Apa yang Anda ketahui dengan sistem terdistribusi dan manfaatnya?

Karena memiliki fitur utama seperti; dapat mendistribusikan autonomous computers secara geographical dan dapat berkomunikasi menggunakan koneksi kabel, fiber maupun wireless. Dengan begitu, kita bisa memperoleh keuntungan seperti; memungkinkan untuk saling berkomunikasi, saling bekerjasama dan saling berbagi sumber daya.

Manfaat lainnya adalah bisa menekan biaya, meningkatkan ketersediaan data / informasi dan meningkatkan kinerja.

Mengenal Sistem Terdistribusi

Tujuan Modul

Memperkenalkan prinsip-prinsip dan konsep-konsep yang terlibat dalam desain sistem terdistribusi,
Agar lebih familiar dengan mekanisme dan protokol untuk komunikasi antar-proses.
Memberikan gambaran tentang masalah fundamental dan teknik pemecahan masalah (menciptakan solusi).

Pengenalan

Pengenalan tentang sistem terdistribusi meliputi:

Definisi,
Contoh Berdasarkan Tipikalnya / Karakteristiknya
Tantangan.

1. Definisi

Sistem terdistribusi adalah kumpulan autonomus komputer yang saling berhubungan dengan jaringan komputer dan dilengkapi dengan perangkat pendukung seperti hardware dan software sistem terdistribusi untuk membentuk fasilitas komputasi terintegrasi.

Prosesnya meliputi:

Eksekusi concurrently,
Berinteraksi dalam rangka bekerja sama untuk mencapai tujuan bersama,
Mengkoordinasikan aktivitas dan pertukaran informasi dengan cara mengirim pesan via jaringan komunikasi.

1.1 Pentingnya Sistem Terdistribusi

Pentingnya sistem terdistribusi sangat terasa bagi kebanyakan organisasi, diantaranya:

Perbankan, Transportasi dan Telekomunikasi

Dengan adanya sistem terdistribusi, maka kinerja setiap organisasi menjadi lebih efisien, misalnya; seorang nasabah bank yang ingin mengajukan kartu debet baru, dikarenakan tertelan saat sedang dioperasikan di ATM di luar kota (bukan tempat asalnya). Lalu nasabah tersebut mengurusnya di kantor cabang terdekat Bank terkait, lalu apakah pihak bank harus meminta arsip nasabah tersebut di kantor pusat via pos? atau mengirim anggota untuk jemput bola ke sana? kan ini sangat konyol jika memang tejadi dan saya kira tidak mungkin terjadi, karena sekarang sudah jamannya sistem terdistribusi, bukan jaman dinosaurus.

Lalu apa yang dilakukan oleh Bank tersebut atau bahkan organisasi lain yang memanfaatkan sistem terdistribusi? selengkapnya, silakan simak materi selanjutnya.

2. Contoh (Berdasarkan Tipikal / Cirikhasnya)

2.1 Internet

Jaringan komputer yang terhubung secara global dan saling berkomunikasi menggunakan IP (Internet Protocol).

Jadi internet merupakan contoh model sistem terdistribusi dengan skala terbesar, karena sudah mencakup antar negara (global).

Sebatas Catatan:

Lalu kami diberikan pertanyaan sederhana tapi sedikit mengecoh, kira-kira seperti ini bunyinya; Besar manakah antara Internet dengan Jaringan Komputer?

Jawabannya adalah besar Jaringan Komputer, karena Internet adalah bagian dari Jaringan Komputer, sementara itu Jaringan Komputer tidak hanya Internet saja, melainkan ada juga LAN, WAN, Intranet dll. dan karena, soal Jaringan Komputer tidak melulu berhubungan dengan Internet, contohnya LAN.

2.2 Intranet

Jaringan terbatas yang secara terpisah dibatasi oleh kebijakan divisi keamanan lokal.

Contohnya LAN (local Area Network) adalah jaringan komputer yang cakupannya hanya wilayah kecil dalam satu lokasi (LAN kampus, LAN kantor, LAN kos-kosan, dll.), WAN (Wide Area Network) yaitu jaringan komputer yang wilayah operasinya lebih besar dari LAN, karena sudah menghubungkan antar LAN, misalnya hubungan antara kantor pusat dengan kantor cabang diluar kota, dll.

Sebatas Catatan:
WiMAX, ini cakupannya lebih luas dari LAN / WLAN, karena sudah mencakup antar wilayah dalam regional / kota, dulu di Jogja pernah ada beberapa orang yang akan mengembangkannya, tapi karena sudah ada 4G, jadi proyek tersebut tidak dilanjutkan.

2.3 Bagian dan Ciri Internet

A typical portion of the Internet

2.4 Karakteristik Internet

Saya akan coba jelaskan, sembari Anda lihat pada gambar di atas - “A typical portion of the Internet”. Berikut adalah beberapa poin pentingnya:

Jadi internet itu cakupannya sangat luas, terdiri dari berbagai unsur yang berbeda sifat atau jenis / beraneka ragam.
Memungkinkan untuk saling kirim pesan / email, transfer data atau file, komunikasi multimedia (video call, voice call, live streaming, dll.) dan WWW (surfing, searching, browsing, downloading, uploading, dll.).
Open-ended (blak-blakan).
Tipikal Jaringan komputer seperti LAN, WAN, WLAN, dll. untuk bisa berkomunikasi ke Internet (Sebagai tipikal Jarkom terluas), maka mereka bisa menggunakan; ISP, modem(dial-up / ADSL), atau Satelit.
Sementara itu, untuk LAN agar bisa berkomunikasi ke intranet, maka bisa menggunakan backbones (Ethernet, Local Talk, Token Ring, FDDI, ataupun ATM). Contoh intranet itu seperti jarkomnya kantor kecil, pabrik atau universitas dan intranet tersebut menghubungkan antar departemennya.

Sebatas Catatan:
Tidak semua komputer itu platformnya / Sistem Operasinya sama, ada yang Linux, Unix atau Windows. Lalu apakah mereka bisa saling berkomunikasi? kita ambil contoh komunikasi mereka adalah transfer data via FTP(port21) atau SSH(port22). Mediasi mereka adalah Transaction Middleware yang di dalamnya sudah termasuk webservice seperti ASP.NET, JSON atau XML.

Agar antar komputer beda platfrom / OS bisa saling berkomunikasi, maka diperlukan standarisasi komunikasi, dan hal itu, salah satunya diwakili oleh webservice.

2.5 Ciri Intranet

A typical Intranet

2.6 Karakteristik Intranet

Beberapa LAN yang dihubungkan oleh backbones
Memungkinkan informasi mengalir dalam organisasi tersebut. Semisal data elektronik, dokumen, dll.
Menyediakan layanan seperti email server, file server, print server, dll.
Sering terhubung ke internet melalui router
Setiap komunikasi yang perlu akses keluar (maksudnya keluar dari jaringan organisasi tersebut), maka dilindungi oleh firewall.

Sebatas Catatan:
Backbone adalah saluran atau koneksi berkecepatan tinggi yang menjadi lintasan utama dalam sebuah jaringan.

Network backbone adalah network yang menghubungkan beberapa jaringan berkecepatan rendah melalui gateway. Jaringan backbone bisa memuat hingga 10 Gbps.

Firewall adalah sebuah sistem keamanan jaringan, baik itu berbasis perangkat keras (contoh include didalam router) maupun perangkat lunak (contoh include di aplikasi, antivirus, atau berupa plugin / extension suatu browser), yang menggunakan aturan-aturan tertentu untuk mengontrol lalu lintas keluar-masuk suatu jaringan.

2.7 Perangkat Portabel dan Genggam

Portable and handheld devices

2.8 Mobile dan ubiquitous computing

Yaitu aktivitas komputasi yang semakin fleksibel, bisa dilakukan dimana saja dan kapan saja.

Contohnya laptops, PDAs, mobile phones, printers, home devices, semua perangkat tersebut sekarang sudah memungkinkan untuk saling terkoneksi via wireless. Kita ambil contoh shared printer yang memungkinkan siapa saja dengan pc / device apa saja bisa menggunakan printer tersebut selama masih dalam satu jaringan.

Ruang lingkupnya meliputi:

WLAN (Wireless LANs)

Konektifitas untuk perangkat seperti laptop, PDA (Personal Digital Assistant), ponsel, kamera digital, dll.
Untuk WAP (Wireless Applications Protocol).

Home Intranet

Perangkat tertanam (device embedded) dalam rumah (hi-fi, mesin cuci, dll).
Universal Remote Control + communication (Seperti halnya “Jarvis” yang dipamerkan oleh Mark Zuckerberg).

2.9 Web servers dan web browsers

Web servers and web browsers

Sebatas Catatan:
Sebenarnya jaringan komputer itu tidak mengenal domain melainkan alamat IP, jadi ketika kita mengakses domain / alamat web / web server, sebenarnya kita itu sedang mengakses sebuah komputer. Pada dasarnya komputer kita bisa berkomunikasi dengan komputer lain itu karena mereka saling terhubung dan saling mengenali alamat IPnya.

Analoginya seperti pada gambar di bawah ini;

\
Analogi Komunikasi Antara Client dengan Server\

*IP versi 4 (IPV4) memiliki panjang 32bit yang mana terdiri dari 4 segmen, dan tiap segmennya memiliki panjang 8bit.

2.10 WWW (World-Wide Web)

Adalah sistem publikasi / penerbitan yang mengakses sumber daya atau jasa melalui internet. Contohnya sebagaimana Anda mengakses situs ini.

Berikut karakteristiknya:

World-Wide berbagi sumber ke seluruh dunia melalui jaringan internet.
Berlandaskan teknologi: HTML (HyperText Markup Language), URL (Uniform Resource Locator), Arsitektur client-server
Sistem Terbuka, artinya dapat diperpanjang / diperluas dan dapat diterapkan kembali.

3. Tantangan Sistem Terdistribusi Dipicu Oleh:

Kompleksitas
Ukuran
Perubahan teknologi
Ketergantungan masyarakat

3.1 Heterogeneity (Keanekaragaman Jenis dan Karakteristik)

Beraneka ragam software dan hardware, maka diperlukan standarisasi agar memungkinkan untuk saling berkomunikasi, misalnya seperti protokol, middleware, dll.
Dukungan mobile code, misalnya seperti virtual machine (katakanlah Java).

3.2 Keterbukaan

Memfasilitasi Vendor Independen
Menerbitkan key interfaces, contohnya CORBA.
Menerbitkan mekanisme komunikasi, contoh Java RMI.

3.3 Keamanan

Confidentiality (menjamin keamanan data, atau melindungi dari ancaman pembobolan / pencurian data rahasia (hacking)). Contohnya Medical Records, misalnya seperti kebanyakan hacker luar negeri yang ingin melakukan serangan terhadap seseorang, maka dia retas sistem informasi suatu rumah sakit untuk mendapatkan riwayat kesehatan terget mereka. Ketika diketahui bahwa target memiliki alergi ini-itu, atau lemah di organ tertentu, maka seorang hacker bisa menentukan senjata utama mereka (Senjata biologis).
Integrity (perlindungan terhadap perubahan, manipulasi, atau gangguan data secara ilegal). Contoh pihak 1 mengirim email ke pihak 2, tapi sebelum sampai ke pihak 2 email tersebut sudah dirubah / dimodifikasi isinya oleh pihak 3 (hacker). Contoh lagi Data Finansial, saldo rekening Anda tambah nol satu saja tanpa Anda melakukan topup, kan sudah lumayan tuh.
Kebutuhan Enkripsi dan Keabsahan identitas.

3.4 Skalabilitas

Akankah hal tersebut akan tetap efektif di pertumbuhan yang akan datang?

Untuk menjawab tantangan di atas, maka perlu adanya kontrol terhadap biaya sumber daya, kinerja, dll. Misalnya, meningkatnya pertumbuhan komputer, ditinjau dari rasio web server.

Bukti bahwa sistem terdistribusi kian berkembang

3.5 Failure handling (Penanganan kegagalan)

Kemampuan untuk bisa tetap lanjut meski berhadapan dengan faktor kegagalan. Berikut adalah upaya yang bisa dilakukan:

Mendeteksi / menutupi / mentolerir kegagalan.
Recovery (pemulihan) dari failure (kegagalan)
Redundansi (replikasi berkas pada perangkat yang berbeda) / Backup. Redundansi ini berguna untuk meningkatkan availibilitas atau ketersediaan. Lain halnya jika kita berbicara redundansi dengan paradigma DBMS, maka hal itu sangat dicegah.

3.6 Concurrency

Adalah proses mengeksekusi secara bersamaan (simultaneously) dan berbagi sumber (share resources). Hal ini dapat dilakukan dengan cara:

Synchronization (dibaca “Sinkronisasi”)

Adalah proses yang mengontrol jalannya beberapa proses dalam waktu yang bersamaan. Bertujuan untuk menghindari inkonsistensi data karena pengaksesan oleh beberapa proses berbeda (mutual exclusion), serta mengatur urutan jalannya proses-proses tersebut, sehingga dapat berjalan dengan lancar dan terhindar dari deadlock atau starvation.

Contoh:

Bagaimana mekanisme sinkrinisasi bekerja, bisa Anda lihat saat Anda bersama teman-teman yang lain sedang mengomentari status teman Anda, bagaimana setiap perubahan pada halaman status tersebut bisa Anda rasakan bersama, bisa Anda lakukan bersama, dan perubahan informasi yang kalian terima juga sama.

Jika contoh diatas diungkapkan secara teknis, maka hasilnya kurang lebih seperti ini:

Saat kalian (Client) bersama-sama mengomentari status teman Anda, itu artinya Anda sedang mengakses Server Facebook, dan Facebook (Server) berusaha dengan Sinkronisasinya melayani request Anda, agar setiap perubahannya bisa ditampilkan secara realtime, contoh saat Anda sedang mengetik muncul status “sedang mengetik” dan saat komentar itu disubmit secara bersamaan, misalnya sama-sama tepat waktu 12:16:59, lantas tidak hanya salah satu pesan saja yang ditampilkan melainkan semuanya, hanya saja urutannya sudah ditentukan oleh algoritma penjadwalan tertentu.

Analogi Mekanisme Sinkronisasi bisa Anda simak pada video berikut:

Inter-Process Communication (IPC) atau Komunikasi antar proses

Adalah cara atau mekanisme pertukaran data antara satu proses dengan proses lainnya, baik itu proses yang berada di dalam komputer yang sama, atau komputer jarak jauh yang terhubung melalui jaringan.

3.7 Transparency (dibaca “Transparansi”)

Sifat sistem secara terpisah disembunyikan dari user / programmer. Jadi mereka tidak punya akses untuk mengintip jalannya proses suatu sistem (yang mereka gunakan).