Pengembangan Cloud Computing

Menurut definisi, cloud computing dapat dipahami sebagai pengiriman layanan komputasi yang terukur dan sesuai permintaan melalui Internet. Dalam pembahasan kali ini terkait dengan sejarah cloud computing terdiri dari Internet dan model komputasi dari masa ke masa.

Sejarah Internet

Pada awalnya, semua komputer dipisahkan satu sama lain. Komputasi dan transmisi data semuanya dilakukan secara lokal. Kemudian, Internet lahir menghubungkan semua komputer ini hingga ke seluruh dunia. Berikut ini adalah beberapa peristiwa tonggak sejarah dalam sejarah Internet modern.

• 1969: Jaringan Badan Proyek Penelitian Lanjutan (ARPANET) lahir, dan secara luas diakui sebagai pendahulu Internet saat ini. Seperti banyak teknologi yang menopang masyarakat modern kita, ARPANET pada awalnya dikembangkan untuk melayani tujuan militer. Dikatakan bahwa ARPANET diluncurkan oleh militer AS untuk menjaga jaringan komunikasi toleransi kesalahan tetap aktif di AS jika terjadi serangan nuklir. Pada awalnya, hanya empat node yang bergabung dengan ARPANET. Mereka adalah empat universitas di negara bagian tengah AS: University of California, Los Angeles (UCLA), Stanford Research Institute (SRI), University of California, Santa Barbara (UC Santa Barbara), dan University of Utah. Kelahiran ARPANET menandai dimulainya era Internet. Di tahun-tahun mendatang, semakin banyak node yang bergabung dengan ARPANET, dan mayoritas dari mereka berasal dari bidang non-militer. Pada tahun 1983, untuk alasan keamanan, 45 node telah dihapus dari ARPANET ke membentuk jaringan militer terpisah yang disebut MILNET. Node yang tersisa digunakan untuk tujuan sipil.
• 1981: Spesifikasi lengkap dari paket protokol TCP/IP dirilis untuk pertama kalinya, menandakan lahirnya bahasa komunikasi Internet. Mengapa protokol TCP/IP diperlukan? TCP/IP sebenarnya adalah rangkaian dari banyak protokol, termasuk Transport Control Protocol (TCP), Internet Protocol (IP), dan lainnya. Protokol paling awal yang digunakan pada ARPANET disebut Network Control Protocol (NCP). Namun, seiring pertumbuhan ARPANET, NCP tidak dapat memenuhi tuntutan jaringan skala besar. Lahir untuk digunakan pada jaringan besar dan berukuran mega, TCP/IP segera digunakan oleh ARPANET untuk menggantikan NCP pada 01 Januari 1983.
• 1983: Ketiga jaringan asli, ARPANET, PRNET, dan SATNET, beralih ke TCP/IP, yang menandai awal dari percepatan pertumbuhan Internet.
• 1984: Sistem Nama Domain (DNS) ditemukan. Sejak adopsi TCP/IP, perkembangan Internet meningkat pesat, dan lebih banyak komputer ditambahkan ke jaringan. Setiap komputer menggunakan alamat IP numerik yang sesuai dengan TCP/IP untuk mengidentifikasi satu sama lain. Karena jumlah komputer yang terhubung terus meningkat, ketidaknyamanan menggunakan alamat IP untuk mengidentifikasi komputer menjadi jelas: mereka sulit untuk diingat. Ini sebanding dengan menggunakan nomor identitas orang, bukan nama mereka, untuk mengidentifikasi mereka. Sulit untuk mengingat angka yang begitu panjang. Di sinilah DNS masuk. DNS menerjemahkan antara alamat IP numerik dan nama domain yang lebih mudah diingat. Dengan cara ini, pengguna komputer dapat menemukan rekan-rekan mereka hanya melalui nama domain, meninggalkan pekerjaan terjemahan ke server nama domain. Nama domain terdiri dari dua bagian: nama, misalnya, HUAWEI; dan kategori atau tujuan, misalnya .com untuk komersial. Personil pemeliharaan dapat memasukkan nama domain HUAWEI.com untuk mencapai komputer dengan alamat IP yang sesuai. Saat ini, nama domain, yang digunakan dalam URL, dapat digunakan untuk mengidentifikasi halaman web mana pun di seluruh dunia.
• 1986: Sistem perutean email modern MERS dikembangkan.
• 1989: Operator jaringan komersial pertama PSINet didirikan. Sebelum PSINet, sebagian besar jaringan didanai oleh pemerintah atau militer untuk keperluan militer atau industri, atau untuk penelitian ilmiah. PSINet menandai awal dari Internet komersial.
• 1990: Mesin pencari jaringan pertama Archie diluncurkan. Sebagai Internet berkembang, jumlah informasi di Internet tumbuh pada tingkat yang eksplosif. Sebuah mesin pencari atau website diperlukan untuk mengindeks dan mencari informasi yang dibutuhkan oleh pengguna, untuk mempercepat pencarian. Archie adalah mesin pencari paling awal dan alat untuk mengindeks arsip FTP yang terletak di server FTP yang tersebar secara fisik. Ini dikembangkan oleh Alan Emtage, saat itu seorang mahasiswa di Universitas McGill. Archie memungkinkan pengguna untuk mencari file dengan nama mereka.
• 1991: WWW secara resmi dibuka untuk umum. World Wide Web (WWW), atau hanya Web, yang sebagian besar dari kita sekarang gunakan setiap hari, baru tersedia untuk umum pada tahun 1991, kurang dari 30 tahun yang lalu. Tim Berners-Lee, seorang ilmuwan Inggris, menemukan Web saat bekerja di CERN, Organisasi Riset Nuklir Eropa. Web memungkinkan hypermedia, yang dapat berupa dokumen, suara atau video, dan banyak lagi, untuk ditransmisikan melalui Internet. Hanya setelah mempopulerkan Web, semua perusahaan Internet besar lahir dan semua jenis aplikasi Internet yang secara mendasar mengubah kehidupan orang biasa mulai muncul.
• 1995: Platform e-commerce Amazon dan eBay didirikan. Banyak perusahaan besar, seperti Yahoo dan Google, muncul sejak sejarah singkat Internet dimulai. Di sini kita akan berbicara tentang Amazon saja, karena ini adalah perusahaan Internet pertama yang membuat komputasi awan komersial menjadi kenyataan. Pada hari-hari awal, Amazon terutama menjual buku secara online. Untuk memproses dan menyimpan komoditas dan informasi pengguna, Amazon membangun pusat data yang sangat besar. AS memiliki festival belanja yang disebut Black Friday, mirip dengan “Double Eleven” yang diciptakan oleh Tmall dari China. Pada hari ini, Amazon perlu memproses sejumlah besar informasi, dan semua server di pusat datanya digunakan. Namun, setelah hari ini, sebagian besar server menganggur. Untuk meningkatkan laba atas investasi, Amazon perlu menyewa server yang tidak digunakan ini. Inilah alasan mengapa pada tahun 2006 Amazon meluncurkan produk komputasi awan pertamanya: Elastic Compute Cloud (ECS).
• 2000: Gelembung dotcom pecah. Pertumbuhan Internet yang belum pernah terjadi sebelumnya pada 1990-an mengakibatkan gelembung dot-com, yang meledak sekitar tahun 2000. Selama periode inilah PSINet, operator jaringan komersial pertama yang kami sebutkan sebelumnya, bangkrut.
• 2004: Internet kembali tumbuh pesat setelah gelembung dotcom meledak. Pada tahun 2004, Facebook didirikan, dan dengan itu muncul fenomena jejaring sosial.

Sejarah Komputasi

Parallel Computing

Secara tradisional, perangkat lunak telah ditulis untuk komputasi serial:

1. Setiap masalah dipecah menjadi serangkaian instruksi diskrit.
2. Instruksi dieksekusi satu demi satu pada satu CPU.
3. Hanya satu instruksi yang dapat dieksekusi pada setiap titik waktu.

Dengan komputasi serial, masalah yang kompleks membutuhkan waktu lama untuk diproses. Dengan aplikasi skala besar, terutama ketika kapasitas memori komputer terbatas, arsitektur CPU tunggal tidak praktis atau bahkan tidak mungkin. Misalnya, mesin pencari dan database jaringan memproses jutaan permintaan per detik, yang jauh melampaui kapasitas komputasi serial.

Batasan untuk komputasi serial, baik secara teori maupun untuk alasan praktis, menimbulkan kendala yang signifikan untuk sekadar membangun komputer serial yang lebih cepat:

1. Transmission speed – kecepatan komputer serial secara langsung bergantung pada seberapa cepat data dapat bergerak melalui perangkat keras. Batas mutlak adalah kecepatan cahaya (30 cm/nanodetik) dan batas transmisi kabel tembaga (9 cm/nanodetik). Peningkatan kecepatan memerlukan peningkatan kedekatan elemen pemrosesan.
2. Limits to miniaturization – teknologi prosesor memungkinkan peningkatan jumlah transistor untuk ditempatkan pada sebuah chip. Namun, bahkan dengan komponen tingkat molekuler atau atom, batas akan tercapai pada seberapa kecil komponen tersebut.
3. Economic Limitation – semakin mahal untuk membuat satu prosesor lebih cepat. Menggunakan lebih banyak prosesor komoditas yang cukup cepat untuk mencapai kinerja yang sama (atau lebih baik) lebih murah.

Dalam pengertian yang paling sederhana, komputasi paralel adalah penggunaan simultan dari beberapa sumber daya komputasi untuk memecahkan masalah komputasi.

• Setiap masalah dipecah menjadi bagian-bagian terpisah yang dapat diselesaikan secara bersamaan.
• Setiap bagian selanjutnya dipecah menjadi serangkaian instruksi.
• Instruksi dari setiap bagian dijalankan secara bersamaan pada CPU yang berbeda.
• Mekanisme kontrol terpadu ditambahkan untuk mengontrol seluruh proses.

Secara tradisional, komputasi paralel telah dianggap sebagai “komputer kelas atas” dan telah digunakan untuk kasus-kasus seperti komputasi ilmiah dan simulasi numerik dari sistem yang kompleks. Saat ini, aplikasi komersial menyediakan kekuatan pendorong yang sama atau lebih besar dalam pengembangan komputer yang lebih cepat. Aplikasi ini membutuhkan pemrosesan data dalam jumlah besar dengan cara yang canggih.

Alasan untuk menggunakan komputasi paralel adalah sebagai berikut:

• Penghematan waktu dan biaya: Secara teori, menggunakan lebih banyak sumber daya komputasi akan menghasilkan penyelesaian tugas lebih cepat dan menghemat biaya potensial. Ini bahkan lebih benar mengingat sumber dayanya bisa murah, dan bahkan CPU yang ketinggalan zaman dikelompokkan bersama.
• Memecahkan masalah yang lebih besar yang dapat ditangani dengan menggunakan komputasi serial.

CPU yang digunakan untuk komputasi paralel dapat berasal dari komputer yang sama, atau dari komputer berbeda yang berada di jaringan yang sama.

Distributed Computing

Komputasi terdistribusi adalah bidang ilmu komputer yang mempelajari sistem terdistribusi. Sebuah sistem terdistribusi mendistribusikan komponen yang berbeda ke komputer jaringan yang berbeda, yang berkomunikasi dan mengkoordinasikan tindakan mereka menggunakan mekanisme pesan terpadu. Komponen-komponen tersebut bekerja sama untuk mencapai tujuan bersama.

Komputasi terdistribusi memberikan manfaat sebagai berikut:

• Berbagi sumber daya lebih mudah
• Beban seimbang di beberapa komputer
• Menjalankan setiap program di komputer yang paling memenuhi syarat

Dua yang pertama adalah alasan utama di balik komputasi terdistribusi

Komputasi paralel dan terdistribusi keduanya menggunakan paralelisme untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi. Perbedaannya terletak pada bagaimana memori digunakan: Dalam komputasi paralel, komputer dapat memiliki memori bersama atau memori terdistribusi. Dalam komputasi terdistribusi, setiap komputer memiliki memori sendiri. Beberapa orang percaya bahwa komputasi terdistribusi adalah kasus khusus komputasi paralel.

Faktanya, dalam komputasi terdistribusi, setiap tugas adalah independen. Hasil dari satu tugas, apakah tidak tersedia atau tidak valid, hampir tidak mempengaruhi tugas lainnya. Oleh karena itu, komputasi terdistribusi memiliki persyaratan real-timeliness yang rendah dan dapat mentolerir kesalahan. (Setiap masalah dibagi menjadi banyak tugas, yang masing-masing diselesaikan oleh satu atau lebih komputer. Hasil yang diunggah dibandingkan dan diverifikasi jika ada perbedaan besar.)

Dalam komputasi paralel, tidak ada tugas yang berlebihan. Hasil dari semua tugas saling mempengaruhi. Ini membutuhkan hasil yang benar untuk diperoleh untuk setiap tugas, dan sebaiknya dengan cara yang disinkronkan. Dalam kasus komputasi terdistribusi, banyak tugas yang berlebihan, dan banyak blok data yang tidak berguna dihasilkan. Terlepas dari keunggulannya dalam kecepatan, efisiensi sebenarnya mungkin rendah.

Grid Computing

Komputasi grid adalah penggunaan sumber daya komputer yang didistribusikan secara luas untuk mencapai tujuan bersama. Ini adalah jenis khusus dari komputasi terdistribusi. Menurut definisi IBM, grid mengumpulkan sumber daya komputasi yang tersebar di jaringan lokal atau bahkan Internet, membuat pengguna akhir (atau aplikasi klien) percaya bahwa mereka memiliki akses ke komputer super dan virtual. Visi komputasi grid adalah untuk menciptakan kumpulan sumber daya virtual dan dinamis sehingga individu dan organisasi dapat memiliki akses yang aman dan terkoordinasi ke sumber daya ini. Komputasi grid biasanya diimplementasikan dalam bentuk sekelompok komputer yang terhubung secara longgar.

Cloud Computing

Komputasi awan adalah cara baru berbagi infrastruktur. Ini mengumpulkan sejumlah besar sumber daya bersama-sama untuk mendukung berbagai macam layanan TI. Banyak faktor yang mendorong permintaan untuk lingkungan seperti itu, termasuk perangkat yang terhubung, pemrosesan aliran waktu nyata, adopsi arsitektur berorientasi layanan (SOA), dan pertumbuhan pesat aplikasi Web 2.0 seperti pencarian, kolaborasi terbuka, jejaring sosial, dan kantor seluler. . Selain itu, peningkatan kinerja komponen digital telah memungkinkan penerapan lingkungan TI yang lebih besar, yang juga meningkatkan permintaan akan cloud terpadu. Komputasi awan dipuji sebagai model komputasi revolusioner oleh para pendukungnya, karena memungkinkan berbagi kekuatan komputasi super melalui Internet. Perusahaan dan pengguna individu tidak perlu lagi menghabiskan banyak uang untuk membeli perangkat keras yang mahal. Sebaliknya, mereka membeli daya komputasi sesuai permintaan yang disediakan melalui Internet.

Komputasi awan dalam arti sempit mengacu pada cara penyampaian dan penggunaan infrastruktur TI untuk memungkinkan akses ke sumber daya sesuai permintaan dan skalabel (infrastruktur, platform, perangkat lunak, dll.) Jaringan tempat sumber daya disediakan disebut sebagai cloud . Bagi konsumen, sumber daya di cloud tampaknya tak terbatas. Mereka tersedia dan dapat diskalakan sesuai permintaan dan menggunakan model penagihan bayar sesuai penggunaan (PAYG). Karakteristik ini memungkinkan kami untuk menggunakan layanan TI semudah menggunakan utilitas seperti air dan listrik.

Dalam arti luas, komputasi awan mengacu pada pengiriman sesuai permintaan dan pemanfaatan layanan yang dapat diskalakan melalui Internet. Layanan ini dapat berupa TI, perangkat lunak, Internet, atau layanan lainnya.

Komputasi awan memiliki karakteristik khas sebagai berikut:

• Hyperscale. Awan biasanya berukuran besar. Awan Google terdiri dari lebih dari 1 juta server. Awan Amazon, IBM, Microsoft, dan Yahoo masing-masing memiliki ratusan ribu server. Awan pribadi suatu perusahaan dapat memiliki ratusan hingga ribuan server. Cloud menawarkan kepada pengguna kekuatan komputasi yang tidak mungkin dilakukan dengan metode konvensional.
• Virtualization. Komputasi awan memberi pengguna akses ke aplikasi dan layanan terlepas dari lokasi mereka atau perangkat apa yang mereka gunakan. Sumber daya yang diminta disediakan oleh cloud, bukan entitas berwujud apa pun. Aplikasi berjalan di suatu tempat di cloud. Pengguna tidak memiliki pengetahuan dan tidak perlu khawatir tentang lokasi aplikasi. Laptop atau ponsel adalah satu-satunya yang mereka butuhkan untuk mengakses layanan yang mereka butuhkan, atau bahkan untuk melakukan tugas-tugas kompleks seperti superkomputer.
• High Reliability. Dengan mekanisme seperti redundansi multi-salinan, toleransi kesalahan, failover cepat dan otomatis antara node komputasi yang homogen, komputasi awan memungkinkan untuk memberikan keandalan yang lebih tinggi daripada komputer lokal.
• General-purpose. Sebuah cloud tunggal mampu menjalankan berbagai macam beban kerja untuk memenuhi kebutuhan pelanggan yang beragam.
• High scalability. Awan dapat diskalakan secara dinamis untuk mengakomodasi perubahan permintaan.
• On-demand. Awan menyediakan kumpulan sumber daya yang sangat besar dari mana sumber daya sesuai permintaan dapat disediakan. Penggunaan layanan cloud dapat diukur dengan cara yang mirip dengan bagaimana utilitas seperti air, listrik, dan gas diukur.
• Cost Saving. Dengan berbagai pilihan mekanisme toleransi kesalahan yang tersedia untuk cloud, penyedia layanan dan perusahaan dapat menggunakan node yang tidak mahal untuk membangun cloud mereka. Dengan manajemen cloud terpusat yang otomatis, perusahaan tidak perlu lagi bergulat dengan biaya tinggi yang diperlukan dalam mengelola pusat data. Dengan menyediakan sumber daya tujuan umum yang independen dari perangkat keras, cloud secara signifikan meningkatkan pemanfaatan sumber daya. Ini memungkinkan pengguna untuk memiliki akses cepat ke layanan dan sumber daya cloud yang hemat biaya.

Pengembangan Cloud Computing

Ada tiga fase komputasi awan dalam hal mengubah arsitektur TI perusahaan dari arsitektur non-cloud lama menjadi arsitektur berbasis cloud.

Cloud Computing 1.0

Fase ini berkaitan dengan virtualisasi sumber daya infrastruktur TI, dengan fokus pada virtualisasi komputasi. Aplikasi TI perusahaan sepenuhnya dipisahkan dari infrastruktur. Dengan perangkat lunak virtualisasi dan penjadwalan klaster, beberapa contoh aplikasi TI perusahaan dan lingkungan runtime (sistem operasi tamu) dapat berbagi infrastruktur yang sama, yang mengarah pada pemanfaatan dan efisiensi sumber daya yang tinggi. HCIA – Cloud Computing terutama mencakup implementasi dan keunggulan komputasi awan pada fase ini.

Cloud Computing 2.0

Sumber daya infrastruktur disediakan untuk penyewa dan pengguna cloud sebagai layanan standar, dan pengelolaannya dilakukan secara otomatis. Ini dimungkinkan dengan pengenalan perangkat lunak penyediaan layanan standar dan otomatisasi penjadwalan sumber daya pada bidang manajemen, serta penyimpanan dan jaringan yang ditentukan perangkat lunak pada bidang data. Permintaan, rilis, dan konfigurasi sumber daya infrastruktur, yang sebelumnya memerlukan intervensi dari administrator pusat data, kini sepenuhnya otomatis, selama prasyarat yang tepat (misalnya kuota sumber daya yang memadai, tidak ada proses persetujuan) terpenuhi. Transformasi ini sangat meningkatkan kecepatan dan kelincahan penyediaan sumber daya infrastruktur yang dibutuhkan oleh aplikasi TI perusahaan, dan mempercepat waktu ke pasar (TTM) untuk aplikasi dengan mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk menyiapkan sumber daya infrastruktur. Ini mengubah perencanaan sumber daya infrastruktur TI yang statis dan bergulir menjadi proses alokasi sumber daya yang dinamis, elastis, dan sesuai permintaan.
Dengan itu, TI perusahaan mampu memberikan kelincahan yang lebih tinggi untuk aplikasi inti perusahaan, memungkinkannya untuk dengan cepat merespons dan beradaptasi dengan tuntutan yang berubah. Pada fase ini, sumber daya infrastruktur yang disediakan untuk penyewa dapat berupa mesin virtual (VM), wadah (VM ringan), atau mesin fisik. Transformasi ini belum menyentuh arsitektur aplikasi, middleware, atau perangkat lunak database perusahaan yang berada di atas lapisan infrastruktur.

Cloud Computing 3.0

Fase ini ditandai dengan:

• Arsitektur aplikasi perusahaan berbasis layanan mikro yang terdistribusi.
• Arsitektur data perusahaan yang didesain ulang menggunakan teknologi Internet dan kecerdasan yang dihasilkan oleh data besar.

Pada fase ini, arsitektur aplikasi perusahaan secara bertahap berubah dari arsitektur vertikal dan hierarkis yang:

• Mengandalkan database komersial tradisional dan rangkaian middleware
• Dirancang khusus untuk setiap domain aplikasi, silo, sangat canggih, stateful, dan skala besar

Ke

• Arsitektur terdistribusi tanpa kewarganegaraan yang menampilkan fungsionalitas yang ringan dan terpisah sepenuhnya, serta pemisahan total antara data dan logika aplikasi
• Basis data dan platform layanan middleware yang didasarkan pada arsitektur kelas perusahaan open-source namun ditingkatkan dan sepenuhnya dibagikan di seluruh domain aplikasi yang berbeda.

Dengan cara ini, TI perusahaan dapat memberikan tingkat kelincahan dan kecerdasan baru untuk bisnis perusahaan, lebih meningkatkan pemanfaatan sumber daya, dan meletakkan dasar yang kuat untuk inovasi cepat secara berulang.

Mayoritas perusahaan dan industri telah lulus Cloud Computing 1.0. Perusahaan dari beberapa industri telah menerapkan Cloud Computing 2.0 secara komersial, beberapa dalam skala kecil, dan sekarang mempertimbangkan untuk meningkatkan atau terus bergerak menuju Cloud Computing 3.0. Lainnya beralih dari Cloud Computing 1.0 ke 2.0, dan bahkan mempertimbangkan untuk mengimplementasikan Cloud Computing 2.0 dan 3.0 secara paralel.

Ref : [1]