pengantar sistem terdistribusi
DESCRIPTION
Pengantar Sistem Terdistribusi. "A system in which hardware or software components located at networked computers communicate and coordinate their actions only by message passing .“ [Coulouris] - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Pengantar Sistem Terdistribusi
S1 Teknik Informatika UDiNus 2
• "A system in which hardware or software components located at networked computers communicate and coordinate their actions only by message passing.“ [Coulouris]
• "A system that consists of a collection of two or more independent computers which coordinate their processing through the exchange of synchronous or asynchronous message passing."
• "A distributed system is a collection of independent computers that appear to the users of the system as a single computer." [Tanenbaum]
• "A distributed system is a collection of autonomous computers linked by a network with software designed to produce an integrated computing facility."
S1 Teknik Informatika UDiNus 3
Definisi
• Sebuah sistem terdistribusi (DS) terdiri dari sekumpulan komputer yang mandiri yang terhubung dalam jaringan komputer dan dilengkapi dengan software sistem terdistribusi (Colouris 1994)
• Software Sistem Terdistribusi dapat mengkoordinir aktifitas masing-masing komputer dan melakukan pertukaran sumber daya sistem HW, SW dan data
• Pengguna sistem terdistribusi dapat merasakan sebuah fasilitas komputer yang terpadu meskipun sebenarnya terdiri dari banyak komputer yang berada di lokasi yang berbeda secara geografis
S1 Teknik Informatika UDiNus 4
Sistem Terdistribusi vs Sistem Paralel
• Kelebihan sistem terdistribusi– Pertukaran sumber daya (prosesor)– Pertukaran data– Struktur geografis– Penyederhanaan logik– Modular– Reliabel– Biaya rendah
• Kelemahan sistem terdistribusi– Biaya komunikasi membengkak– Pemaduan yang sulit– Pembuatan program yang lebih sulit
S1 Teknik Informatika UDiNus 5
Alasan perlunya sistem terdistribusi
• Distribusi fungsi : komputer memiliki kemampuan fungsi yang berbeda-beda– client/server– Host/terminal– Data gathering / data processing
• Distribusi beban/keseimbangan : pemberian tugas ke prosesor secukupnya sehingga unjuk kerja seluruh sistem teroptimasi.
• Sifat terdistribusi mencegah terjadinya application domain, e.g.– cash register dan sistem persediaan untuk
supermarket,– Komputer pendukung collaborative work
S1 Teknik Informatika UDiNus 6
Alasan untuk sistem terdistribusi
• Replikasi kekuatan pemrosesan : independent processors bekerja untuk pekerjaan yang sama– Sistem terdistribusi terdiri dari kumpulan mikrokomputer yang
memiliki kekuatan pemrosesan yang tidak dapat dicapai oleh superkomputer
• 10000 CPU, masing-masing berjalan pada 50 MIPS, mencapai 500000 MIPS,
– Maka satu perintah dijalankan dalam waktu 0.002 nsec
• Pemisahan fisik : sistem yang menggantungkan pada fakta bahwa komputer secara fisik terpisah (e.g., untuk mencapai kehandalan).
• Ekonomis : kumpulan mikroprosesor menawarkan harga/unjuk kerja yang lebih baik dari pada mainframe
S1 Teknik Informatika UDiNus 7
Mengapa Sistem Terdistribusi ?
• Butuh berbagi data dan resource di antara pemakai
• Mendukung komunikasi person-to-person• Fleksibilitas : komputer yang berbeda
dengan kemampuan yang berbeda dapat di share antar user
S1 Teknik Informatika UDiNus 8
Masalah dengan sistem terdistribusi
• Software - bagaimana merancang dan mengatur software dalam DS
• Ketergantungan pada infrastruktur jaringan (world wide wait....)
• Kemudahan akses ke data yang di share, memunculkan masalah keamanan
S1 Teknik Informatika UDiNus 9
Konsekuensi...(Karakteristik Sistem Terdistribusi)
• Sistem terdistribusi adalah sistem concurrent (serentak)– Setiap komponen hardware/software bersifat otonom (kita
akan menyebut komponen otonom adalah "proses")– Komponen menjalankan tugas bersamaan
• Contoh : A dan B adalah concurrent jika A dapat terjadi sebelum B, dan B dapat terjadi sebelum A
– Sinkronisasi dan koordinasi dengan message passing– Sharing resources– Masalah umum dalam sistem concurrent
• Deadlock• Lifeclock• Komunikasi yang tidak handal
S1 Teknik Informatika UDiNus 10
• Keterbatasan dalam global clock
– Terdapat batasan pada ketepatan proses sinkronisasi clock pada sistem terdistribusi, oleh karena asynchronous message passing– Pada sistem terdistribusi, tidak ada satu proses tunggal yang
mengetahui global state sistem saat ini (disebabkan oleh concurrency dan message passing)
• Independent failure– Kemungkinan adanya kegagalan proses tunggal yang tidak
diketahui– Proses tunggal mungkin tidak peduli pada kegalalan sistem
keseluruhan
S1 Teknik Informatika UDiNus 11
Tantangan dalam perancangan dan penerapan
• Karaketristik sistem terdistribusi– Heterogenitas– Pertukaran sumberdaya– Keterbukaan– Konkurensi / Multi proses– Berubah ukuran– Mampu mengatasi kesalahan– Transparan– Keamanan
• Software Sistem dan aplikasinya harus dirancang dengan baik
S1 Teknik Informatika UDiNus 12
Heterogenitas• Bermacam-macam dan unik• Sebuah DS memungkinkan para pengguna untuk
mengakses dan menjalankan beberapa aplikasi dengan bermacam-macam komputer dan jaringan
• Keragaman ini meliputi :– Jaringan– Komputer (PC-IBM-Aple-Mac ...)– Sistem operasi – Windows2000, Unix/Linux, OS2– Bahasa pemrograman dan DBMS – Java, C++, Oracle,
SQL server– Diterapkan oleh berbagai pengembang sistem
• Jaringan– Internet terdiri dari berbagai tipe jaringan yang berbeda,
namun perbedaan tersebut tertutup dengan kenyataan bahwa semua komputer dapat berkomunikasi menggunakan protokol TCP/IP
S1 Teknik Informatika UDiNus 13
Heterogenitas• Hardware
– Tipe data mis. integer digambarkan berbeda tergantung dari perangkatnya :
• Berdasarkan byte 0 Big endian, Little endian• Ukuran – 16 bit, 23, 64 bit• Perbedaan tersebut harus diselesaikan jika pesan diubah
selama program jalan di hardware• Sistem operasi
– Unix/Linux/Window 2000 memiliki kode API yang berbeda, untuk saling berhubungan melalui protokol TCP/IP
• Bahasa pemrograman dan DBMS– Menggunakan gambaran yang berbeda untuk karakter dan struktur
data - array dan record– Perbedaan ini harus di samakan
• Diterapkan oleh pengembang yang berlainan– Program ditulis oleh pengembang berbeda yang tidak dapat
dikomunikasikan satu dengan yang lain sampai ada standar untuk menyamakan
– Standar butuh persetujuan dan diterima
S1 Teknik Informatika UDiNus 14
Pertukaran sumber daya
• Berbagai alat dengan karakter yang berbeda dapat di”share” secara penuh dalam DS :– HW : printer, cd-rom, hd– SW : file, database, compiler, aplikasi
• Sharing, mengurangi biaya• Sangat penting untuk mendukung kerjasama grup• Setiap perlatan yang terhubung dengan sebuah
komputer (mis. Printer) dalam DS harus dikelola dengan sebuah program sehingga dapat di :– Akses
• Untuk mencetak, mengubah kwalitas cetak• Diberi alamat sendiri (IP)
– Manipulasi dan update• Sikronisasi pada saat akses bersamaan untuk
menjaga konsistensi, mis: database
S1 Teknik Informatika UDiNus 15
Keterbukaan
• Artinya sistem dapat di ubah dan diterapkan dengan berbagai cara seperti :– Tingkat HW, posisi komputer dalam jaringan – Tingkat SW, pengenalan layanan baru mengganti
yang lama• Kunci dari file tersebut telah dipublikasikan sehingga
memungkinkan untuk dikembangkan siapapun• Dasar DS yang terbuka adalah adanya mekanisme
komunikasi yang seragam(mis. RPC, CORBA) dan antar muka umum untuk akses pertukaran sumber daya
• DS yang terbuka dapat dibangun dari berbagai HW dan SW dari vendor yang berbeda. Meskipun demikian berbagai komponen tersebut harus sudah diuji kesesuaiannya sehingga sistem berjalan dengan benar.
S1 Teknik Informatika UDiNus 16
Concurrency
• Concurrency dan eksekusi paralel dalam DS untuk :– Memisahkan kegiatan masing-masing user– Kemandirian sumberdaya– Lokasi proses di komputer yang terpisah
• Jika ada M komputer (dg CPU) terhubung dalam DS, maka M proses dapat berjalan secara bersamaan
• Jika beberapa proses menggunakan sumber daya yang sama, maka perlu sinkronisasi supaya tidak konflik
S1 Teknik Informatika UDiNus 17
Berubah ukuran
• DS harus beroperasi secara efektif dan efisien pada berbagai keadaan:– Dua workstation dengan file server– LAN dengan ratusan ws dan banyak file server– Beberapa LAN terhubung membentuk WAN
• SW sistem dan aplikasi harus tidak memerlukan perubahan meskipun ukuran sistemnya berubah
• Waktu proses yang diperlukan sebuah sumber daya tidak berubah meskipun luas jaringan bertambah
• Tidak ada sumber daya tunggal (hw/sw) yang harus selalu ada untuk pengembangan sumber daya lain
S1 Teknik Informatika UDiNus 18
Toleransi kesalahan
• Terkadang sistem rusak• Ketika ada hw atau sw yang salah, program akan :
– Membetulkan hasil– Berhenti sebelum proses penghitungan selesai
• Mendeteksi kesalahan– Beberapa kesalahan dapat dideteksi (sebelumnya)– Mis. cheksum yang dapat digunakan untuk mendeteksi
pencurian data dalam sebuah pesan atau file• Menutupi kerusakan
– Beberpa kerusakan yang terdeteksi dapat di hidden atau diminimalkan akibatnya
– Pesan dapat dikirim ulang – File dapat ditulis di disk berbeda jika kapasitas tidak mencukupi
• Toleransi kesalahan– Kebanyakan layanan di internet melakukan kesalahan yang
wajar terjadi pada sistem yang berjalan bersamaan– Klien dapat dirancangkan pemberitahuan kesalahan, ketika
sebuah browser tidak menemukan webserver, sehingga user tidak dibiarkan terus menunggu
S1 Teknik Informatika UDiNus 19
Toleransi kesalahan
• Perbaikan dari kesalahan– Ada fasilitas perbaikan atau proses ulang saat sebuah server
mengalami kerusakan• Kerangkapan
– Fasilitas untuk mentoleransi kerusakan dapat mengakibatkan kerangkapan komponen :
• Mungkin karena menggunakan dua saluran yang berbeda diinternet
• Dalam DNS, setiap tabel nama selalu ada di dua server berbeda
• Sebuah database mungkin duplikasi di server berbeda untuk meyakinkan data yang sebenarnya setelah terjadi kerusakan di suatu server
• Ketersediaan– Ketika sebuah komponen rusak dalam DS, hanya pekerjaan
yang sedang diproses komponen yang mungkin rusak– Seorang user mungkin berganti komputer setelah mengalami
kerusakan– Sebuah proses dapat dijalankan dari komputer berbeda
S1 Teknik Informatika UDiNus 20
Transparansi• Dapat berarti penyembunyian pengguna dan programer aplikasi dari
bagian komponen DS, sehingga sistem terlihat sperti lubang kosong dari pada sekumpulan komponen yang berdiri sendiri
• Beberapa contoh transparansi :– Akses : dapat mengakses informasi lokal atau jarak jauh
menggunakan operasi identifikasi– Lokasi : informasi dapat diakses tanpa mengetahui lokasinya– Cocurrency : beberapa proses dapat berjalan bersamaan dengan
satu sumber daya tanpa terjadi interferensi– Replikasi : dapat meningkatkan isi suatu sumber daya tanpa ijin
pemilik atau programernya– Kerusakan : Dapat menyembunyikan kerusakan seijin user dan
programer aplikasi untuk melengkapi pekerjaannya akibat kerusakan hw/sw
– Mobilitas : memungkinkan memindahkan sumber daya dan pengguna dalam sistem tanpa mempengaruhi operasi user atau programer
– Scalling : ukuran sistem dapat diperluas (jaringannya) tanpa mengubah struktur sistem dan pemrograman
– Transparansi Akses dan Lokasi sesuai bersama sebagai bagian jaringan transparan. Kberadaannya maupun ketiadaannya sangat mempengaruhi sistem
S1 Teknik Informatika UDiNus 21
Transparansi
• Gambaran transparansi jaringan– Memprtimbangkan perintah login Linux
• Hanya bisa seorang nama user yang dapat logon di host
– Sehubungan dengan alamat e-mail• Alamat [email protected] hanya berisi nama pribadi
dan nama domainnya.• Domain didefinisikan dan dialokasikan sesuai
nama organisasi• Mengirim pesan ke user lain tidak perlu tahu lokasi
fisik dari domainnya• Apakah prosedur pengiriman surat tergantung
pada lokasi penerima?
S1 Teknik Informatika UDiNus 22
• Scalability– Apakah sistem masih efektif dan handal dalam perkiraan
pertumbuhannya?
Date Computers Web servers1979, Dec. 188 01989, July 130,000 01999, July 56,218,000 5,560,866Date Computers Web servers
Percentage1993, July 1,776,000 130 0.0081995, July 6,642,000 23,500 0.41997, July 19,540,000 1,203,096 61999, July 56,218,000 6,598,697 12
S1 Teknik Informatika UDiNus 23
Rancangan
• Hal yang penting dalam membangun DS :– Naming– Komunikasi– Struktur sw– Alokasi beban kerja– Perawatan yang konsisten
• Seorang perancang harus memahami sistem terdistribusi, rancangan interface, rekayasa sw dll.–
S1 Teknik Informatika UDiNus 24
Naming
• Dasar DS adalah pada pertukaran sumber daya dan pada transparansi penyebaran sumber daya
• Nama yang menunjukkan sumber daya harus :– Mempunyai arti global yang menunjukkan lokasi– Didukung dengan nama sistem yang dapat diterjemahkan
program untukmengakses sumber daya• Proses yang membutuhkan akses sumber daya yang mana tidak
dikelola harus menyertakan nama atau identitasnya.– Nama, menunjuk nama yang dapat diinterprestasikan user atau
program– Identitas, menunjuk nama yang diinterprestasikan atau
digunakn hanya oleh program• Struktur nama
– Harus menunjukkan setiap tipe sumber daya– Hirarki, mis. /etc/passwd memungkinkan untuk berkembang– Flat / datar selalu memperhatikan ukuran panjang maksimal
yang ditentukan
S1 Teknik Informatika UDiNus 25
Komunikasi
• Komponen DS meliputi bagian logika dan fisik yang terpisah; mereka harus di komunikasikan secara urut supaya dapat berinteraksi
• Komunikasi antara sepasang proses meliputi :– Transfer data dari lingkungan yang mengirim proses ke
linglungan yang menerima proses– Beberapa komunikasi memrlukan sinkronisasi antara pengirim dg
penerima, sehingga pengirm dan penerima berhenti s.d proses yang lain membebaskannya
• Mekanisme :– Syncron (blocking) – pengirim menunggu sesudah pengiriman
pesan s.d penerima melakukan operasi penerimaan– Asyncron (non-blocking) – pesan di tempatkan dalam antrian
menunggu penerima menerima dan pengirim melakukan pengirimanlagi
S1 Teknik Informatika UDiNus 26
Bentuk komunikasi
• Client-server– Cenderung melakukan layanan searah– Pertukaranmeliputi :
• Transmisi dari client ke server• Eksekusi pesan oleh server• Transmisikan kembali ke client
– Server harus selalu siap pada adanya permintaan dan client harus menunggu sampai dengan balasan diterima
– Tidak ada client yang diprioritaskan– Setiap permintaan berisi CID yang digunakan untuk
mengirmkankembali ke client– Dalam open system client tidak dapat dikenali untuk menunda
CID semua server yang ingin diakses
S1 Teknik Informatika UDiNus 27
Bentuk komunikasi
• Group multicast– Sasaran pesan adalah kelompok proses– Alasan :
• Multiple update• Pesan dari client berisi nama dari direktori file
server. Setiap saat hanya satu permintaan client yang bisa dilayani oleh file server
S1 Teknik Informatika UDiNus 28
Struktur SW
• Setiap kategori sw berhubungan dengan tingkat yang berbeda dalam abstraksi DS :– User yang bekerja dg spreadsheet mempunyai
bagian tersendiri dalam DS– Seorang programer mungkin menulis dalam
bahasa pemrograman terdistribusi dan menggunakan lapisan servis
S1 Teknik Informatika UDiNus 29
Struktur SW
• Kategori sw dalam DS :– Aplikasi– Sistem operasi
• Menyediakan pengelolaan sumber daya dasar– Alokasi memori dan perlindungan– Penciptaan proses dan penjadwalan– Komunikasi antar proses– Penanganan peralatan
• Memberikan kumpulan abstraksi pemorgraman berorientasi masalah yang umum, seperti proses aplikasi, melindungi dari lapisan prosesor dan peralatan lain
• Harus menmperkuat perlindungan kode dan data terhadap perubahan waktu proses
• Open service (layanan terbuka)– Membawa fasilitas pemrograman dalam DS sesuai tingkat yang
diperlukan– Layanan baru dapat dibangun dan diinstal sesuai kebutuhan– Layanan mulai dari file layanan dasar s.d layanan e-mail– Mendukung pemrograman terdistribusi
S1 Teknik Informatika UDiNus 30
Contoh DS : Internet
• Jaringan komputer dan aplikasi yang heterogen– Mengimplementasikan protokol Internet
S1 Teknik Informatika UDiNus 31
Contoh DS : Sistem MultimediaTerdistribusi
Biasanya digunakan pada infrastruktur internet
• Karakteristik– Sumber data yang heterogen dan memerlukan
sinkronisasi secara real time
• Video, audio, text– Multicast
• Contoh:– Teleteaching tools (mbone-based, etc.)– Video-conferencing– Video and audio on demand
S1 Teknik Informatika UDiNus 32
Contoh DS: Intranet
Jaringan yang teradministrasi secara lokal– Biasanya proprietary– Terhubung ke internet (melalui firewall)– Menyediakan layanan internal dan eksternal
S1 Teknik Informatika UDiNus 33
Contoh DS : Mobile dan SistemKomputasi Ubiquitous• Sistem telepon Cellular (e.g., GSM)
– Resources dishare : frekuensi radio, waktu transmisi dalam satu frekuensi, bergerak
• Komputer laptop, ubiquitous computing• Handheld devices, PDA, etc
S1 Teknik Informatika UDiNus 34
Contoh DS lainnya
• Sistem telepon– ISDN, PSTN
• Manajemen jaringan– Administrasi sesumber jaringan
• Network File System (NFS)– Arsitektur untuk mengakses sistem file melalui
jaringan
• WWW– Arsitektur client/server tebuka yang diterapkan di
atas infrastruktur internet– Shared resources (melalui URL)
S1 Teknik Informatika UDiNus 35
World Wide Web
S1 Teknik Informatika UDiNus 36
Tugas
• Buat kelompok 2-3 dan buatlah artikel tentang sistem tersebar untuk dipresentasikan.