PERANCANGAN DI ARSITEKTUR SISTEM LABORATORI
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
PERANCANGAN ARSITEKTUR
SISTEM LABORATORIUM VIRTUAL
PADA LABORATORIUM JARINGAN KOMPUTER
Kharisma Andika Umar Ady
Teknik Informatika Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Tiap tahunnya jumlah mahasiswa Teknologi Informasi di Indonesia semakin bertambah. Pertumbuhan ini tidak didukung
dengan sarana laboratorium yang mencukupi. Permasalahan ini membuat mahasiswa harus berbagi jadwal untuk
menggunakan laboratorium. Disamping itu daya tampung laboratorium yang terbatas membuat mahasiswa yang
melaksanakan praktikum kurang nyaman dalam menerima materi praktikum. Virtualisasi memungkinkan untuk
menjalankan beberapa mesin virtual pada mesin fisik tunggal, dengan masing-masing mesin virtual berbagi sumber daya
dari satu komputer fisik di beberapa lingkungan. Penelitian ini bermaksud untuk merancang dan membuat sistem frontend dari laboratorium virtual jaringan komputer yang menawarkan solusi akan terbatasnya daya tampung laboratorium,
efektifitas waktu, serta aksesbilitas yang lebih luas. Dari hasil penelitian yang dilakukan, sistem yang dibangun mampu
memberikan efektifitas waktu, biaya serta daya tampung yang lebih banyak dibandingkan dengan metode praktikum
konvensional. Sistem ini mempunyai fitur reservasi kelas, reservasi jumlah virtual machine yang akan digunakan pada kelas
tersebut, pengaksesan virtual machine dan metode penilaian dari praktikum yang dilakukan oleh mahasiswa.
Kata Kunci: Virtual, Laboratorium, Virtualisasi. Qemu, KVM
ABSTRAK
Each year the number of students of Information Technology in Indonesia is increasing. This growth is not supported by
adequate laboratory facilities. This problem makes the students have to share the schedule for laboratory use. Besides, the
limited capacity of laboratories that make students carry out lab less comfortable in receiving the materials lab.
Virtualization makes it possible to run multiple virtual machines on a single physical machine, with each virtual machine
sharing the resources of a single physical computer across multiple environments. This study intends to design and make the
system front-end of virtual lab solution that offers a computer network will be limited laboratory capacity, the effectiveness
of time, as well as wider accessibility. From the research conducted, the system was built capable of delivering the
effectiveness of time, cost and capacity more than the conventional lab methods. This system has a feature class reservation,
the reservation number of virtual machines that will be used in the classroom, virtual machine access and methods of
assessment of practical work undertaken by students.
Kata Kunci: Virtual, Laboratory, Virtualitation. Qemu, KVM
P
I. PENDAHULUAN
Rogram Studi Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer merupakan program studi yang banyak diminati
oleh ribuan mahasiswa di Indonesia setiap tahunnya. Peningkatan jumlah mahasiswa ini sepantasnya
didukung oleh sarana infrasruktur baik kelas maupun laboratorium yang memadai, akan tetapi kondisi
yang terjadi saat ini banyak Universitas-Universitas Negeri maupun Swasta belum mencapai kondisi tersebut.
Sarana dan prasarana yang tersedia khususnya Laboratorium belum dapat mencukupi jumlah mahasiswa yang
ada, sehingga terkadang mahasiswa yang ingin melakukan aktivitas di laboratorium seperti kegiatan perkuliahan
maupun praktikum harus berbagi jadwal satu sama lainnya. Daya tampung laboratorium sendiri hanya berkisar
40-41 orang beserta dosen/asisten praktikum untuk 1 kali praktikum atau pertemuan. Kondisi yang terjadi saat ini
dalam 1 pertemuan praktikum laboratorium diisi dengan 46-49 orang beserta asisten praktikumnya. Hal ini dapat
mengurangi kenyamanan mahasiswa / praktikan dalam menerima materi praktikum. Selain itu
praktikan/mahasiswa juga direpotkan dengan membawa alat praktikum (komputer/laptop) sendiri-sendiri, karena
komputer-komputer yang ada pada laboratorium jaringan komputer banyak yang tidak bisa digunakan karena
digunakan untuk keperluan riset dan skripsi. dalam hal ini para asisten praktikum dan para praktikan harus
mempersiapkan peralatan praktikum sendiri–sendiri, seperti instalasi dari tools-tools yang akan digunakan untuk
praktikum. Hal ini kurang efisien karena dapat membuang waktu pada saat praktikum yang hanya mempunyai
waktu maksimal 2 jam.
1
Salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan cara membuat laboratorium virtual secara
online yang dapat diakses dimana saja serta memberikan keleluasaan terhadap praktikan maupun asisten atau
dosen dalam menyampaikan materinya. Untuk mewujudkan hal tersebut maka diperlukan sistem laboratorium
virtual baik front-end maupun back end yang saling mendukung satu sama lainnya sehingga laboratorium virtual
ini dapat mengatasi masalah-masalah yang ada. Dalam penelitian ini sistem laboratorium virtual yang akan dibuat
dikhususkan untuk praktikum jaringan komputer.
Sistem laboratorium virtual yang akan dibangun dalam penelitian ini terfokus pada perancangan sistem frontend dari Laboratorium Virtual Jaringan Komputer. Dalam perancangan sistem front-end ini dibahas mengenai
beberapa hal terkait pelaksanaan praktikum jaringan computer, seperti manajemen waktu pelaksanaan praktikum,
antarmuka untuk mengakses virtual machine, pengkoreksian dan pemberian nilai dari dari hasil praktikum, serta
manajemen virtual machine yang akan digunakan untuk praktikum. Untuk mendukung perancangan sistem frontend agar dapat diakses dimana saja maka sistem laboratorium virtual ini dibangun dengan bahasa pemrograman
yang berbasis web.
Sebelumnya telah dilakukan penelitian oleh Patcharee Basu, dkk. mengenai pemanfaatan virtualisasi sebagai
media pembelajaran jarak jauh yang menggabungkan remote computer laboratory dan lingkungan pembelajaran
jarak jauh, untuk mendukung metode pembelajaran dalam dunia Teknologi Informasi serta memberikan inovasi
pembelajaran yang awalnya bersifat tatap muka menjadi bersifat pembelajaran jarak jauh [PAT-03]. Penelitian ini
akan membangun aplikasi front-end dari sistem laboratorium virtual yang akan diterapkan pada laboratorium
jaringan computer.
Penelitian ini dilakukan untuk mengatasi masalah keterbatasan sumber daya, efektifitas waktu serta
skalabilitas dari model pembelajaran sebelumnya. Sistem yang dibuat memungkinkan pengguna untuk untuk
mengatur jadwal secara fleksibel, serta menggunakan kembali sumber daya yang telah dipakai sebelumnya.
II. PENELITIAN TERKAIT
A. Remote Computer Laboratory
Penelitian sebelumnya yang terkait dengan perancangan sistem laboratorium virtual dilakukan untuk mengatasi
masalah keterbatasan sumber daya manusia, efektifitas biaya serta daya tampung yang tersedia. Penelitian ini
dilakukan oleh Patcharee Basu dkk. [1] yang menggabungkan sistem Remote Computer Laboratory dengan
model pembelajaran jarak jauh yang bertujuan untuk mengatasi permasalahan seperti yang dijelaskan pada
bagian sebelumnya.
Sistem ini menggunakan teknologi virtualisasi serta StarBED computing testbed yang dapat menghasilkan
daya tampung laboratorium yang lebih besar dengan peralatan serta biaya yang lebih sedikit. Komponen utama
dalam sistem ini adalah adanya suatu sistem yang secara otomatis dapat memberikan koreksi serta masukan
terhadap pekerjaan seseorang, sehingga dapat memberikan efektifitas waktu dalam pembelajaran.
Penelitian ini menghasilkan sistem yang dapat meningkatkan fleksibilitas waktu, ketersedian sumber daya serta
daya tampung laboratorium yang sebelumnya terbatas oleh biaya, waktu pelaksanaan serta tempat yang
disediakan [1].
B. Learning Paradigm of Region Wide IT
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah tentang paradigma pembelajaran jarak jauh. Penulis menerapkannya
pada School on Internet ASIA (SOI ASIA) yang telah dilakukan oleh Patcharee Basu dkk.[3].
Pada penelitian ini menghasilkan data feedback dari kualitas efisiensi dari sistem tersebut. Tabel diatas
merupakan table hasil dari feedback pengguna yang dibedakan menjadi 3 kategori yaitu:
Kemudahan pengoprasian
Efektifitas Workshop
Partisipasi akan dating
Dapat dilihat bahwa ada banyak feedback positif yang di dapat pada survey tersebut, hal ini membuktikan
bahwa system yang digunakan penulis efektif dan mudah digunakan dan penting untuk diimplementasikan pada
metode pembelajaran yang akan dating.
2
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
C. Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces on Virtual and Physical
Lab Environtment,
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces
on Virtual and Physical Lab Environtment yang telah dilakukan oleh Patcharee Basu dkk, penelitian ini
membahas tentang desain arsitektur dari labratorium fisik dan arsitektur laboratorium virtual, pada penelitian ini
akan menganalisa seberapa efisienkah untuk merubah laboratorium fisik menjadi laboratorium virtual [2]..
D. Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student learning in virtual computer
laboratories
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student
learning in virtual computer laboratories yang telah dilakukan oleh Achmad Konak dkk, penelitian ini membahas
tentang pengalaman belajar bagi mahasiswa yang menggunakan system laboratorium virtual. Dan menurut paper
ini, teknologo pembelajaran jarak jauh memang lebih efisien dan tidak terbatas oleh waktu dan reasource[4].
III. RANCANGAN ARSITEKTUR VIRTUAL LABORATORY
A. Rancangan Arsitektur sistem laboratorium virtual
Rancangan Arsitektur sistem laboratorium virtual jaringan komputer yang digunakan dalam penelitian ini bisa
dilihat pada gambar
lecture
Lab reservation
Monitoring VM
VM1
See The Classes
VM6
VM2
VM5
See students
See Class
Assignment Progress
Chat With Students
WEB
SERVER
List Class
Enroll Class
Reserve
Session
students
Store Class Data
Store Lecture Data
Store Student Data
Store Session Data
Store VM Data
Store Assignment Data
DATABASE
SERVER
VM3
VM6
Monitor VM
Create VmAutomatically
Start VmAutomatically
Stop VM Automatically
Destroy VmAutomatically
Resume Vm Automatically
Giving Acces to Remote VNC
Setup Lab Virtual
Monitoring Order
See the grade
Submit
Chat With Lecture
Assignment
VIRTUALIZATION
SERVER
Remote VM
Gambar 3 Rancangan Keseluruhan Sistem
Gambar 3 merupakan rancangan keseluruhan sistem back-end dan front-end dari sistem laboratorium virtual.
Bagian front-end akan mengembangkan pada bagian web server yang akan menampung aplikasi berbasis web
untuk digunakan sebagai antarmuka ke pengguna sistem, dan mengembangkan bagian database server untuk
memanajemen penyimpanan data dari sistem, sedangkan bagian back-end mengembangkan bagian virtualization
server sebagai media penyimpanan virtual machine dan memonitoring database server untuk sinkronisasi virtual
machine dan sistem front-end
Web server akan menampung front-end dari sistem yang berupa aplikasi berbasis web dari sistem laboratorium
virtual dimana aplikasi web ini akan menyediakan kebutuhan pengguna untuk melaksanakan praktikum jaringan
komputer.
Database server akan bertindak sebagai tempat penyimpanan data dari sistem dan juga sebagai alat sinkronisasi
dari back-end dan aplikasi front-end.
3
Server virtualisasi akan bertindak sebagai penyedia kebutuhan mahasiswa dalam hal ini sistem operasi sebagai
media dalam melakukan proses praktikum jaringan komputer dengan materi routing. Dalam penelitian ini
kebutuhan praktikum yang digunakan adalah kebutuhan praktikum untuk materi routing, sehingga virtual
machine yang dibuat oleh virtualisasi server adalah virtual machine yang bertindak sebagai router dan virtual
machine yang bertindak sebagai personal computer client . Dalam proses pembuatan virtual machine tersebut,
server virtualisasi akan bekerja sama dengan database server dimana ketika pengguna melakukan pemesanan
virtual machine maka data pemesanan ini akan masuk ke dalam database. Database server meneruskan data
pemesanan yang telah ada ke virtualisasi server. Berdasarkan data inilah virtualisasi server akan menyediakan
virtual machine.
Pada sistem ini pengguna akan terhubung dengan web server dimana web aplikasi akan memproses perintah
pengguna sesuai dengan bagian yang diinginkan. Pengguna yang ingin mengakses virtual machine yang berada
pada server virtualisasi, maka web server akan menjalankan proxy VNC yang akan digunakan sebagai jembatan
penghubung antara virtual machine dengan pengguna. Setelah pengguna terhubung dengan virtual machine,
pengguna bisa melakukan praktikum dengan mengkonfigurasi virtual machine sesuai soal yang diberikan.
B. Perancangan mekanisme pengaksesan virtual machine dan sinkronisasi back-end dengan frontend
Pada tahap perancangan ini akan menjelaskan bagaimana cara sinkronisasi antara back-end dengan front-end ,
diagram perancangan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Request virtual machine
Dengan cara insert ke tabel order
DATABASE
SERVER
Memonitoring table order setiap 1 menit
Dengan cara mengecek table order,
WEB
SERVER
Front-end
VIRTUALIZATION
SERVER
Back-end
Gambar 4 Rancangan Sinkronisasi
Gambar 4 merupakan gambar perancangan dari sinkronisasi back-end dan front-end , pada perancangan di atas
web server akan menampung front-end dari sistem yang berupa aplikasi berbasis web dari sistem laboratorium
virtual dimana aplikasi web ini akan menyediakan kebutuhan pengguna untuk melaksanakan praktikum jaringan
komputer, Server virtualisasi akan menampung virtual machine dimana virtual machine ini akan di-remote oleh
student untuk melakukan praktikum, dan database server bertindak sebagai tempat penyimpanan data sekaligus
alat untuk melakukan sinkronisasi Antara back-end dan front-end . Langkah yang pertama dilakukan untuk
melakukan sinkronisasi adalah pada awalnya aplikasi front-end akan me-request order virtual machine ke
virtualization server dengan cara insert data request virtual machine ke dalam tabel order yang berada di database
server dengan format perintah SQL dalam kasus ini menggunakan perintah “insert into order values([isi data
request])” setelah data berhasil dimasukkan database maka setiap 1 menit aplikasi back-end yang berada pada
virtualization server akan memonitor tabel order yang berada pada database server menggunakan format perintah
SQL dalam kasus ini menggunakan printah “select * from order where status=0” virtualization server akan
4
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
mengecek dari data order jika ada record dengan status bernilai 0 maka order tersebut belum dikerjakan maka
aplikasi back-end akan menggandakan virtual machine sesuai dengan data record tersebut. Dan setelah selesei
proses penggandaan virtual machine maka record yang telah selesei tersebut statusnya diubah menjadi 1 dengan
cara melakukan perintah SQL update.
2. Tanya nomer port
Yang di pakai oleh
VM milik student
Database
Server
3. Membalas nomer port
Dari VM yang direquest
VM1
VM2
VM3
5. Remote vm
berdasarkan nomer port
1. Request
remote VM
students
Web Server
Front-end
4. VNC melakukan remote
Ke Virtualization server
Dengan nomor port
Dari database
Virtualization
Server
Back-end
Gambar 5 Rancangan Pengaksesan virtual machine
Gambar 5 merupakan gambar mekanisme pengaksesan virtual machine, pengaksesan virtual machine akan
digunakan oleh student untuk melaksanakan praktikum. Pada awalnya student akan request remote virtual
machine dengan menekan tombol console pada halaman list virtual machine, kemudian aplikasi front-end akan
melakukan request informasi nomor port dari virtual machine yang di-request oleh student ke database server,
setelah itu database server akan mengirimkan nomer port dari virtual machine yang dipesan oleh student tersebut.
Setelah itu aplikasi front-end akan membuat socket noVNC untuk me-remote virtualization server dengan nomor
yang dikirimkan oleh database server, kemudian student akan dihadapkan dengan tampilan noVNC yang akan
melakukan remote VNC ke virtualization server yang akan di forward ke virtual machine yang menggunakan
nomor port tersebut. Kemudian framework noVNC bisa melakukan remote virtual machine yang di-request oleh
student.
C. Perancangan Mekanisme Pengecekan Progress Pengerjaan Dan Penilaian Hasil Praktikum
5
2. Tanya nama VM
Yang akan di cek
Konfgurasi yang telah
Digunakan oleh student
Database
Server
7. Insert nilai yang di dapat
Dari pengecekan
3. Membalas nama VM
yang direquest
Web Server
Front-end
VM2
VM3
5. Cek Konfgurasi berdasarkan
NamaVM
4. Eksekusi Shell Script
untuk pengecekan Konfgurasi
Berdasarkan namaVM
1. Request
Progress dan
Nilai
students
VM1
Virtualization
Server
Back-end
6. Mengembalikan Nilai
praktikum
Gambar 6 Rancangan Pengecekan dan Penilaian
Gambar 6 merupakan gambar mekanisme pengecekan progress pengerjaan dan penilaian hasil praktikum. Pada
awalnya student request progress dan nilai pada halaman nilai praktikum, kemudian aplikasi front-end akan
menghubungi database server untuk request nama virtual machine yang kemudian dari nama tersebut akan dicari
alamat mac address-nya di virtualization server kemudian dari alamat mac address tersebut akan di-regenerate
alamat link-local IPv6, setelah itu aplikasi front-end akan mengeksekusi shell script dimana shell script tersebut
akan melakukan pengecekan konfigurasi dari virtual machine berdasarkan alamat link-local IPv6 nya dan
kemudian menilai hasil konfigurasi tersebut, lalu hasil pengecekan tersebut akan dikirimkan kembali oleh virtual
machine ke web server untuk ditampilkan ke student, dan setelah itu nilai akan dimasukkan ke dalam database
untuk sebagai nilai praktikum
IV. PENGEMBANGAN SISTEM LABORATORIUM VIRTUAL
A. Rancangan Tapologi
Host yang digunakan yang akan digunakan sebagai server dalam implementasi ini sebanyak 3 buah host yang
masing-masing bertindak sebagai virtualisasi server, web server dan database server. Virtualisasi server akan
terhubung dengan virtual machine yang berada didalamnnya. Rancangan dari implementasi sistem laboratorium
virtual pada penelitian ini tampak seperti pada Gambar 7.
Gambar 7 Rancangan Implementasi Sistem Laboratorium Virtual Jaringan Komputer
.
6
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
B. Pengujian Performa Sistem
Pada pengujian performa Sistem front-end laboratorium virtual, pengujian dilakukan dengan menjalankan semua
fitur yang telah tervalidasi, kemudian menghitung seberapa lama waktu yang dibutuhkan oleh sistem aplikasi
front-end laboratorium untuk merespon request dari user. Jumlah virtual machine disesuaikan dengan skenario
pengujian.
C. Pengujian Sinkronisasi Back-end dan front-end
Pada pengujian sinkronisasi antara front-end dan back-end dari sistem laboratorium virtual, pengujian dilakukan
dengan menjalankan fitur reservasi class yang dilakukan oleh lecture dengan jumlah virtual machine tertentu,
sistem front-end akan memasukkan data reservasi class ke tabel order pada database yang akan dimonitoring
oleh sistem back-end, jika metode sinkronisasi berhasil maka aplikasi back-end akan menggandakan virtual
machine untuk class tersebut sebanyak jumlah yang di-request oleh lecture pada class tersebut.. Dan pengujian ini
akan menjalankan fitur reservasi session praktikum yang akan dilakukan oleh student sesuai dengan keinginan
student tersebut, maka sistem front-end akan memasukkan data reservasi session ke dalam tabel session dan akan
dimonitoring oleh sistem back-end, jika metode sinkronisasi berhasil maka sistem back-end akan melakukan
resume virtual machine pada saat telah masuk waktu sesi yang dipilih oleh student dan akan melakukan suspend
virtual machine pada saat waktu sesi telah berakhir.
Pada penelitian ini, kami telah melakukan analisis, Front-end sistem laboratorium virtual jaringan komputer
dilakukan dengan melakukan validasi terhadap fitur-fitur yang dibutuhkan untuk memastikan fitur tersebut
berjalan normal dan dapat memenuhi kebutuhan yang di rancang pada bagian sebelumnya, dan menghitung ratarata untuk tiap satu virtual machine yang dibuat pada saat reserve class dalam tiap skenario. Pada pengujian
sistem yang telah dilakukan, terdapat 16 fitur dan 6 skenario pengujian dimana tiap-tiap fitur dan skenario akan
dihitung waktu yang dibutuhkan untuk merespon fitur tersebut. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada
gambar 8.
Gambar 8 Waktu yang dibutuhkan untuk Merespon Tiap Fitur
7
Gambar 9 Rata-rata waktu untuk Memesan Class satu virtual machine
Dari hasil pengujian pada gambar 8 dan gambar 9, didapatkan informasi bahwa setiap fitur dari sistem frontend maupun back-end mampu berjalan normal serta dapat memenuhi kebutuhan yang dirancang pada bagian
sebelumnya dan sistem front-end mampu merespon semua fitur kurang dari 2 detik. Respon Fitur reserve class,
jumlah virtual machine dalam class tersebut tidak mempengaruhi waktu respon dari sistem front-end . Sangat
berbeda sekali jika praktikum dilakukan secara konvensional. Jika praktikum dilakukan secara konvensional pasti
akan membutuhkan waktu sangat banyak. Untuk persiapan praktikum saja waktu yang dibutuhkan oleh asisten
adalah sekitar 5 jam. Dan pada saat praktikum asisten disulitkan dengan cara memonitoring praktikum yang
masih dilakukan dengan berkeliling antar mahasiswa yang berada di class. Dan metode pengkoreksian hasil
praktikum masih dikoreksi secara manual hal ini membutuhkan waktu untuk 1 class sekitar 3 jam. Hal ini
membuktikan bahwa jika menggunakan sistem ini dapat banyak menghemat waktu dan dapat memberikan
kenyamanan bagi asisten praktikum maupun mahasiswa yang melaksanakan praktikum. Untuk waktu eksekusi
waktu secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 10.
Grafk Kinerja Keseluruhan
350
300
250
200
150
100
50
0
5
10
15
20
25
30
Gambar 10 Grafik kinerja keseluruhan sistem
8
35
40
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
Sinkronisasi antara sistem front-end dan sistem back-end telah berhasil. Ketika sistem front-end melakukan
insert pada tabel class dengan jumlah student sebanyak yang diinginkan oleh lecture. Maka sistem back-end akan
mempersiapkan virtual machine dengan cara menggandakan virtual machine sebanyak yang direquest oleh
lecture. Sistem front-end akan melakukan pengiriman data dengan format SQL ke tabel yang berada di dalam
database, tabel tersebut akan dimonitoring oleh sistem back-end, data dengan format SQL tersebut akan
diterjemahkan oleh sistem back-end untuk melakukan request dari sistem front-end untuk melakukan
penggandaan, start, stop, resume serta suspend virtual machine. Pada grafik yang ditunjukkan pada Gambar 10
dapat ditarik kesimpulan bahwa dalam melakukan proses pemesanan Virtual Machine hingga selesai, sistem
bekerja dalam waktu yang relative stabil. Dalam melakukan proses ini dalam tiap skenario, sistem membutuhkan
waktu rata ± 8 detik untuk tiap Virtual Machine, hal ini membuktikan bahwa sistem front-end dan back-end
sistem laboratorium dapat bersinkronisasi dan dapat bekerja sama untuk sistem laboratorium virtual.
V. KESIMPULAN
Aplikasi front-end dari sistem laboratorium virtual yang diajukan berhasil diterapkan dengan bahasa
pemrograman berbasis web dan menggunakan proxy noVNC untuk pengaksesan virtual machine, aplikasi frontend dari sistem laboratorium virtual dapat bekerja secara fungsional dalam mengatasi keterbatasan waktu, sumber
daya dan daya tampung laboratorium pada saat praktikum.
Sinkronisasi antara aplikasi front-end dan aplikasi back-end dari sistem laboratorium virtual yang diajukan
berhasil diterapkan untuk menyelaraskan pekerjaan aplikasi front-end dengan aplikasi back-end, sinkronisasi
dilakukan dengan cara sistem front-end melakukan pengiriman data ke tabel order yang berada di dalam
database server, kemudian tabel order tersebut akan dimonitoring oleh sistem back-end setiap menit. Kemudian
sistem back-end akan menterjemahkan data yang berada di tabel order tersebut untuk melakukan penggandaan,
start, stop, resume serta suspend virtual machine yang berada pada virtualization server.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. Collaborating Remote Computer Laboratory and Distance Learning
Approach for Hands-on IT Education , Keio University.
[2]
Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces on
Virtual and Physical Lab Environtment, Keio University.
[3]
Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. An Educational Development on Learning Paradigm of Region Wide IT
Hands-on Workshop, Keio University.
[4]
Abdullah Konak, , Tricia K. Clark , Mahdi Nasereddin, 2013. Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student learning in virtual
computer laboratories, Penn State Berks, Information Sciences and Technology.
9
PERANCANGAN ARSITEKTUR
SISTEM LABORATORIUM VIRTUAL
PADA LABORATORIUM JARINGAN KOMPUTER
Kharisma Andika Umar Ady
Teknik Informatika Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Tiap tahunnya jumlah mahasiswa Teknologi Informasi di Indonesia semakin bertambah. Pertumbuhan ini tidak didukung
dengan sarana laboratorium yang mencukupi. Permasalahan ini membuat mahasiswa harus berbagi jadwal untuk
menggunakan laboratorium. Disamping itu daya tampung laboratorium yang terbatas membuat mahasiswa yang
melaksanakan praktikum kurang nyaman dalam menerima materi praktikum. Virtualisasi memungkinkan untuk
menjalankan beberapa mesin virtual pada mesin fisik tunggal, dengan masing-masing mesin virtual berbagi sumber daya
dari satu komputer fisik di beberapa lingkungan. Penelitian ini bermaksud untuk merancang dan membuat sistem frontend dari laboratorium virtual jaringan komputer yang menawarkan solusi akan terbatasnya daya tampung laboratorium,
efektifitas waktu, serta aksesbilitas yang lebih luas. Dari hasil penelitian yang dilakukan, sistem yang dibangun mampu
memberikan efektifitas waktu, biaya serta daya tampung yang lebih banyak dibandingkan dengan metode praktikum
konvensional. Sistem ini mempunyai fitur reservasi kelas, reservasi jumlah virtual machine yang akan digunakan pada kelas
tersebut, pengaksesan virtual machine dan metode penilaian dari praktikum yang dilakukan oleh mahasiswa.
Kata Kunci: Virtual, Laboratorium, Virtualisasi. Qemu, KVM
ABSTRAK
Each year the number of students of Information Technology in Indonesia is increasing. This growth is not supported by
adequate laboratory facilities. This problem makes the students have to share the schedule for laboratory use. Besides, the
limited capacity of laboratories that make students carry out lab less comfortable in receiving the materials lab.
Virtualization makes it possible to run multiple virtual machines on a single physical machine, with each virtual machine
sharing the resources of a single physical computer across multiple environments. This study intends to design and make the
system front-end of virtual lab solution that offers a computer network will be limited laboratory capacity, the effectiveness
of time, as well as wider accessibility. From the research conducted, the system was built capable of delivering the
effectiveness of time, cost and capacity more than the conventional lab methods. This system has a feature class reservation,
the reservation number of virtual machines that will be used in the classroom, virtual machine access and methods of
assessment of practical work undertaken by students.
Kata Kunci: Virtual, Laboratory, Virtualitation. Qemu, KVM
P
I. PENDAHULUAN
Rogram Studi Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer merupakan program studi yang banyak diminati
oleh ribuan mahasiswa di Indonesia setiap tahunnya. Peningkatan jumlah mahasiswa ini sepantasnya
didukung oleh sarana infrasruktur baik kelas maupun laboratorium yang memadai, akan tetapi kondisi
yang terjadi saat ini banyak Universitas-Universitas Negeri maupun Swasta belum mencapai kondisi tersebut.
Sarana dan prasarana yang tersedia khususnya Laboratorium belum dapat mencukupi jumlah mahasiswa yang
ada, sehingga terkadang mahasiswa yang ingin melakukan aktivitas di laboratorium seperti kegiatan perkuliahan
maupun praktikum harus berbagi jadwal satu sama lainnya. Daya tampung laboratorium sendiri hanya berkisar
40-41 orang beserta dosen/asisten praktikum untuk 1 kali praktikum atau pertemuan. Kondisi yang terjadi saat ini
dalam 1 pertemuan praktikum laboratorium diisi dengan 46-49 orang beserta asisten praktikumnya. Hal ini dapat
mengurangi kenyamanan mahasiswa / praktikan dalam menerima materi praktikum. Selain itu
praktikan/mahasiswa juga direpotkan dengan membawa alat praktikum (komputer/laptop) sendiri-sendiri, karena
komputer-komputer yang ada pada laboratorium jaringan komputer banyak yang tidak bisa digunakan karena
digunakan untuk keperluan riset dan skripsi. dalam hal ini para asisten praktikum dan para praktikan harus
mempersiapkan peralatan praktikum sendiri–sendiri, seperti instalasi dari tools-tools yang akan digunakan untuk
praktikum. Hal ini kurang efisien karena dapat membuang waktu pada saat praktikum yang hanya mempunyai
waktu maksimal 2 jam.
1
Salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan cara membuat laboratorium virtual secara
online yang dapat diakses dimana saja serta memberikan keleluasaan terhadap praktikan maupun asisten atau
dosen dalam menyampaikan materinya. Untuk mewujudkan hal tersebut maka diperlukan sistem laboratorium
virtual baik front-end maupun back end yang saling mendukung satu sama lainnya sehingga laboratorium virtual
ini dapat mengatasi masalah-masalah yang ada. Dalam penelitian ini sistem laboratorium virtual yang akan dibuat
dikhususkan untuk praktikum jaringan komputer.
Sistem laboratorium virtual yang akan dibangun dalam penelitian ini terfokus pada perancangan sistem frontend dari Laboratorium Virtual Jaringan Komputer. Dalam perancangan sistem front-end ini dibahas mengenai
beberapa hal terkait pelaksanaan praktikum jaringan computer, seperti manajemen waktu pelaksanaan praktikum,
antarmuka untuk mengakses virtual machine, pengkoreksian dan pemberian nilai dari dari hasil praktikum, serta
manajemen virtual machine yang akan digunakan untuk praktikum. Untuk mendukung perancangan sistem frontend agar dapat diakses dimana saja maka sistem laboratorium virtual ini dibangun dengan bahasa pemrograman
yang berbasis web.
Sebelumnya telah dilakukan penelitian oleh Patcharee Basu, dkk. mengenai pemanfaatan virtualisasi sebagai
media pembelajaran jarak jauh yang menggabungkan remote computer laboratory dan lingkungan pembelajaran
jarak jauh, untuk mendukung metode pembelajaran dalam dunia Teknologi Informasi serta memberikan inovasi
pembelajaran yang awalnya bersifat tatap muka menjadi bersifat pembelajaran jarak jauh [PAT-03]. Penelitian ini
akan membangun aplikasi front-end dari sistem laboratorium virtual yang akan diterapkan pada laboratorium
jaringan computer.
Penelitian ini dilakukan untuk mengatasi masalah keterbatasan sumber daya, efektifitas waktu serta
skalabilitas dari model pembelajaran sebelumnya. Sistem yang dibuat memungkinkan pengguna untuk untuk
mengatur jadwal secara fleksibel, serta menggunakan kembali sumber daya yang telah dipakai sebelumnya.
II. PENELITIAN TERKAIT
A. Remote Computer Laboratory
Penelitian sebelumnya yang terkait dengan perancangan sistem laboratorium virtual dilakukan untuk mengatasi
masalah keterbatasan sumber daya manusia, efektifitas biaya serta daya tampung yang tersedia. Penelitian ini
dilakukan oleh Patcharee Basu dkk. [1] yang menggabungkan sistem Remote Computer Laboratory dengan
model pembelajaran jarak jauh yang bertujuan untuk mengatasi permasalahan seperti yang dijelaskan pada
bagian sebelumnya.
Sistem ini menggunakan teknologi virtualisasi serta StarBED computing testbed yang dapat menghasilkan
daya tampung laboratorium yang lebih besar dengan peralatan serta biaya yang lebih sedikit. Komponen utama
dalam sistem ini adalah adanya suatu sistem yang secara otomatis dapat memberikan koreksi serta masukan
terhadap pekerjaan seseorang, sehingga dapat memberikan efektifitas waktu dalam pembelajaran.
Penelitian ini menghasilkan sistem yang dapat meningkatkan fleksibilitas waktu, ketersedian sumber daya serta
daya tampung laboratorium yang sebelumnya terbatas oleh biaya, waktu pelaksanaan serta tempat yang
disediakan [1].
B. Learning Paradigm of Region Wide IT
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah tentang paradigma pembelajaran jarak jauh. Penulis menerapkannya
pada School on Internet ASIA (SOI ASIA) yang telah dilakukan oleh Patcharee Basu dkk.[3].
Pada penelitian ini menghasilkan data feedback dari kualitas efisiensi dari sistem tersebut. Tabel diatas
merupakan table hasil dari feedback pengguna yang dibedakan menjadi 3 kategori yaitu:
Kemudahan pengoprasian
Efektifitas Workshop
Partisipasi akan dating
Dapat dilihat bahwa ada banyak feedback positif yang di dapat pada survey tersebut, hal ini membuktikan
bahwa system yang digunakan penulis efektif dan mudah digunakan dan penting untuk diimplementasikan pada
metode pembelajaran yang akan dating.
2
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
C. Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces on Virtual and Physical
Lab Environtment,
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces
on Virtual and Physical Lab Environtment yang telah dilakukan oleh Patcharee Basu dkk, penelitian ini
membahas tentang desain arsitektur dari labratorium fisik dan arsitektur laboratorium virtual, pada penelitian ini
akan menganalisa seberapa efisienkah untuk merubah laboratorium fisik menjadi laboratorium virtual [2]..
D. Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student learning in virtual computer
laboratories
Penelitian sebelumnya yang terkait adalah Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student
learning in virtual computer laboratories yang telah dilakukan oleh Achmad Konak dkk, penelitian ini membahas
tentang pengalaman belajar bagi mahasiswa yang menggunakan system laboratorium virtual. Dan menurut paper
ini, teknologo pembelajaran jarak jauh memang lebih efisien dan tidak terbatas oleh waktu dan reasource[4].
III. RANCANGAN ARSITEKTUR VIRTUAL LABORATORY
A. Rancangan Arsitektur sistem laboratorium virtual
Rancangan Arsitektur sistem laboratorium virtual jaringan komputer yang digunakan dalam penelitian ini bisa
dilihat pada gambar
lecture
Lab reservation
Monitoring VM
VM1
See The Classes
VM6
VM2
VM5
See students
See Class
Assignment Progress
Chat With Students
WEB
SERVER
List Class
Enroll Class
Reserve
Session
students
Store Class Data
Store Lecture Data
Store Student Data
Store Session Data
Store VM Data
Store Assignment Data
DATABASE
SERVER
VM3
VM6
Monitor VM
Create VmAutomatically
Start VmAutomatically
Stop VM Automatically
Destroy VmAutomatically
Resume Vm Automatically
Giving Acces to Remote VNC
Setup Lab Virtual
Monitoring Order
See the grade
Submit
Chat With Lecture
Assignment
VIRTUALIZATION
SERVER
Remote VM
Gambar 3 Rancangan Keseluruhan Sistem
Gambar 3 merupakan rancangan keseluruhan sistem back-end dan front-end dari sistem laboratorium virtual.
Bagian front-end akan mengembangkan pada bagian web server yang akan menampung aplikasi berbasis web
untuk digunakan sebagai antarmuka ke pengguna sistem, dan mengembangkan bagian database server untuk
memanajemen penyimpanan data dari sistem, sedangkan bagian back-end mengembangkan bagian virtualization
server sebagai media penyimpanan virtual machine dan memonitoring database server untuk sinkronisasi virtual
machine dan sistem front-end
Web server akan menampung front-end dari sistem yang berupa aplikasi berbasis web dari sistem laboratorium
virtual dimana aplikasi web ini akan menyediakan kebutuhan pengguna untuk melaksanakan praktikum jaringan
komputer.
Database server akan bertindak sebagai tempat penyimpanan data dari sistem dan juga sebagai alat sinkronisasi
dari back-end dan aplikasi front-end.
3
Server virtualisasi akan bertindak sebagai penyedia kebutuhan mahasiswa dalam hal ini sistem operasi sebagai
media dalam melakukan proses praktikum jaringan komputer dengan materi routing. Dalam penelitian ini
kebutuhan praktikum yang digunakan adalah kebutuhan praktikum untuk materi routing, sehingga virtual
machine yang dibuat oleh virtualisasi server adalah virtual machine yang bertindak sebagai router dan virtual
machine yang bertindak sebagai personal computer client . Dalam proses pembuatan virtual machine tersebut,
server virtualisasi akan bekerja sama dengan database server dimana ketika pengguna melakukan pemesanan
virtual machine maka data pemesanan ini akan masuk ke dalam database. Database server meneruskan data
pemesanan yang telah ada ke virtualisasi server. Berdasarkan data inilah virtualisasi server akan menyediakan
virtual machine.
Pada sistem ini pengguna akan terhubung dengan web server dimana web aplikasi akan memproses perintah
pengguna sesuai dengan bagian yang diinginkan. Pengguna yang ingin mengakses virtual machine yang berada
pada server virtualisasi, maka web server akan menjalankan proxy VNC yang akan digunakan sebagai jembatan
penghubung antara virtual machine dengan pengguna. Setelah pengguna terhubung dengan virtual machine,
pengguna bisa melakukan praktikum dengan mengkonfigurasi virtual machine sesuai soal yang diberikan.
B. Perancangan mekanisme pengaksesan virtual machine dan sinkronisasi back-end dengan frontend
Pada tahap perancangan ini akan menjelaskan bagaimana cara sinkronisasi antara back-end dengan front-end ,
diagram perancangan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Request virtual machine
Dengan cara insert ke tabel order
DATABASE
SERVER
Memonitoring table order setiap 1 menit
Dengan cara mengecek table order,
WEB
SERVER
Front-end
VIRTUALIZATION
SERVER
Back-end
Gambar 4 Rancangan Sinkronisasi
Gambar 4 merupakan gambar perancangan dari sinkronisasi back-end dan front-end , pada perancangan di atas
web server akan menampung front-end dari sistem yang berupa aplikasi berbasis web dari sistem laboratorium
virtual dimana aplikasi web ini akan menyediakan kebutuhan pengguna untuk melaksanakan praktikum jaringan
komputer, Server virtualisasi akan menampung virtual machine dimana virtual machine ini akan di-remote oleh
student untuk melakukan praktikum, dan database server bertindak sebagai tempat penyimpanan data sekaligus
alat untuk melakukan sinkronisasi Antara back-end dan front-end . Langkah yang pertama dilakukan untuk
melakukan sinkronisasi adalah pada awalnya aplikasi front-end akan me-request order virtual machine ke
virtualization server dengan cara insert data request virtual machine ke dalam tabel order yang berada di database
server dengan format perintah SQL dalam kasus ini menggunakan perintah “insert into order values([isi data
request])” setelah data berhasil dimasukkan database maka setiap 1 menit aplikasi back-end yang berada pada
virtualization server akan memonitor tabel order yang berada pada database server menggunakan format perintah
SQL dalam kasus ini menggunakan printah “select * from order where status=0” virtualization server akan
4
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
mengecek dari data order jika ada record dengan status bernilai 0 maka order tersebut belum dikerjakan maka
aplikasi back-end akan menggandakan virtual machine sesuai dengan data record tersebut. Dan setelah selesei
proses penggandaan virtual machine maka record yang telah selesei tersebut statusnya diubah menjadi 1 dengan
cara melakukan perintah SQL update.
2. Tanya nomer port
Yang di pakai oleh
VM milik student
Database
Server
3. Membalas nomer port
Dari VM yang direquest
VM1
VM2
VM3
5. Remote vm
berdasarkan nomer port
1. Request
remote VM
students
Web Server
Front-end
4. VNC melakukan remote
Ke Virtualization server
Dengan nomor port
Dari database
Virtualization
Server
Back-end
Gambar 5 Rancangan Pengaksesan virtual machine
Gambar 5 merupakan gambar mekanisme pengaksesan virtual machine, pengaksesan virtual machine akan
digunakan oleh student untuk melaksanakan praktikum. Pada awalnya student akan request remote virtual
machine dengan menekan tombol console pada halaman list virtual machine, kemudian aplikasi front-end akan
melakukan request informasi nomor port dari virtual machine yang di-request oleh student ke database server,
setelah itu database server akan mengirimkan nomer port dari virtual machine yang dipesan oleh student tersebut.
Setelah itu aplikasi front-end akan membuat socket noVNC untuk me-remote virtualization server dengan nomor
yang dikirimkan oleh database server, kemudian student akan dihadapkan dengan tampilan noVNC yang akan
melakukan remote VNC ke virtualization server yang akan di forward ke virtual machine yang menggunakan
nomor port tersebut. Kemudian framework noVNC bisa melakukan remote virtual machine yang di-request oleh
student.
C. Perancangan Mekanisme Pengecekan Progress Pengerjaan Dan Penilaian Hasil Praktikum
5
2. Tanya nama VM
Yang akan di cek
Konfgurasi yang telah
Digunakan oleh student
Database
Server
7. Insert nilai yang di dapat
Dari pengecekan
3. Membalas nama VM
yang direquest
Web Server
Front-end
VM2
VM3
5. Cek Konfgurasi berdasarkan
NamaVM
4. Eksekusi Shell Script
untuk pengecekan Konfgurasi
Berdasarkan namaVM
1. Request
Progress dan
Nilai
students
VM1
Virtualization
Server
Back-end
6. Mengembalikan Nilai
praktikum
Gambar 6 Rancangan Pengecekan dan Penilaian
Gambar 6 merupakan gambar mekanisme pengecekan progress pengerjaan dan penilaian hasil praktikum. Pada
awalnya student request progress dan nilai pada halaman nilai praktikum, kemudian aplikasi front-end akan
menghubungi database server untuk request nama virtual machine yang kemudian dari nama tersebut akan dicari
alamat mac address-nya di virtualization server kemudian dari alamat mac address tersebut akan di-regenerate
alamat link-local IPv6, setelah itu aplikasi front-end akan mengeksekusi shell script dimana shell script tersebut
akan melakukan pengecekan konfigurasi dari virtual machine berdasarkan alamat link-local IPv6 nya dan
kemudian menilai hasil konfigurasi tersebut, lalu hasil pengecekan tersebut akan dikirimkan kembali oleh virtual
machine ke web server untuk ditampilkan ke student, dan setelah itu nilai akan dimasukkan ke dalam database
untuk sebagai nilai praktikum
IV. PENGEMBANGAN SISTEM LABORATORIUM VIRTUAL
A. Rancangan Tapologi
Host yang digunakan yang akan digunakan sebagai server dalam implementasi ini sebanyak 3 buah host yang
masing-masing bertindak sebagai virtualisasi server, web server dan database server. Virtualisasi server akan
terhubung dengan virtual machine yang berada didalamnnya. Rancangan dari implementasi sistem laboratorium
virtual pada penelitian ini tampak seperti pada Gambar 7.
Gambar 7 Rancangan Implementasi Sistem Laboratorium Virtual Jaringan Komputer
.
6
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
B. Pengujian Performa Sistem
Pada pengujian performa Sistem front-end laboratorium virtual, pengujian dilakukan dengan menjalankan semua
fitur yang telah tervalidasi, kemudian menghitung seberapa lama waktu yang dibutuhkan oleh sistem aplikasi
front-end laboratorium untuk merespon request dari user. Jumlah virtual machine disesuaikan dengan skenario
pengujian.
C. Pengujian Sinkronisasi Back-end dan front-end
Pada pengujian sinkronisasi antara front-end dan back-end dari sistem laboratorium virtual, pengujian dilakukan
dengan menjalankan fitur reservasi class yang dilakukan oleh lecture dengan jumlah virtual machine tertentu,
sistem front-end akan memasukkan data reservasi class ke tabel order pada database yang akan dimonitoring
oleh sistem back-end, jika metode sinkronisasi berhasil maka aplikasi back-end akan menggandakan virtual
machine untuk class tersebut sebanyak jumlah yang di-request oleh lecture pada class tersebut.. Dan pengujian ini
akan menjalankan fitur reservasi session praktikum yang akan dilakukan oleh student sesuai dengan keinginan
student tersebut, maka sistem front-end akan memasukkan data reservasi session ke dalam tabel session dan akan
dimonitoring oleh sistem back-end, jika metode sinkronisasi berhasil maka sistem back-end akan melakukan
resume virtual machine pada saat telah masuk waktu sesi yang dipilih oleh student dan akan melakukan suspend
virtual machine pada saat waktu sesi telah berakhir.
Pada penelitian ini, kami telah melakukan analisis, Front-end sistem laboratorium virtual jaringan komputer
dilakukan dengan melakukan validasi terhadap fitur-fitur yang dibutuhkan untuk memastikan fitur tersebut
berjalan normal dan dapat memenuhi kebutuhan yang di rancang pada bagian sebelumnya, dan menghitung ratarata untuk tiap satu virtual machine yang dibuat pada saat reserve class dalam tiap skenario. Pada pengujian
sistem yang telah dilakukan, terdapat 16 fitur dan 6 skenario pengujian dimana tiap-tiap fitur dan skenario akan
dihitung waktu yang dibutuhkan untuk merespon fitur tersebut. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada
gambar 8.
Gambar 8 Waktu yang dibutuhkan untuk Merespon Tiap Fitur
7
Gambar 9 Rata-rata waktu untuk Memesan Class satu virtual machine
Dari hasil pengujian pada gambar 8 dan gambar 9, didapatkan informasi bahwa setiap fitur dari sistem frontend maupun back-end mampu berjalan normal serta dapat memenuhi kebutuhan yang dirancang pada bagian
sebelumnya dan sistem front-end mampu merespon semua fitur kurang dari 2 detik. Respon Fitur reserve class,
jumlah virtual machine dalam class tersebut tidak mempengaruhi waktu respon dari sistem front-end . Sangat
berbeda sekali jika praktikum dilakukan secara konvensional. Jika praktikum dilakukan secara konvensional pasti
akan membutuhkan waktu sangat banyak. Untuk persiapan praktikum saja waktu yang dibutuhkan oleh asisten
adalah sekitar 5 jam. Dan pada saat praktikum asisten disulitkan dengan cara memonitoring praktikum yang
masih dilakukan dengan berkeliling antar mahasiswa yang berada di class. Dan metode pengkoreksian hasil
praktikum masih dikoreksi secara manual hal ini membutuhkan waktu untuk 1 class sekitar 3 jam. Hal ini
membuktikan bahwa jika menggunakan sistem ini dapat banyak menghemat waktu dan dapat memberikan
kenyamanan bagi asisten praktikum maupun mahasiswa yang melaksanakan praktikum. Untuk waktu eksekusi
waktu secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 10.
Grafk Kinerja Keseluruhan
350
300
250
200
150
100
50
0
5
10
15
20
25
30
Gambar 10 Grafik kinerja keseluruhan sistem
8
35
40
Andika, — Perancangan Arsitektur Sistem Laboratorium Virtual Pada laboratorium Jaringan Komputer
Sinkronisasi antara sistem front-end dan sistem back-end telah berhasil. Ketika sistem front-end melakukan
insert pada tabel class dengan jumlah student sebanyak yang diinginkan oleh lecture. Maka sistem back-end akan
mempersiapkan virtual machine dengan cara menggandakan virtual machine sebanyak yang direquest oleh
lecture. Sistem front-end akan melakukan pengiriman data dengan format SQL ke tabel yang berada di dalam
database, tabel tersebut akan dimonitoring oleh sistem back-end, data dengan format SQL tersebut akan
diterjemahkan oleh sistem back-end untuk melakukan request dari sistem front-end untuk melakukan
penggandaan, start, stop, resume serta suspend virtual machine. Pada grafik yang ditunjukkan pada Gambar 10
dapat ditarik kesimpulan bahwa dalam melakukan proses pemesanan Virtual Machine hingga selesai, sistem
bekerja dalam waktu yang relative stabil. Dalam melakukan proses ini dalam tiap skenario, sistem membutuhkan
waktu rata ± 8 detik untuk tiap Virtual Machine, hal ini membuktikan bahwa sistem front-end dan back-end
sistem laboratorium dapat bersinkronisasi dan dapat bekerja sama untuk sistem laboratorium virtual.
V. KESIMPULAN
Aplikasi front-end dari sistem laboratorium virtual yang diajukan berhasil diterapkan dengan bahasa
pemrograman berbasis web dan menggunakan proxy noVNC untuk pengaksesan virtual machine, aplikasi frontend dari sistem laboratorium virtual dapat bekerja secara fungsional dalam mengatasi keterbatasan waktu, sumber
daya dan daya tampung laboratorium pada saat praktikum.
Sinkronisasi antara aplikasi front-end dan aplikasi back-end dari sistem laboratorium virtual yang diajukan
berhasil diterapkan untuk menyelaraskan pekerjaan aplikasi front-end dengan aplikasi back-end, sinkronisasi
dilakukan dengan cara sistem front-end melakukan pengiriman data ke tabel order yang berada di dalam
database server, kemudian tabel order tersebut akan dimonitoring oleh sistem back-end setiap menit. Kemudian
sistem back-end akan menterjemahkan data yang berada di tabel order tersebut untuk melakukan penggandaan,
start, stop, resume serta suspend virtual machine yang berada pada virtualization server.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. Collaborating Remote Computer Laboratory and Distance Learning
Approach for Hands-on IT Education , Keio University.
[2]
Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. Distance Learning Computer-based Hand-on Workshop : Experieces on
Virtual and Physical Lab Environtment, Keio University.
[3]
Basu, P., Basuki, A., Thamrin, A.H., and Okawa, K., and Murai, J., 2008. An Educational Development on Learning Paradigm of Region Wide IT
Hands-on Workshop, Keio University.
[4]
Abdullah Konak, , Tricia K. Clark , Mahdi Nasereddin, 2013. Using Kolb's Experiential Learning Cycle to improve student learning in virtual
computer laboratories, Penn State Berks, Information Sciences and Technology.
9