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
- CPU mengambil instruksi dari memori untuk dijalankan.
- Terjadi interupsi kesalahan halaman, maka interupsi itu menyebabkan trap pada sistem operasi.
- 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.
- Halaman yang diinginkan dibawa ke memori fisik.
- 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.
- Setelah halaman yang diinginkan sudah dibawa ke memori fisik maka proses dapat diulang.
Kelebihan Demand Paging
- 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.
- 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.
- Meningkatkan derajat multiprogamming. Derajat multiprogramming menunjukkan banyaknya proses yang berada di memori fisik.
- 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. Beberapa keuntungan penggunaan memori virtual adalah sebagai berikut:
- Berkurangnya proses I/O yang dibutuhkan .
Misalnya untuk program butuh membaca dari disk dan memasukkan dalam
memory setiap kali diakses.
- 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.
- Meningkatnya respon, karena menurunnya beban I/O dan memori.
- Bertambahnya jumlah pengguna yang dapat dilayani.
4. Macam – macam Virtualisasi storange pada :
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.