Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pemodelan Arsitektur Cluster Virtual Server dengan Hyper-V Pada Windows Server 2008 R2 T1 672008175 BAB IV

33

Bab 4

Hasil dan Pembahasan

Bab ini menjelaskan tentang arsitektur cluster virtual,

pengujian sistem dan analisa perbandingan request time, request

error, connection rate, throughput dan kinerja hardware. Tahap

selanjutnya adalah pengujian terhadap web server pada tiap

arsitektur sebagai pembanding. Pengujian sistem dilakukan untuk mengetahui kemampuan arsitektur mesin yang dirancang dengan menggunakan parameter dan skenario yang telah ditentukan.

4.1

Pembangunan Sistem

Arsitektur virtual cluster dibangun sesuai dengan rencana

dan metode yang telah ditentukan. Sistem dibangun diatas sistem

operasi Windows Server 2008 R2 dan Hyper-V digunakan sebagai

aplikasi virtualisasi. Pada node digunakan juga sistem operasi

Windows Server 2008 R2. Aplikasi utama yang dipakai dalam

arsitektur yang dibangun adalah Windows Server 2008 R2, Hyper-V,

Network Load Balancing, ms4w, dan mysql.

4.1.1 Design Arsitektur

 Arsitektur Cluster Virtual Server

Design arsitektur cluster virtual server dibangun

dengan menggunakan dua personal computer yang

didalamnya terdapat virtual machine yang bertugas

sebagai node. Dengan ip virtual pada tiap-tiap node akan

membagi beban kerja permintaan dari pengguna.

Gambar 4.1 menunjukkan design arsitektur cluster

Gambar 4.1 Design arsitek tur cluster vitual server

 Arsitektur Cluster Konvensional Server

Design arsitektur kedua yang dipakai adalah

arsitektur konvensional server. Dengan menggunakan

dua node terdiri dari dua personal komputer yang

mempunyai spesifikasi yang sama dengan arsitektur

cluster virtual server. Dalam tiap personal computer

mempunyai satu sistem operasi fisik dan tidak terdapat

virtual machine. Load balancer menggunakan ip virtual

dari Network Load Balancing. Gambar 4.2

menggambarkan arsitektur konvensional server secara

umum.

4.1.2 Ip virtual

Ip virtual adalah ip yang terbentuk setelah node-node

didaftarkan ke dalam sebuah cluster pada Network Load

Balancing Manager. Ip virtual ini berfungsi sebagai pembagi

kerja ke node-node yang terhubung. Pada saat permintaan

sampai ke node maka permintaan akan direspon oleh node

dengan prioritas pertama. Apabila permintaan kedua datang

maka akan direspon oleh node dengan prioritas selanjutnya.

Konfigurasi ip virtual terdapat pada Network Load Balancing

Manager dan tersimpan pada konfigurasi ip setting pada

node. Gambar 4.3 menunjukkan konfigurasi ip virtual yang

terbentuk pada node.

4.1.3 Server 1

Server 1 adalah server pertama pada arsitektur cluster

yang dibangun. Terdapat 2 virtual machine yang bekerja

sebagai node. Alokasi RAM tiap node adalah 512 MB.

Sistem operasi Windows Server 2008 R2 digunakan pada

server 1 dan node-node didalamnya. Alamat ip pada server 1

adalah 192.168.80.2/24 sedangkan node 1 adalah

192.168.80.3/24 dan node 2 adalah 192.168.80.4/24. Gambar

4.4 menunjukkan konfigurasi alamat ip pada server 1.

4.1.4 Server 2

Server 2 adalah server kedua pada arsitektur cluster

yang dibangun. Terdapat dua virtual machine yang bekerja

sebagai node. Alokasi RAM tiap node adalah 512 MB.

Sistem operasi Windows Server 2008 R2 digunakan pada

server 1 dan node-node didalamnya. Alamat ip pada server 2

adalah 192.168.80.5/24 sedangkan node 3 adalah

192.168.80.6/24 dan node 4 adalah 192.168.80.7/24. Gambar

4.5 menunjukkan konfigurasi alamat ip pada server 2.

4.1.5 Komputer monitor

Komputer monitor merupakan sebuah personal

computer yang digunakan oleh administrator untuk

memonitor aktifitas virtual machine. Aplikasi yang

digunakan untuk memonitor tersedia dalam administrative

tools windows server, yaitu Network Load Balancing Manager dan Hyper-V Manager.

4.2

Pengujian Kinerja Sistem

Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan aplikasi

Web Stress Tool. Parameter yang digunakan adalah test duration,

simultaneous user, throughput, connection rate, request time, request error dan kinerja hardware. Pengujian dilakukan pada single server , cluster konvensional (2 node) dan cluster virtual (4 node virtual machine). Pengujian dilakukan dengan simulasi user

sebanyak 700 user dan waktu pengujian 5 menit. Pengujian

dilakukan dengan 3 mode yaitu mode ramp (penambahan user

secara bertahap sampai tercapai 700 user), mode time (700 user dari

awal sampai akhir pengujian) dan mode click (melakukan request

sampai tercapai jumlah request tertentu).

4.2.1 Pengujian single server

Single server merupakan satu server tanpa virtualisasi dan clustering. Pada server ini telah ditanamkan aplikasi GIS dan mapserver untuk diakses oleh user. Gambar 4.6

menunjukkan hasil pengujian dengan mode ramp, dimana

Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 18 49 81 98130 163 195 228 260 292 323 356393 428463 501 537573608 645682 700700 700700 700

12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 E_rr

or s [% ] 60 40 20 0

Gambar 4.6 Grafik hasil pengujian mode ra mp

pada singleserver

4.2.2 Pengujian cluster konvensional

Cluster konvensional ini terdiri dari dua server

sebagai node dan tanpa virtualisasi didalamnya. Pada server

ini telah ditanamkan aplikasi GIS dan mapserver untuk

diakses oleh user. Gambar 4.7 menunjukkan hasil pengujian

cluster konvensional dengan mode ramp. Error terjadi pada

saat detik ke 96 dan user sebanyak 278.

Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 18 3364 96 129 162 195 227 259 291 323 357 390424 458 490 523 555 591627662 700700 700 700 700 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 E_rr

or s [% ] 40 30 20 10 0

Gambar 4.7 Grafik hasil pengujian mode ra mp pada cluster konvensional

4.2.3 Pengujian cluster virtual

Pengujian dilakukan pada cluster dengan 4 node

virtual. Pengujian yang dilakukan juga menggunakan parameter yang sama dengan pengujian sebelumnya. Gambar

4.8 menujukan hasil pengujian pada cluster virtual. Terjadi

request error pada detik 214 dan user sebanyak 633. Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 16 48 64 80 97129 162 194 226 258 290 322 355 388 420 453 486 519 552 586 619 653 686 700 700 700 700 700 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 Err

or s [% ] 6 4 2 0

Gambar 4.8 Grafik pengujian mode ramp pada cluster virtual

Dengan banyaknya user yang bertambah secara bertahap

maka jumlah waktu yang dibutuhkan untuk merespon request akan

semakin meningkat.

4.3

Analisis dan Perbandingan Hasil Pengujian

Sistem

4.3.1 Analisis dan Perbandingan Throughput

Analisis throughput dilakukan dengan mengamati

banyaknya paket sebagai respon terhadap request dari user.

Hasil keseluruhan pengujian parameter throughput

didapatkan cluster virtual menghasilkan throughput lebih

kecil dari cluster konvensional dikarenakan pada cluster

virtual terdapat dua network virtual tiap servernya. Pada

single server didapatkan 101588,3 KB, pada cluster

konvensional 150178,3 KB dan pada cluster virtual

126799,7 KB. Pengujian dilakukan selama 5 menit. Tabel 4.1

Tabel 4.1 Tabel perbandingan throughput

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

338,6278 KB/s 500,5943 KB/s 422,6656 KB/s

4.3.2 Analisis dan Perbandingan Connection Rate

Perbandingan pengujian connection rate pada

arsitektur single server, cluster konvensional dan cluster

virtual didapatkan hasil maksimum oleh single server.

Dilakukan pengujian dengan mode time, menggunakan 700

user selama 5 menit didapatkan total connection pada single

server sebanyak 20.068 conn, cluster konvensional sebanyak

15.517 conn dan cluster virtual sebanyak 13.534 conn. Hal

ini disebabkan karena penggunaan topologi yang berbeda.

Pada single server topologi yang digunakan langsung

berhubungan dengan jaringan. Sedangkan pada topologi

cluster melewati proses pembagian kerja oleh load balancer.

Tabel 4.2 menampilkan rata-rata connection rate pada

tiap-tiap arsitektur.

Tabel 4.2 Tabel perbandingan connection rate

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

66,89 conn/s 51,72 conn/s 45,11 conn/s

4.3.3 Analisis dan Perbandingan Request Time

Perbandingan parameter request time pada arsitektur

single server, cluster konvensional dan cluster virtual.

Pengujian dengan mode click, menggunakan user sebanyak

700 user dan tiap user melakukan request sebanyak 25

request. Pada single server untuk mendapatkan 17490 conn

dibutuhkan waktu selama 200 detik. Pada cluster

selama 244 detik. Dan pada cluster virtual mendapatkan 17445 conn dibutuhkan waktu selama 374 detik. Tabel 4.3

menunjukkan rata-rata request time pada tiap-tiap arsitektur.

Nilai terendah didapatkan oleh single server.

Tabel 4.3 Tabel perbandingan request time

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

0,0114 s/conn 0,0139 s/conn 0,0214 s/conn

4.3.4 Analisis dan Perbandingan Request Error

Dilakukan juga perbandingan pada parameter request

error. Dari pengujian dengan mode click didapatkan error

pada tiap arsitektur. Arsitektur cluster virtual mendapatkan

request error dengan nilai terendah 116 error dari 17445

conn. Pada cluster konvensional didapatkan 7138 error dari

17452 conn. Dan pada single server didapatkan error

tertinggi 13230 error dari 17490 conn. Tabel 4.4

menunjukkan rata-rata request error pada tiap-tiap arsitektur.

Tabel 4.4 Tabel perbandingan request error

Single Server Server Konvensional Cluster Virtual

75,64 % 40,90 % 0,66 %

4.3.5 Pengamatan K inerja Hardware

Dengan menggunakan spesifikasi hardware yang

sama pengamatan dilakukan pada saat hardware sedang

dalam keadaan idle dan pada saat pengujian dilakukan.

Gambar 4.9 menunjukkan grafik pemakaian memory pada

Gambar 4.9 Grafik pe maka ian me mory

server 1 dan server 2 pada cluster konvensional

Pada cluster virtual penggunaan memory mengalami

peningkatan hingga 50%. Sebagian besar memory digunakan

untuk alokasi virtual machine. Pada saat pengujian proses

terjadi di dalam virtual machine dan tidak begitu terlihat

perubahan pada memory server fisik. Gambar 4.10

menunjukan grafik penggunaan memory pada cluster virtual

dengan virtual machine.

Gambar 4.10 Gra fik pe ma ka ian me mory

4.4

Optimasi

Network Load Balancer

Dengan mengamati perbandingan dan analisis, maka kinerja

cluster dan virtualisasi dapat meningkatkan hasil web server dalam menangani permintaan dari pengguna. Berdasarkan metode yang dipakai, yaitu PPDIOO. Maka tahap selanjutnya adalah tahap optimasi sistem, yang bertujuan untuk meningkatkan performa dari

sistem yang dibangun. Pada Network Load Balancer terdapat

konfigurasi affinity yang membagi permintaan dari pengguna ke

node-node yang ada. Pada pengujian digunakan affinity none karena

request dari satu ip dapat dikerjakan oleh semua node. Sedangkan

dengan affinity single tiap satu ip mempunyai node sendiri yang

melayani requestnya. Dengan pemilihan konfigurasi sesuai dengan

kondisi yang diperlukan dapat meningkatkan hasil dari kinerja web

server. Gambar 4.11 menunjukkan konfigurasi affinity single pada

Network Load Balancer.

Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 18 49 81 98130 163 195 228 260 292 323 356393 428463 501 537573608 645682 700700 700700 700

12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 E_rr

or s [% ] 60 40 20 0

Gambar 4.6 Grafik hasil pengujian mode ra mp

pada singleserver

4.2.2 Pengujian cluster konvensional

Cluster konvensional ini terdiri dari dua server

sebagai node dan tanpa virtualisasi didalamnya. Pada server

ini telah ditanamkan aplikasi GIS dan mapserver untuk

diakses oleh user. Gambar 4.7 menunjukkan hasil pengujian

cluster konvensional dengan mode ramp. Error terjadi pada

saat detik ke 96 dan user sebanyak 278.

Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 18 3364 96 129 162 195 227 259 291 323 357 390424 458 490 523 555 591627662 700700 700 700 700

14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 E_rr

or s [% ] 40 30 20 10 0

Gambar 4.7 Grafik hasil pengujian mode ra mp pada cluster konvensional

4.2.3 Pengujian cluster virtual

Pengujian dilakukan pada cluster dengan 4 node

virtual. Pengujian yang dilakukan juga menggunakan parameter yang sama dengan pengujian sebelumnya. Gambar

4.8 menujukan hasil pengujian pada cluster virtual. Terjadi request error pada detik 214 dan user sebanyak 633.

Req-Times: g f e d c b Errors: g f e d c b

Click Times and Errors (per URL)

User Simulation: ramp test with up to 700 simultaneous users - Click times "per URL" Test Ty pe: RAMP (run test f or 5 minutes)

Time Since Start of Test [s]

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Active Users

0 16 48 64 80 97129 162 194 226 258 290 322 355 388 420 453 486 519 552 586 619 653 686 700 700 700 700 700

14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000

0 Err

or s [% ] 6 4 2 0

Gambar 4.8 Grafik pengujian mode ramp pada cluster virtual

Dengan banyaknya user yang bertambah secara bertahap

maka jumlah waktu yang dibutuhkan untuk merespon request akan

semakin meningkat.

4.3

Analisis dan Perbandingan Hasil Pengujian

Sistem

4.3.1 Analisis dan Perbandingan Throughput

Analisis throughput dilakukan dengan mengamati

banyaknya paket sebagai respon terhadap request dari user.

Hasil keseluruhan pengujian parameter throughput

didapatkan cluster virtual menghasilkan throughput lebih

kecil dari cluster konvensional dikarenakan pada cluster

virtual terdapat dua network virtual tiap servernya. Pada single server didapatkan 101588,3 KB, pada cluster

konvensional 150178,3 KB dan pada cluster virtual

126799,7 KB. Pengujian dilakukan selama 5 menit. Tabel 4.1

Tabel 4.1 Tabel perbandingan throughput

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

338,6278 KB/s 500,5943 KB/s 422,6656 KB/s

4.3.2 Analisis dan Perbandingan Connection Rate

Perbandingan pengujian connection rate pada

arsitektur single server, cluster konvensional dan cluster

virtual didapatkan hasil maksimum oleh single server.

Dilakukan pengujian dengan mode time, menggunakan 700

user selama 5 menit didapatkan total connection pada single

server sebanyak 20.068 conn, cluster konvensional sebanyak

15.517 conn dan cluster virtual sebanyak 13.534 conn. Hal

ini disebabkan karena penggunaan topologi yang berbeda.

Pada single server topologi yang digunakan langsung

berhubungan dengan jaringan. Sedangkan pada topologi cluster melewati proses pembagian kerja oleh load balancer.

Tabel 4.2 menampilkan rata-rata connection rate pada

tiap-tiap arsitektur.

Tabel 4.2 Tabel perbandingan connection rate

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

66,89 conn/s 51,72 conn/s 45,11 conn/s

4.3.3 Analisis dan Perbandingan Request Time

Perbandingan parameter request time pada arsitektur

single server, cluster konvensional dan cluster virtual.

Pengujian dengan mode click, menggunakan user sebanyak

700 user dan tiap user melakukan request sebanyak 25

selama 244 detik. Dan pada cluster virtual mendapatkan 17445 conn dibutuhkan waktu selama 374 detik. Tabel 4.3

menunjukkan rata-rata request time pada tiap-tiap arsitektur.

Nilai terendah didapatkan oleh single server.

Tabel 4.3 Tabel perbandingan request time

Single Server Cluster Konvensional Cluster Virtual

0,0114 s/conn 0,0139 s/conn 0,0214 s/conn

4.3.4 Analisis dan Perbandingan Request Error

Dilakukan juga perbandingan pada parameter request

error. Dari pengujian dengan mode click didapatkan error

pada tiap arsitektur. Arsitektur cluster virtual mendapatkan

request error dengan nilai terendah 116 error dari 17445

conn. Pada cluster konvensional didapatkan 7138 error dari

17452 conn. Dan pada single server didapatkan error

tertinggi 13230 error dari 17490 conn. Tabel 4.4

menunjukkan rata-rata request error pada tiap-tiap arsitektur.

Tabel 4.4 Tabel perbandingan request error

Single Server Server Konvensional Cluster Virtual

75,64 % 40,90 % 0,66 %

4.3.5 Pengamatan K inerja Hardware

Dengan menggunakan spesifikasi hardware yang

sama pengamatan dilakukan pada saat hardware sedang

dalam keadaan idle dan pada saat pengujian dilakukan.

Gambar 4.9 menunjukkan grafik pemakaian memory pada

Gambar 4.9 Grafik pe maka ian me mory server 1 dan server 2 pada cluster konvensional

Pada cluster virtual penggunaan memory mengalami

peningkatan hingga 50%. Sebagian besar memory digunakan

untuk alokasi virtual machine. Pada saat pengujian proses

terjadi di dalam virtual machine dan tidak begitu terlihat

perubahan pada memory server fisik. Gambar 4.10

menunjukan grafik penggunaan memory pada cluster virtual

4.4

Optimasi

Network Load Balancer

Dengan mengamati perbandingan dan analisis, maka kinerja cluster dan virtualisasi dapat meningkatkan hasil web server dalam menangani permintaan dari pengguna. Berdasarkan metode yang dipakai, yaitu PPDIOO. Maka tahap selanjutnya adalah tahap optimasi sistem, yang bertujuan untuk meningkatkan performa dari

sistem yang dibangun. Pada Network Load Balancer terdapat

konfigurasi affinity yang membagi permintaan dari pengguna ke

node-node yang ada. Pada pengujian digunakan affinity none karena request dari satu ip dapat dikerjakan oleh semua node. Sedangkan

dengan affinity single tiap satu ip mempunyai node sendiri yang

melayani requestnya. Dengan pemilihan konfigurasi sesuai dengan

kondisi yang diperlukan dapat meningkatkan hasil dari kinerja web

server. Gambar 4.11 menunjukkan konfigurasi affinity single pada Network Load Balancer.