Grid Computing

Seiring perkembangan zaman, teknologi komputer sangat dibutuhkan untuk memecahkan suatu masalah baik dalam skala besar maupun skala kecil. Misalnya dalam penyelesaian masalah besar seperti perhitungan intensif perkiraan cuaca, dibutuhkan sumber daya komputasi yang berkinerja tinggi (high performance computing), contohnya seperti super computer dan  multi computer. Pada super computer yang memiliki spesifikasi yang bekinerja tinggi, untuk memenuhi komputer yang berspesifikasi seperti itu dibutuhkan komponen-komponen yang sesuai dengan kinerja komputer tersebut. Padahal komponen-komponen yang seperti itu hanya bisa didapatkan dengan harga yang relatif tinggi, sehingga hanya sedikit dari peneliti yang dapat memilikinya atau menggunakannya. Dalam perkembangannya sistem komputasi dari sisi perangkat lunak maupun perangkat keras yang berkinerja tinggi sangat dibutuhkan oleh user atau  pengguna. Pengguna tidak lagi harus menggunakan super computer dengan harga yang mahal tetapi cukup dengan grid computing, semua layanan yang ada pada super komputer dapat dipenuhi pada grid computing, apalagi dengan adanya sumber informasi yang saling terhubung maka akan meningkatkan kinerja grid computing.

Sedangkan multi komputer merupakan suatu sistem komputer yang terkoneksi dalam suatu jaringan. Multi komputer lebih terjangkau dibandingkan dengan super komputer, tetapi banyak kelemahan dibandingkan super komputer maupun grid computing yaitu dalam hal pemakaiannya yang terbatas. Selain itu sistem komputer ini masih menggunakan sistem jaringan umum yaitu Local Area Network (LAN) yang telah kita ketahui dalam sistem jaringan LAN banyak kelemahan yang terdapat di dalamnya. Salah satunya kelemahan utamanya adalah dalam jaminan keamanan jaringan. Selain itu kelemahan dari sistem multi komputer adalah perangkat  lunak yang terdapat di multi komputer yang memungkinkan komputer bekerja dalam satu kesatuan yang memiliki spesifikasi rumit, sehingga user atau pengguna harus mempunyai suatu keahlian khusus dalam  pemanfaatan sistem komputer tersebut.

Bagi para peneliti di negara-negara yang kemampuan ekonominya terbatas maka solusi yang diberikan oleh teknologi grid computingini merupakan suatu alternatif yang harus dipertimbangkan dengan amat serius. Pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, termasuk yang dilakukan dengan menggunakan bantuan komputer, tidak harus terhenti hanya karena keterbatasan dana. Teknologi grid computingmemungkinkan para peneliti memanfaatkan sumber daya komputasi yang telah ada semaksimal mungkin. Dengan menggunakan teknologi ini, para peneliti dapat menggabungkan komputer-komputer yang berada di tempat-tempat yang secara geografis terpisah menjadi suatu kesatuan sistem komputer. Gabungan banyak komputer ini secara keseluruhan mampu menyediakan sumber daya komputasi yang setara atau bahkan lebih dengan komputer berkategori super komputer.

Lebih lanjut, sistem komputer ini dapat digunakan secara bersama-sama oleh para peneliti yang juga berasal dari instansi-instansi yang lokasinya berlainan. Secara keseluruhan, teknologi grid computing tidak saja memungkinkan para peneliti untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan biaya yang relatif terjangkau, tetapi juga dapat memanfaatkan sumber daya komputasi yang ada seefisien mungkin secara bersama-samaoleh banyak peneliti. Jadi setiap orang melalui jaringan grid dapat berpartisipasi sebagai partner aktif dalam proses pengembangan dan memajukan penelitian dan teknologi. Dari permasalahan diatas, maka perlu dicarikan suatu solusi dimana suatu sistem komputer yang memenuhi kriteria seperti harga yang terjangkau , keamanan terjamin, mudah digunakan dan tentu dengan sistem kinerja yang tinggi. Salah satu yang ditawarkan adalah grid computing.

Implementasi grid telah dilakukan oleh sebagian besar negara di dunia. Hongkong yang telah mengimplementasikan grid computing dengan tujuan sebagai R&D Grid, grid bagi institusi pemerintahan, dan industri serta grid untuk berhubungan dengan partner negara lain di lingkungan Cina dan Asia-Pasifik. Sedangkan Indonesia sendiri sudah memulai riset tentang grid pada tahun 2006 dengan diusulkannya sebuah infrastruktur grid tingkat nasional (RI-GRID). RI-GRID yaitu infrastruktur komputasi grid di tingkat negara Republik Indonesia yang bertujuan memanfaatkan sumber daya komputasi yang berada di institusi-institusi penelitian baik saat ini maupun di masa akan datang sehingga dapat digunakan oleh para peneliti di negara ini untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Hingga saat ini telah berkembang lagi menjadi in grid (Inherent Grid) yaitu grid yang berdiri pada jaringan inherent (sistem jaringan antar perguruan tinggi negeri dan swasta di seluruh Indonesia).

Grid computingsebenarnya merupakan sebuah aplikasi pengembangan dari jaringan komputer (network). Hanya saja, tidak seperti jaringan komputer konvensional yang berfokus pada komunikasi antar pirati, aplikasi pada grid computing dirancang untuk memanfaatkan sumber daya pada terminal dalam jaringannya. Grid computing biasanya diterapkan untuk menjalankan sebuah fungsi yang terlalu kompleks atau terlalu intensif untuk dikerjakan oleh satu sistem tunggal.

2.1  Definisi Grid Computing

Definisi Grid Computing menurut beberapa sumber, yaitu:

1.      Komputasi Gridadalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. (http://id.wikipedia.org)

2.      Komputasi gridadalah infrastruktur perangkat keras dan perangkat lunak yang dapat menyediakan akses yang bisa diandalkan, konsisten, tahan lama dan tidak mahal terhadap kemampuan komputasi mutakhir yang tersedia. (The Grid 2: Blue Print for a New Computing Infrastructureyang ditulis oleh Ian Foster dan Carl Kesselman)

3.      Grid computingmerupakan sebuah sistem komputasi terdistribusi, yang memungkinkan seluruh sumber daya (resource) dalam jaringan, seperti pemrosesan, bandwidth jaringan, dan kapasitas media penyimpan, membentuk sebuah sistem tunggal secara virtual.  

2.2  Struktur Grid Computing

     Grid computing merupakan sistem komputer dengan sumber daya yang dikelola dan dikendalikan secara lokal. Dimana sumber daya ini berbeda dalam hal kebijakan dan mekanisme yaitu  mencakup sumber daya komputasi yang dikelola oleh sistem batch berbeda, sistem storage berbeda pada node berbeda. Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid. Grid computing memiliki sifat alami dinamis artinya Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah.

Grid computing dibangun dengan cara menggabungkan seluruh sistem komputasi grid yang ada di institusi-institusi penelitian menjadi sebuah kesatuan. Pengaturan hardware dan software pada masing-masing sistem di tingkat institusi kemungkinan berbeda, namun dengan menjalankan teknologi Grid computing dengan menggabungkan simpul-simpul penghubung dari masing-masing sistem, maka akan terbentuk sebah kesatuan sumber daya komputasi grid. Dengan ini berarti pengguna pada suatu institusi dapat memanfaatkan sumber daya komputasi yang berada di luar institusinya. Salah satu syarat dari pembentukan grid computing adalah adanya suatu backbone jaringan berkapasitas besar untuk menghubungkan simpul-simpul penghubung (memiliki lebar pita mulai dari 2 Mbps sampai dengan 155 Mbps).

2.3  Karakteristik Sistem
 Ian Foster dalam jurnalnya tentang "What is grid?" menjelaskan ada 3 karakteristik atau ciri utama dari suatu sistem grid, yaitu :

1.      Tidak ada kontrol terhadap resource yang controlized

2.      Memiliki kesamaan standar protokol, misal TCP/IP

3.      Memberikan layanan yang canggih (non trivial QoS)

Tiga hal yang di-sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan atau layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high through put computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer.

2.4  Jenis-jenis Grid Computing

Jenis-jenis atau komponen-komponen grid computing adalah:

1.      Gram (Grid Resources Allocation & Management)

Komponen ini dibuat untuk mengatur seluruh sumberdaya komputasi yang tersedia dalam sebuah sistem komputasi grid. Pengaturan ini termasuk eksekusi program pada seluruh komputer yang tergabung dalam sistem komputasi grid, mulai dari inisiasi, monitoring, sampai dengan penjadwalan dan koordinasi antar proses yang terjadi dalam sistem tersebut. Juga dapat berkoordinasi dengan sistem-sistem pengaturan sumber daya yang telah ada sebelumnya. Dengan mekanisme ini program-program yang telah dibuat sebelumnya tidak perlu dibangun ulang atau bila dimodifikasi, modifikasinya minimum.

2.      RFT/GridFTP (Reliable File Transfer/Grid File Transfer Protocol)

Komponen ini dibuat agar pengguna dapat mengakses data yang berukuran besar dari semua simpul komputasi yang telah tergabung dalam sebuah sistem komputasi secara efisien. Hal ini tentu saja berpengaruh karena kinerja komputasi tidak hanya bergantung pada kecepatan komputer yang tergabung dalam mengeksekusi program, tapi juga seberapa cepat data yang dibutuhkan dapat diakses. Data yang diakses juga tidak selalu ada pada komputer yang mengeksekusi.

3.      MDS (Monitoring and Discovery Service)

Komponen ini dibuat untuk memonitoring proses komputasi yang sedang dijalankan agar dapat mendeteksi masalah yang timbul dengan segera.  Sedangkan fungsi disovery dibuat agar pengguna mampu mengetahui keberadaan sumber daya komputasi beserta karakteristiknya.

4.      GSI (Grid Security Infrastructure)

Komponen ini dibuat untuk mengamankan sistem komputasi grid secara keseluruhan. Komponen ini membedakan teknologi GT4 dengan teknologi-teknologi sebelumnya. Dengan menerapkan mekanisme keamanan yang tergabung dengan komponen-komponen komputasi grid lainnya, sistem ini dapat diakses secara luas tanpa sedikitpun mengurangi tingkat keamanannya. Sistem keamanan ini dibangun dengan segala komponen yang telah diuji, mencakup proteksi data, autentikasi, delegasi dan autorisasi.

2.5 Kelebihan Grid Computing

Beberapa kelebihan dari grid computing adalah:

1.       Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle.

2.       Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas.

3.       Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard,  akses terhadap model dan perangkat berbeda, metodologi penelitian yang lebih baik.

4.       Data: Akses terhadap sumber data global dan hasil penelitian lebih baik.

5.       Ukuran dan kompleksitas dari masalah mengharuskan orang-orang dalam beberapa organisasi berkolaborasi dan berbagi sumber daya komputasi, data dan instrumen sehingga terwujud bentuk organisasi baru yaitu virtual organization. Organisasi virtual sebagai hasil kolaborasi memberikan beberapa keuntungan lebih lanjut, di antarnya :

a.       Sumber daya dan orang-orang yang tersebar ;

b.      Dihubungkan oleh jaringan, melintasi domain-domain admin;

c.       Berbagi sumber daya, tujuan bersama;

d.      Dinamis;

e.       Fault-tolerant, dan

f.       Tidak ada batas-batas geografis.

2.6  Kekurangan Grid Computing

Kekurangan pada grid computing yang lebih saya tekankan disini adalah mengenai hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing. Hambatan-hambatan tersebut adalah sebagai berikut :

1.      Manajemen institusi  yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yang lebih besar bagi masyarakat luas.

2.      Masih sedikitnya sumber daya manusia yang  kompeten dalam mengelola grid computing.

3.      Kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.

Dengan adanya beberapa manfaat dan hambatan mengenai tersedianya grid computing di Indonesia, maka harus ada solusi yang berfungsi untuk mewujudkan manfaat dan menghilangkan hambatan yang muncul tersebut. Solusi itu antara lain adalah sebagai berikut :

1.      Memberikan sosialisasi pada instansi pendidikan maupun institusi non pendidikan mengenai manfaat serta biaya dengan menggunakan sistem komputasi grid.

2.      Kerjasama riset dan pengembangan antara departement dalam suatu perguruan tinggi dan industri.

3.      Diberikannya mata kuliah tentang grid computing sehingga dapat menghasilkan generasi yang menguasai teknologi ini.

4.      Adanya pengembangan aplikasi yang relevan dengan grid computing.