Virtual Machine

Widyatama Blog Contest

SISTEM OPERASI

Virtual Machine(VM) adalah sebuah mesin yang mempunyai dasar logika yang menggunakan pendekatan lapisan-lapisan (layers) dari sistem komputer. Sehingga sistem komputer dengan tersendiri dibangun atas lapisan-lapisan tersebut, dengan urutan lapisannya mulai dari lapisan terendah sampai lapisan teratas adalah sebagai berikut:

• Perangkat keras (semua bagian fisik komputer).
• Kernel (program untuk mengontrol disk dan sistem file, multi-tasking, load-balancing, networking dan security).
• Sistem program (program yang membantu general user).

Kernel yang berada pada lapisan kedua ini, menggunakan instruksi perangkat keras untuk menciptakan seperangkat system call yang dapat digunakan oleh komponen-komponen pada level sistem program.

Sistem program kemudian dapat menggunakan system call dan perangkat keras lainnya seolah-olah pada level yang sama. Meskipun sistem program berada di level tertinggi , namun program aplikasi bisa melihat segala sesuatu pada tingkatan dibawahnya seakan-akan mereka adalah bagian dari mesin.

Pendekatan dengan lapisan-lapisan inilah yang kemudian menjadi kesimpulan logis pada konsep Virtual Machine(VM).

Saat ini, teknologi terbaru sistem operasi yang cukup populer adalah virtualisasi. Secara harfiah, virtual berarti tidak nyata tapi seolah-olah nyata. Jadi pengertian virtualisasi adalah sebuah teknik atau cara untuk membuat sistem operasi dalam bentuk virtual, tidak seperti kenyataan yang ada. Virtualisasi juga digunakan untuk mengemulasikan perangkat fisik komputer, dengan cara membuatnya seolah-olah perangkat tersebut tidak ada (disembunyikan) atau bahkan menciptakan perangkat yang tidak ada menjadi ada. Kita bisa menggunakan beberapa sistem operasi yang berbeda dalam satu komputer dengan teknologi ini. Misal saat ini kita menggunakan komputer dengan sistem operasi Windows 7.

Dengan virtualisasi, kita dapat menggunakan sistem operasi yang lain (misalnya : Linux, Windows XP, dll) dalam komputer yang sama. Untuk melakukan virtualisasi, membutuhkan perangkat lunak yang memiliki kemampuan untuk membuat sebuah komputer secara virtual. Salah satunya dengan menggunakan virtual machine (mesin virtual). Virtual Machine atau mesin virtual adalah sistem operasi yang bersifat interaktif dan multiuser. Yang dimaksud dengan interaktif adalah bahwa antara pengguna dan VM terdapat komunikasi dua arah, sedangkan yang dimaksud dengan multiuser adalah bahwa beberapa orang pengguna dapat memakai VM pada saat yang bersamaan. Ini menunjukkan bahwa penggunaan VM secara efektif dapat memberikan keuntungan bagi user karena dengan demikian sistem komputasi menjadi lebih produktif. Ide dasar dari virtual machine adalah mengabtraksi perangkat keras dari satu komputer (CPU, memori, disk, dst) ke beberapa environment eksekusi, sehingga menciptakan illusi bahwa masing-masing environment menjalankan komputernya (terpisah) sendiri. VM muncul karena pada satu komputer. Virtual Machine (VM) sendiri mulai dikenalkan oleh IBM ketika meluncurkansistem operasi mainframenya pada tahun 1965-an. Diperkenalkan untuk sistem S/370 dan S/390 dan disebut sebagai sistem operasi VM/ESA (Enterprise System Architecture). Keunggulannya bagi desainer sistem operasi atau arsitektur virtual machine adalah karena sistem ini mudah untuk debug, dan masalah keamanan yang mudah untuk dipecahkan. Mesin virtual juga menyediakan platform yang

baik untuk operasi penelitian sistem karena banyak sistem operasi yang berbeda dapat berjalan pada satu sistem fisik.

Kekurangan Virtual Machine(VM)

Ada beberapa kesulitan utama dari konsep VM, diantaranya adalah:

• Dalam sistem penyimpanan. Sebagai contoh kesulitan dalam sistem penyimpanan adalah sebagai berikut: Andaikan kita mempunyai suatu mesin yang memiliki 3 disk drive namun ingin mendukung 7 VM. Keadaan ini jelas tidak memungkinkan bagi kita untuk dapat mengalokasikan setiap disk drive untuk tiap VM, karena perangkat lunak untuk mesin virtual sendiri akan membutuhkan ruang disk secara substansi untuk menyediakan memori virtual dan spooling.Solusinya adalah dengan menyediakan disk virtual atau yang dikenal pula dengan minidisk, dimana ukuran daya penyimpanannya identik dengan ukuran sebenarnya. Dengan demikian, pendekatan VM juga menyediakan sebuah antarmuka yang identik dengan underlying bare hardware.
• Dalam hal pengimplementasian. Meski konsep VM cukup baik, namun VM sulit diimplementasikan.

Kelebihan Virtual Machine(VM)

Terlepas dari segala kekurangannya, VM memiliki beberapa keunggulan, antara lain :

• Dalam hal keamanan. VM memiliki perlindungan yang lengkap pada berbagai sistem sumber daya, yaitu dengan meniadakan pembagian resources secara langsung, sehingga tidak ada masalah proteksi dalam VM. Sistem VM adalah kendaraan yang sempurna untuk penelitian dan pengembangan sistem operasi. Dengan VM, jika terdapat suatu perubahan pada satu bagian dari mesin, maka dijamin tidak akan mengubah komponen lainnya.
• Memungkinkan untuk mendefinisikan suatu jaringan dari Virtual Machine(VM). Tiap-tiap bagian mengirim informasi melalui jaringan komunikasi virtual. Sekali lagi, jaringan dimodelkan setelah komunikasi fisik jaringan diimplementasikan pada perangkat lunak.

   Contoh Virtual Machine

   IBM VM

Istilah Virtual Machine(VM) sendiri mulai dikenalkan oleh IBM ketika meluncurkan sistem operasi mainframenya pada tahun 1965-an. Diperkenalkan untuk sistem S/370 dan S/390 dan disebut sebagai sistem operasi VM/ESA (Enterprise System Architecture). Sehingga sering menimbulkan kebingungan antara penamaan produk atau penamaan mekanisme. Banyak orang yang menyebut, walau memiliki mekanisme Virtual Machine(VM) tetapi bila bukan dari sistem IBM tersebut, maka tidak disebut dengan Virtual Machine.

Pada penjelasan ini, istilah Virtual Machine(VM) adalah suatu jenis mekanisme virtualisasi suatu mesin di atas mesin lainnya. Jadi bukan jenis produk dari salah satu vendor dengan nama Virtual Machine. Terdapat beberapa kegunaan dari Virtual Machine(VM), pada umumnya tampak untuk

menggambarkan program yang bertindak selayaknya mesin.

VMware

Pada GNU/Linux salah satu virtual machine yang terkenal adalah VMware http://www.vmware.com. VMware memungkinkan beberapa sistem operasi dijalankan pada satu mesin PC tunggal secara bersamaan. Hal ini dapat dilakukan tanpa melakukan partisi ulang dan boot ulang. Pada Virtual Machine(VM) yang disediakan akan dijalankan sistem operasi sesuai dengan yang diinginkan. Dengan cara ini maka pengguna dapat memboot suatu sistem operasi (misal Linux) sebagai sistem operasi tuan rumah (host) dan lalu menjalankan sistem operasi lainnya misal MS Windows. Sistem operasi yang

dijalankan di dalam sistem operasi tuan rumah dikenal dengan istilah sistem operasi tamu ( guest).

Gambar 8.1. Contoh skema penggunaan pada VMware versi ESX Servers

Kebanyakan orang berpikir bahwa secara logisnya VMware diibaratkan sebagai software yang sering digunakan untuk keperluan percobaan game, aplikasi, untuk meng-install dua sistem operasi dan menjalankannya (misalnya Windows maupun Linux) pada harddisk yang sama tanpa memerlukan

logout dari sistem operasi yang lainnya, secara gampang kita hanya tinggal menekan Alt + Tab untuk mengganti SO.

Akan tetapi pada dasarnya VMware bukanlah emulator, karena tidak mengemulasikan CPU dan perangkat keras di dalam suatu Virtual Machine(VM), tetapi hanya membolehkan sistem operasi lainnya dijalankan secara paralel dengan sistem operasi yang telah berjalan. Setiap Virtual

Machine(VM) dapat memiliki alamat IP sendiri (jika mesin tersebut di suatu jaringan), dan pengguna dapat menganggapnya sebagai mesin terpisah.

Xen VMM

Xen adalah open source virtual machine monitor, dikembangkan di University of Cambridge. Dibuat dengan tujuan untuk menjalankan sampai dengan seratus sistem operasi ber-fitur penuh ( full featured OSs) di hanya satu komputer. Virtualisasi Xen menggunakan teknologi paravirtualisasi menyediakan isolasi yang aman, pengatur sumberdaya, garansi untuk quality-of-services dan live migration untuk sebuah mesin virtual. 

Untuk menjalankan Xen, sistem operasi dasar harus dimodifikasi secara khusus untuk kebutuhan tersendiri dan dengan cara ini dicapai kinerja virtualisasi sangat tinggi tanpa hardware khusus.

Java VM

Program Java yang telah dikompilasi adalah platform-neutral bytecodes yang dieksekusi oleh Java Virtual Machine(JVM). JVM sendiri terdiri dari: class loader, class verification, runtime interpreter, Just In-Time(JIT) untuk meningkatkan kinerja kompilator.

Bahasa mesin terdiri dari sekumpulan instruksi yang sangat sederhana dan dapat dijalankan secara langsung oleh CPU dari suatu komputer. Sebuah program yang dibuat dengan bahasa tingkat tinggi tidak dapat dijalankan secara langsung pada komputer. Untuk dapat dijalankan, program tersebut harus ditranslasikan kedalam bahasa mesin. Proses translasi dilakukan oleh sebuah program yang disebut compiler.

Setelah proses translasi selesai, program bahasa-mesin tersebut dapat dijalankan, tetapi hanya dapat dijalankan pada satu jenis komputer. Hal ini disebabkan oleh setiap jenis komputer memiliki bahasa mesin yang berbeda-beda. Alternatif lain untuk mengkompilasi program bahasa tingkat

tinggi selain menggunakan compiler, yaitu menggunakan interpreter. Perbedaan antara compiler dan interpreter adalah compiler mentranslasi program secara keseluruhan sekaligus, sedangkan interpreter menstranslasi program secara instruksi per instruksi. Java dibuat dengan mengkombinasikan antara compiler dan interpreter.

Program yang ditulis dengan java di-compile menjadi bahasa mesin. Tetapi bahasa mesin untuk komputer tersebut tidak benar-benar ada. Oleh karena itu disebut "Virtual" komputer, yang dikenal dengan Java Virtual Machine (JVM). Bahasa mesin untuk JVM disebut Java bytecode. Salah satu keunggulan dari Java adalah dapat digunakan atau dijalankan pada semua jenis komputer. Untuk menjalankan program Java, komputer membutuhkan sebuah interpreter untuk Java bytecode.

Interpreter berfungsi untuk mensimulasikan JVM sama seperti virtual computer mensimulasikan PC komputer. Java bytecode yang dihasilkan oleh setiap jenis komputer berbeda-beda, sehingga diperlukan interpreter yang berbeda pula untuk setiap jenis komputer. Tetapi program Java bytecode yang sama dapat dijalankan pada semua jenis komputer yang memiliki Java bytecode.

.NET Framework

.NET Framework merupakan suatu komponen Windows yang terintegrasi yang dibuat dengan tujuan pengembangan berbagai macam aplikasi serta menjalankan aplikasi generasi mendatang termasuk pengembangan aplikasi XML Web Services.

Keuntungan Menggunakan .NET Framework

• Mudah. Yang dimaksud mudah di sini adalah kemudahan developer untuk membuat aplikasi yang dijalankan di .NET Framework. Mendukung lebih dari 20 bahasa pemrograman : VB.NET, C#, J#, C++, Pascal, Phyton (IronPhyton), PHP (PhLager.
• Efisien. Kemudahan pada saat proses pembuatan aplikasi, akan berimplikasi terhadap efisiensi dari suatu proses produktivitas, baik efisien dalam hal waktu pembuatan aplikasi atau juga efisien dalam hal lain, seperti biaya (cost.
• Konsisten. Kemudahan-kemudahan pada saat proses pembuatan aplikasi, juga bisa berimplikasi terhadap konsistensi pada aplikasi yang kita buat. Misalnya, dengan adanya Base Class Library, maka kita bisa menggunakan objek atau Class yang dibuat untuk aplikasi berbasis windows pada aplikasi berbasis web. Dengan adanya kode yang bisa dintegrasikan ke dalam berbagai macam aplikasi ini, maka konsistensi kode-kode aplikasi kita dapat terjaga.
• Produktivitas. Semua kemudahan-kemudahan di atas, pada akhirnya akan membuat produktivitas menjadi lebih baik. Produktivitas naik, terutama produktivitas para developer, akan berdampak pada meningkatnya produktivitas suatu perusahaan atau project.