan penghematan karena perusahaan tidak perlu mengeluarkan biaya besar untuk membeli perangkat keras untuk setiap server yang diperlohnya.

Keuntungan dan Kerugian Virtualisasi

• Keuntungan

1. Optimalisasi Server

jika kita mempunyai server fisik dengan kapasitas besar, sedangkan aplikasi server yang akan kita bangun memerlukan resource yang kecil alangkan baiknya server yang akan kita bangun dimasukan kedalam virtual environment dan mengatur resource VE sesuai dengan kebutuhan aplikasi server yang akan kita bangun, Dengan demikian sisa resource bisa kita manfaatkan untuk membangun server lain diwaktu yang akan datang tanpa harus membeli perangkat baru.

2. Snapshot

Virtual environment mendukung snapshot yang memungkinkan kita untuk mengembalikan virtual environment(VE) ke kondisi saat snapshot diambil jika terjadi kesalahan konfigurasi/Error . Snapshot akan menyimpan kondisi dari VE dan kita bisa merestore kapanpun kita mau.

3. Migrasi Mudah

Hypervisor sekarang telah mendukung live migration, dimana kita bisa memindah VE (Server) yang sedang berjalan ke server fisik yang lain tanpa mengalami server down.

4. Flexibel

Dengan menggunakan teknologi virtual pengelolaan server akan menjadi lebih mudah ketika kita ingin memindah, merubah resource bahkan ketika kita ingin memindahkan server dalam keadaan hidup tanpa mengalami down (Live Migration). Proses penginstallan dan recovery juga tidak memakan waktu yang lama jika terjadi kerusakan /error pada Hypervisor

5. Hemat Listrik dan Hardware

Akan sangat berbeda jika kita tidak menggunakan virtualisasi dimana kita menghidupkan banyak server yang masing-masing menggunakan daya sendiri , dengan virtualisasi cukup 1 server besar dan penggunaan resource bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Jika Resource kurang tidak perlu beli server baru cukup Upgrade part yang perlu diupgrade saja (misal RAM,CPU,Storage)

6. Backup dan Recovery Mudah

Hypervisor menyediakan auto backup untuk setiap container /VE sehingga jika terjadi kerusakan kita bisa merestore backup tersebut ke virtual server yang telah disediakan tanpa harus memakan waktu yang lama, Berbeda sekali jika kita menginstall server pada server fisik yang akan memakan waktu lama untuk mengkonfigurasi ulang jika terjadi kerusakan

• Kerugian

1. Satu Masalah Pusat

Virtualisasi bisa dianalogikan dengan menempatkan semua telur didalam 1 keranjang. Ini artinya jika server induk bermasalah, semua sistem virtual machine didalamnya tidak bisa digunakan. Hal ini bisa diantisipasi dengan menyediakan fasilitas backup secara otomatis dan periodik atau dengan menerapkan prinsip fail over/clustering

2. Spesifikasi Hardware

Virtualisasi membutuhkan spesifikasi server yang lebih tinggi untuk menjalankan server induk dan mesin virtual didalamnya

3. Satu Pusat Serangan

Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan. Jika hacker mampu menerobos masuk kedalam sistem induk, ada kemungkinan ia mampu menyusup kedalam server-server virtual dengan cara menggunakan informasi yang ada pada server induk