Model Antrian Dalam Analisis Kinerja Sistem Virtual Machine

MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM
VIRTUAL MACHINE
TESIS
Oleh:

HAFNI
107038039/TINF

PROGRAM STUDI (S2) TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA SISTEM
VIRTUAL MACHINE
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Magister Teknik Informatika
Oleh:


HAFNI
107038039/TINF

PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

PENGESAHAN

Judul Tesis
Nama Mahasiswa
Nomor Induk Mahasiwa
Program Studi
Fakultas

Komisi Pembimbing

: MODEL ANTRIAN DALAM ANALISIS KINERJA

SISTEM VIRTUAL MACHINE
: HAFNI
: 107038039
: Magister Teknik Informatika
: Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Dr. Benny Benyamin Nasution

Prof. Dr. Opim Salim Sitompul

Diketahui/Disetujui Oleh
Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika
Ketua :


Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Nip. 195707011986011003

Telah diuji pada
Tanggal : 19 Desember 1913

PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
Anggota

: Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
: 1. Dr. Benny Benyamin Nasution
2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis
3. Prof. Dr. Herman Mawengkang
4. Prof. Dr. Drs. Iryanto, M.Si

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kepada ALLAH SWT, atas segala limpahan

rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Dengan
selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc
(CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan
menyelesaikan pendidikan Program Magister.
Dekan Fasilkom-TI (Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi) Universitas
Sumatera Utara Prof. Dr. Muhammad Zarlis, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis
menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas
Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan
Sekretaris Program Studi M. Andri Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff
pengajar pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana
Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara, yang telah bersedia membimbing penulis sehingga
dapat menyelesaikan pendidikan tepat pada waktunya.
Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan
kepada Prof. Dr. Opim Salim Sitompul selaku pembimbing utama dan kepada Dr. Benny
Benyamin Nasution, selaku pembimbing Anggota yang dengan penuh kesabaran menuntun
serta membimbing penulis hingga selesainya tesis ini dengan baik.
Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan
kepada Prof. Dr. Muhammad Zarlis, Prof. Dr. Drs. Iryanto,M.Si dan Prof. Dr Herman


Mawengkang, sebagai pembanding yang telah memberikan saran dan mutivasi serta arahan
yang baik demi penyelesaian tesis ini.
Staff Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika
Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan
bantuan dan pelayanan terbaik kapada penulis selama mengikuti perkuliahan hingga saat ini.
Kepada Ayahanda Alm. Bukhari Lubis, Ibunda Yunismah selaku orang tua, kepada A.
Sirait dan T. Manurung selaku mertua, kepada Istri tersayang Lenni Marlina br Sirait, Amd,
dan kepada ketiga buah hati penulis Hanifah Khairunnisa br Lubis, Khaiyirah Rahmadani br
Lubis dan Salsa Nuriah Sabila br Lubis, kepada abangda dan kakanda, yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala pengorbanannya, baik moril maupun
materil budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada ALLAH SWT.
Rekan mahasiswa/i Angkatan kedua tahun 2010 pada Program Pascasarjana Fakultas
Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membantu penulis baik berupa
dorongan semangat dan doa selama mengikuti perkuliahan.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dalam tesis ini, terimakasih
atas segala bantuan dan doa yang diberikan. Dengan segala kekurangan dan kerendahan hati,
sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih. Semoga kiranya ALLAH SWT yang
membalas segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan.


Medan, 19 Desember 2013
Penulis,

HAFNI
NIM :107038039

ABSTRAK

Virtualisasi adalah suatu konsep yang digunakan untuk pembagian sumber daya, seperti
sistem operasi, server, perangkat penyimpanan atau sumber daya jaringan. Dengan
virtualisasi, beberapa sistem operasi dapat berjalan bersamaan dengan aman pada satu mesin.
Proses virtualisasi ditangani oleh satu kernel kecil yang disebut hypervisor atau virtual
machine monitor (VMM), yang dapat membuat satu atau lebih virtual machine. Teknologi
virtualisasi dapat mengurangi kompleksitas pengembangan perangkat keras dan perangkat
lunak, distribusi pengujian dan pemeliharaan. Dari sisi sistem operasi, teknologi virtualisasi
dapat menghindari ketidaksesuaian perangkat keras, menghemat waktu dan biaya pengujian,
meminimalkan biaya upgrade serta menghilangkan masalah ketidaksesuaian perangkat lunak
pada mesin.
Perangkat lunak VMware Workstation yang digunakan untuk membangun virtual
machine, metode pengujian yang dilakukan dengan menjalankan beberapa model antrian

seperti FCFS, SJF, round robin serta priority ke dalam virtual machine. Di dalam pengujian
yang dilakukan dengan rata-rata waktu menunggu, rata-rata waktu respon dan rata-rata waktu
turnaround serta mencatat waktu CPU memproses job, waktu CPU idle dan waktu CPU
busy, dari parameter tesebut diharapkan tujuan penelitian adalah diketahuinya virtual
machine yang lebih efesien dan optimal 60% dalam memproses job yang diuji dengan
beberapa model antrian adalah sistem virtual machine 2. Penelitian lanjutan yang sangat
berpotensi adalah dari pengembangan tesis ini membangun simulasi secara online.
Kata Kunci : Virtual Machine, Waktu Tunggu, Waktu Respon dan waktu turnaround,
Sumber daya

i

QUEUE MODEL OF PERFORMANCE ANALYSIS VIRTUAL
MACHINE SYSTEM

ABSTRACT

Virtualization is a concept that is used for the distribution of resources, such as operating
systems, server, storage device or network resources. With virtualization, multiple operating
systems can run concurrently on one machine safely. Virtualization process is handled by a

small kernel called the hypervisor or virtual machine monitor ( VMM ) , which can create
one or more virtual machines. Virtualization technology can reduce the complexity of
development of hardware and software, testing and maintenance of distribution. In terms of
operating systems, virtualization technology can avoid hardware incompatibility, saving time
and cost of testing, minimizing costs and eliminating incompatibility issues upgrading the
software on the machine
VMware Workstation software is used to build a virtual machine, the method of testing is
done by running some queuing models such as FCFS, SJF, round robin and priority to the
virtual machine. In the tests performed with an average wait time, average response time and
average turnaround time and record the CPU time to process a job, the CPU idle time and
CPU busy time, of parameters expected proficiency level is known study destination virtual
machine more efficient and optimal 60% processing jobs that were tested with several models
of queuing is virtual machine system 1. Advanced research potential of the development of
this thesis is to build simulations online.
Keywords : Virtual Machine , Virtualization , Wait Time , Time Services , Resources

ii

DAFTAR ISI
Halaman


HALAMAN JUDUL
PENGESAHAN
PERNYATAAN ORISINALITAS
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
PANITIA PENGUJI
RIWAYAT HIDUP
KATA PENGANTAR
ABSTRAK

i

ABSTRACT

ii

DAFTAR ISI

iii


DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1


1.2 Perumusan Masalah

3

1.3 Batasan Masalah

3

iii

1.4 Tujuan Penelitian

4

1.5 Manfaat Penelitian

4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

5

2.1 Virtual Machine

5

2.1.1 Kelebihan Virtual Machine (VM)

6

2.1.2 Kekurangan Virtual Machine (VM)

7

2.2 Jenis–Jenis Virtual Machine

7

2.2.1 Sistem Virtual Machine

7

2.2.2 Proses Virtual Machine

8

2.2.3 Virtualisasi Penuh

8

2.2.4 Virtualisasi Paruh

9

2.2.5 Virtualisasi Asli

9

2.3 VMware Workstation Versi 9.

9

2.4 Model Antrian

9

2.4.1 Komponen Dasar Dalam Sistem Antrian

10

2.4.2 Proses Markov

13

2.4.3 Notasi Kendall

14

2.4.4 Kondisi Stabil

16

2.4.4.1 Jumlah Dalam Sistem vs Jumlah Dalam Antrian

16

2.4.4.2 Jumlah vs Waktu

16

2.4.4.3 Waktu Dalam Sistem vs Waktu DAlam Antrian

17

2.4.5 Antrian Pada Jaringan (Network of queue)

iv

17

2.4.6 Jaringan Terbuka

18

2.4.8 Jenis-Jenis Bentuk Antrian

20

2.4.7 Teori Jackson

20

2.4.9 Waktu Perhitungan

22

2.5 Penelitian Terkait

23

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

25

3.1 Waktu Penelitian

25

3.2 Bagan Alir Penelitian

25

3.2.1 Data (job)

26

3.2.2 Analisa dan Rancangan Penelitian

26

3.2.3 Arsitektur Virtual Machine Dengan Klien

27

3.2.4 Menentukan Model Antrian

28

3.2.5 Menentukan Virtual Machine

28

3.2.5.1 Proses Antrian Pada Virtual Machine 1

28

3.2.5.2 Proses Antrian Pada Virtual Machine 2

29

3.2.5.3 Proses Antrian Pada Virtual Machine 1 dan Virtual
Machine 2

29

3.3 Simulasi

30

3.3.1 FCFS ( First Come Fisrt Served)

30

3.3.2 Shortest Job First ( SJF)

31

3.3.2.1 SJF Non-Preemptive

31

3.3.2.2 SJF Preemptive :

33

v

3.3.3 Round Robin

34

3.3.4 Prioritas

36

3.3.4.1 Priority Preemptive

36

3.3.4.2 Priority Non Preemptive

37

BAB 4 HASIL DAN ANALISIS

39

4.1 Pengujian Antara Client Dengan Server Pada Virtual Machine
4.2 Aktivitas UML Login Dari Client Dengan Server Pada
Virtual Machine
4.3 Aktivitas Program Menggunakan UML Pada Virtual Machine 1
(Windows 7 Ultimate) dan Virtual Machine 2
(Linux Fedora Core 17)
4.4 Hasil Pengujian Pada Virtual Machine Dengan Beberapa

39
40

41

Model Antrian

42

4.4.1 Hasil Pengujian Client 1 Pada Virtual Machine 1

43

4.4.2 Hasil Pengujian Client 2 Pada Virtual Machine 2
4.5. Hasil Pengujian Client 1 dan Client 2 Kecepatan

44

Pada Virtual Machine.

45

4.6 Hasil Pengujian Client 1 dan Client 2 CPU
Dalam Virtual Machine 1 dan Virtual Machine 2.
4.7 Analisis Kinerja Sistem Virtual Machine.

46
48

4.7.1 Analisis Nilai Minimum Waktu Tunggu, Nilai Minimum
Waktu Respon dan Nilai Minimum Waktu Turnaround.

48

4.7.2 Analisis Nilai Maksimum Waktu Tunggu, Nilai Maksimum
Waktu Respon dan Nilai Maksimum Waktu Turnaround.
48
4.7.3 Analisis Nilai Rata-rata Waktu Tunggu, Nilai Rata-rata
Waktu Respon dan Nilai Rata-rata Waktu Turnaround.
49

vi

4.8 Analisis Berdasarkan Pengujian Kecepatan Masing-masing
Sistem Virtual Machine.

49

4.9 Analisis Kinerja Sistem Virtual Machine Berdasarkan CPU Time,
CPU Idle dan CPU Busy
49

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

51

5.1 Kesimpulan

51

5.2 Saran-Saran

51

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR PUBLIKASI ILMIAH PENULIS TESIS

vii

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 3.1 :
Tabel 3.2 :
Tabel 3.3 :
Tabel 3.4 :
Tabel 3.5 :
Tabel 4.1 :
Tabel 4.2 :
Tabel 4.3 :
Tabel 4.4 :

Perhitungan Pada FCFS
Perhitungan Pada SJF Non Preemptive
Perhitungan Pada SJF Preemptive
Perhitungan Pada Round Robin
Perhitungan Pada Priority
Hasil Pengujian Client 1Wait, Respon Dan Turnaround
Virtual Machine 1
Hasil Pengujian Client 2 Wait, Respon dan Turnaround
Virtual Machine 2
Hasil Pengujian Kecepatan Memproses job Pada
Virtual Machine
Hasil Pengujian Kecepatan CPU Virtual Machine 1
Dan Virtual Machine 2

viii

30
32
33
35
36
43
44
45
47

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gamabr 2.13
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3

:
:
:
:
;
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:

Gambar 3.6
Gambar 4.1

:
:

Struktur Virtual Machine
Masalah Antrian
Komponen Dasar Antrian
State Proses Markov
Variabel Yang digunakan Dalam Manganlisa Antrian
Feedforward (tandem) Antrian Jaringan
Acyclic Jaringan
Jaringan Tertutup
Antrian Tunggal Banyak Server Dalam Paralel
Antrian Tunggal Server Antrian
Antrian Tunggal Satu Server
Banyak Antrian, Banyak Server Dalam Paralel
Banyak Antrian, Banyak Server
Bagan Alir Penelitian
Arsitektur VMware Workstation dan Klien
Proses Antrian Pada Virtual Machine 1 (server) dengan
Klien
Proses Antrian Pada Virtual Machine 2 (server) dengan
Klien
Proses Antrian Pada Kedua Virtual Machine 1 dan
Virtual Machine 2 (server ) dan Klien
Simulasi Model Antrian
Komunikasi Client Dengan Server Dalam Virtual Machine

Gambar 3.4

:

Gambar 4.2

:

Login Client Dengan Server Dalam Virtual Machine

Gambar 4.3

:

Aktivitas Program Model Antrian Dalam Virtual Machine 41

Gambar 3.5

:

ix

5
10
11
14
15
19
19
20
20
20
21
21
21
25
27

40

28
29
32
30
39