Grid Computing
Pengertian Grid Computing
Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar.
Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.
Contoh grid computing misalnya: SETI@Home
Grid computing sebenarnya merupakan sebuah aplikasi pengembangan dari jaringan komputer (network). Hanya saja, tidak seperti jaringan komputer konvensional yang berfokus pada komunikasi antar pirati (device), 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. Dalam pengertian yang lebih teknis, Grid computing merupakan 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 vitual. Seperti halnya pengguna internet yang mengakses berbagai situs web dan menggunakan berbagai protokol seakan-akan dalam sebuah sistem yang berdiri sendiri, maka pengguna aplikasi Grid computing seolah-olah akan menggunakan sebuah virtual komputer dengan kapasitas pemrosesan data yang sangat besar.
Konsep Grid computing pertama kali dieksplorasi pada tahun 1995 melalui eksperimen yang dikenal sebagai I-WAY, dimana jaringan berkecepatan tinggi digunakan untuk menghubungkan dalam waktu singkat, suber daya yang sifatnya high-end pada 17 situs di sepanjang Amerika bagian Utara. Selepas aktifitas ini, berkembang pula sejumlah proyek penelitian yang bertujuan untuk mengembangkan teknologi inti Grid computing untuk hal-hal yang lebih “produktif” bagi berbagai komunitas dan disiplin keilmuan. Tidak kurang dari badan bernama National Technology Grid bentukan US National Science Foundation (Lembaga Ilmu Pengetahuan AS), yang bekerjasama dengan Information Power Grid dari NASA (badan luar angkasa Amerika Serikat), bersama-sama membentuk sebuah infrastruktur Grid computing untuk melayani kegiatan para peneliti di NASA maupun berbagai universitas di Amerika Serikat.
Komputasi grid vs komputasi paralel, yaitu :
•komputasi paralel bersifat homogen (seluruh resource yang digunakan serupa) sedangkan komputasi grid bisa bersifat heterogen (berasal dari bermacam-macaam resource yang berbeda) ataupun homogen.
•komputasi paralel hanya terdiri dari satu cluster, sedangkan komputasi grid bisa terdiri dari beberapa cluster
•pembagian job execution dalam koputasi paralel harus sama besar antar tiap resource, sedangkan pada komputasi grid tidak harus sama.
Secara umum bisa disimpulkan, bahwa komputasi paralel, merupakan bagian dari komputasi grid.
Secara umum, Ian Foster dalam jurnalnya tentang “What is grid ?”, menjelaskan ada 3 ciri utama dari suatu sistem grid, yaitu :
Ian Foster pada tahun 2002 menyampaikan pengertian dari Grid. Grid adalah suatu sistem yang:
1.mengkoordinasi sumber daya (resources) yang tidak tunduk kepada kendali terpusat … (Jika tidak, kita sedang berurusan dengan sistem manajemen lokal)
2.mengunakan protokol dan antarmuka (interface) yang bersifat standard, open, dan general-purpose… (Sebaliknya, kita berurusan dengan suatu sistem khusus aplikasi)
3.….untuk menghasilkan kualitas layanan (QoS) yang tidak trivial (tidak sepele). (Ini akan memenuhi tuntutan pengguna yang kompleks, sehingga utilitas dari sistem terkombinasi secara signifikan lebih besar daripada utilitas total dari bagian-bagiannya).
Tiga hal yang di-sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computingdibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer.
Implementasi grid telah dilakukan oleh sebagian besar negara di dunia, sebagai contoh Hongkong yang telah merngimplementasikan GRid dengan tujuan sebagai R&D Grid, grid bagi institusi pemerintahan, dan industri serta grid untuk berhubungan dengan partner negara lain d lingkungan Cina dan Asia-Pasific.
Sedangkan Indonesia sendiri sudah memulai riset tentang grid pada tahun 2006 dengan diusulkannya sebuah infrastruktur GRID tingkat nasional 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 InGrid (Inherent Grid) yaitu grid yang berdiri pada jaringan INHERENT (sistem jaringan antara perguruan tinggi negeri, swasta di seluruh Indonesia) .
Berikut adalah beberapa konsep dasar dalam Grid Computing:
•Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.
•Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.
•Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah
•Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)
Secara umum, elemen-elemen dari infrastruktur Grid adalah
•Hardware/Sumber daya (Dibuat tersedia dari site-site berbeda yang terdistribusi secara geografis, mencakup CPU/Storage/Instruments, dll…)
•Software: Sesuatu yang menghubungkan bersama-sama semua sumber daya ini: middleware. Beberapa aplikasi untuk menggunakan sumber daya komputasi yang dibuat tersedia
•Orang-orang: Siapa yang memelihara Grid, dan Siapa yang menggunakan Grid
Middleware adalah lapisan atau layer perangkat lunak (software) yang terletak antara sistem operasi dan aplikasi. Elemen-elemen dasar dari Middleware ini adalah
•Keamanan (security)
•Pengelolaan sumber daya (resource management)
•Pengelolaan data (data management)
•Layanan informasi (information services)
Solusi bagi middleware yang telah tersedia, di antaranya adalah
•Globus Toolkit (Argonne+ISI)
•LCG/Glite (dari proyek Uni Eropa)
•Gridbus (Melbourne, Australia)
•Unicore… (Jerman)
•Dan masih banyak lainnya…
Secara generik, keuntungan dasar dari penerapan komputasi Grid adalah:
•Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle
•Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah apat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas
•Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard, Akses terhadap model dan perangkat berbeda, Metodologi penelitian yang lebih baik
•Data: Akses terhadap sumber data global, dan Hasil penelitian lebih baik
Ukuran dan/atau kompleksitas dari masalah mengharuskan orang-orang dalam beberapa organisasi berkolaborasi dan berbagi (share) sumber daya komputasi, data dan instrumen sehingga terwujud bentuk organisasi baru, VIRTUAL ORGANIZATION.
Organisasi virtual, sebagai hasil kolaborasi, memberikan beberapa keuntungan lebih lanjut, di antarnya:
•Sumber daya dan orang-orang yang tersebar
•Dihubungkan oleh jaringan, melintasi domain-domain admin
•Berbagi sumber daya, tujuan bersama
•Dinamis
•Fault-tolerant
•Tidak ada batas-batas geografis: Tidak ada masalah VISA karena tidak diperlukan perjalanan orang
Sampai saat ini dan diperkirakan berlaku dalam beberapa tahun ke depan, ada kecenderungan besar komputasi Grid digunakan untuk :
•Jaringan penelitian publik….bagi para peneliti dan ilmuwan, EGEE, GEANT, dll
•Keterlibatan lebih banyak dari institusi keuangan (Bank, dll). Aplikasi keuangan yang lebih baru saat ini ditulis untuk GRID aware atau dapat digunakan pada Grid
•Tidak lagi hanya komputasional tetapi sekarang juga layanan (service)
•Service Oriented Architecture (SOA). Enkapsulasi dari sekumpulan aplikasi atau layanan sebagai suatu antarmuka tunggal yang dapat dionfigurasi ulang berdasarkan pada kebutuhan end-user. Standard bagi manajemen data.
•Komputasi Awan (cloud computing). Kemampuan untuk men-deploy atau men-deliver layanan/sumber daya seperti dibutuhkan.
Pada waktu yang akan datang, para peneliti memperkirakan komputasi Grid semakin dibutuhkan seiring dengan kemajuan teknologi jaringan komputer dan telekomunikasi serta tuntutan dari pengguna, yaitu:
•Ke arah aplikasi tersebar yang berinterakses satu sama lain dan menawarkan integrasi dinamis satu dengan lainnya.
•Segala suatu dari sistem operasi ke delivery on demand aplikasi software atau service, dimana dan kapan end-user memerlukannya. Tidak perlu instal, update…
•Jaringan adalah komputer…Desktop anda adalah sebagaimana anda inginkan, dimana dan kapan anda menginginkannya.
Dari gambaran sekilas di atas, serta melihat kondisi di negara kita, komputasi Grid dapat digunakan untuk tersedianya akses internet atau berbagi pakai sumber daya komputasi dalam negeri secara efektif dan efisien. Berikut beberapa alasanya:
•Setiap orang melalui jaringan Grid dapat berpartisipasi sebagai pattner aktif dalam proses pengembangan dan memajukan penelitian dan/atau teknologi.
•Penggunaan teknologi Grid menawarkan kesempatan besar bagi peneliti dan ilmuwan, memilih fitur-fitur khusus dari komputasi Grid yang paling memenuhi kebutuhannya, dan juga menentukan bagaimana diimplementasikan.
•Bagi banyak negara ketiga, sering terjadi lack dari jaringan, karena itu situs-situs perlu untuk diinterkoneksikan.
•Bandwitdh dapat menjadi faktor yang membatasi. Grid merupakan network demanding infrastructure. Namun ada aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan bandwidth besar, situs peripheral (hanya node pengguna) dapat berjalan baik dengan bandwidth terbatas (~1 Mb), Grid kampus atau metropolian yang terisolasi dapat menjadi pilihan.
Di Eropa dan Amerika Serikat, European Data Grid, Particle Physics Data Grid, dan proyek Grid Physics Network (GriPhyN), berencana untuk membangun kerjasama dalam pengembangan aplikasi Grid computing untuk kepentingan analisis data pada eksperimen-eksperimen fisika. Sementara itu, the Network for Earthquake Engineering Simulation Grid (NEESgrid) tengah berancang-ancang untuk menghubungkan para insinyur sipil dengan arsip data dan sistem simulasi komputer untuk mengembangkan bangunan dengan kekuatan yang lebih besar.
Seperti halnya aplikasi network lainnya, Grid computing haruslah bersandar pada satu set standar dan protokol tertentu. Kendati tidak ada standar formal yang telah ditetapkan untuk aplikasi Grid computing (saat ini sedang disiapkan oleh Grid Forum), telah ada semacam konsensus dalam teknologi intinya. Pada dasarnya, semua proyek Grid computing dibuat berdasarkan protokol dan servis yang disediakan oleh Globus Toolkit yang dikembangkan oleh Argonne National Laboratory bekerjasama dengan tim dari Information Sciences Institute, University of Southern California dan beberapa institusi lainnya. Infrastruktur yang memiliki arsitektur terbuka (open-architecture) dan bersifat open-source ini menyediakan banyak fungsi dasar yang dibutuhkan untuk membangun sebuah aplikasi yang memanfaatkan Grid computing.
Walaupun internet dan Grid computing adalah teknologi yang relatif baru, namun telah terbukti bermanfaat, dan masa depan teknologi ini kelihatannya cukup menjanjikan. Di masa depan, saat teknologi, sistem jaringan, dan model bisnis untuk keperluan ini telah berkembang, dimungkinkan bagi komunitas ilmuwan untuk membentuk semacam “Science Grids”, yang menghubungkan sumber daya yang berbeda untuk mendukung komunikasi, akses data dan komputasi untuk kepentingan ilmu pengetahuan. Saat itu, penggunaan superkomputer untuk keperluan analisis data dengan kompleksitas tinggi bisa digantikan oleh sejumlah besar workstation yang tersebar di seluruh dunia yang bekerja secara bersamaan dalam Grid
