Grid Computing

       Bagi para peneliti di negara-negara yang kemampuan ekonominya terbatas maka solusi yang diberikan oleh teknologi grid computing ini merupakan suatu alternatif yang harus dipertimbangkan dengan amat serius. Pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, termasuk yang dilakukan dengan menggunakan bantuan komputer (e-Science), tidak harus terhenti hanya karena keterbatasan dana. Teknologi grid computing memungkinkan 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 supercomputer. Lebih lanjut, sistem komputer ini dapat digunakan secara bersama-sama oleh para peneliti yang juga berasal dari instansi-instansi yang lokasinya berlainan. Secara keseluruhan, tidak saja teknologi grid computing memungkinkan para peneliti menerapkan e-Science untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan biaya yang relatif “terjangkau”, tetapi juga dapat memanfaatkan sumber daya komputasi yang ada seefisien mungkin secara bersama-sama oleh banyak peneliti.

Evolusi Grid Computing

      Teknologi grid computing merupakan teknologi yang telah dikembangkan dalam waktu yang panjang. Secara evolusi kita melihat pengembangan teknologi sejenis mulai dari Condor 0, kemudian diikuti oleh PVM (Parallel Virtual Machine) 0 dan MPI (Message Passing Interface) 0, sampai dengan Globus Toolkit 0. Sejak awal, para peneliti di bidang komputasi berkinerja tinggi telah menggunakan dua pendekatan 0, (1) supercomputer, membangun sebuah komputer dengan teknologi perangkat keras berkinerja tinggi, dan (2) multicomputer, membangun sebuah sistem komputer dengan teknologi jaringan interkoneksi dan perangkat lunak. Pendekatan pertama umumnya menghasilkan sebuah komputer yang berkinerja tinggi, tetapi berharga amat mahal sehingga hanya dapat dimiliki oleh segelintir pihak saja. Pendekatan kedua menghasilkan suatu sistem komputer yang kinerjanya bervariasi sesuai jumlah komputer yang tergabung dan konfigurasi perangkat lunak yang digunakan. Walaupun harga suatu sistem komputer berkinerja tinggi yang dibangun dengan pendekatan multicomputer lebih terjangkau dibandingkan dengan supercomputer, pemakaiannya masih terbatas. Perhatikan tabel dibawah yang menunjukkan perbandingan antar grid computer.

      Sistem komputer berbasis jaringan tersebut umumnya diterapkan pada komputer-komputer yang terhubung dalam suatu jaringan lokal (LAN). Salah satu penyebabnya adalah masalah keamanan jaringan yang belum tertangani dengan baik. Selain itu, sistem perangkat lunak pendukung yang memungkinkan komputer-komputer tersebut bekerja sebagai satu kesatuan umumnya memiliki konfigurasi yang kompleks sehingga penggunanya harus memiliki keahlian tersendiri sebelum dapat memanfaatkan sistem komputer tersebut. Sejalan dengan perkembangan teknologi Internet dan teknologi-teknologi komputer yang berkaitan lainnya seperti protokol komunikasi data, teknologi keamanan jaringan, teknologi pemgrograman terdistribusi, dan teknologi bahasa pemrograman yang independen terhadap arsitektur komputer maka sistem komputer berkinerja tinggi berbasis jaringan menjadi lebih mudah untuk diimplementasikan dan digunakan.

Infrastruktur Grid Computing

         Dengan meningkatnya kebutuhan para peneliti akan sumber daya komputasi untuk melakukan e-Science seperti telah disebutkan dimuka dan berkembangnya teknologi grid computing maka beberapa negara telah mengambil inisiatif untuk mengimplementa-sikan infrastruktur komputasi grid di tingkat nasional. Beberapa contoh di antaranya: India 0, Singapura 0, dan Jepang 0. Suatu infrastruktur komputasi grid akan dapat menekan biaya investasi dibandingkan bila masing-masing institusi tersebut harus mengadakan perangkat komputasinya sendiri-sendiri. Lebih lanjut, sistem komputasi grid yang menuntut penggunaan sumber daya komputasi secara bersama-sama akan menumbuhkan semangat berkolaborasi di antara para peneliti tersebut. Suatu hal yang amat positif. Melihat manfaat yang dapat diberikan oleh keberadaan suatu infrastruktur komputasi grid di tingkat nasional maka pada makalah ini diajukan rancangan 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.

(Gambar Infrastruktur Grid Computer)

Arsitektur Grid Computing

          Gambar dibawah berikut menunjukkan rancangan arsitektur infrastruktur komputasi grid. Seperti terlihat pada gambar tersebut, GRID COMPUTING dibangun dengan jalan menggabungkan sistem-sistem komputasi grid yang berada di institusi-institusi penelitian (GRID-2, 3, 4) menjadi satu kesatuan. Konfigurasi perangkat keras dan perangkat lunak masing-masing sistem di tingkat institusi dapat berbeda, namun dengan mengoperasikan teknologi grid computing seperti GT4 pada simpul-simpul penghubung dari masing-masing sistem, keseluruhan sistem membentuk satu kesatuan infrastruktur komputasi grid. Dengan konfigurasi seperti ini, jika dibutuhkan, pengguna di suatu institusi dapat memanfaatkan sumber daya komputasi yang berada di luar institusinya. 

(Gambar Infrastruktur Grid Computer)

   Konfigurasi yang ditunjukkan pada Gambar 1 di atas tidak menuntut masing-masing sistem di tingkat institusi untuk merubah konfigurasi sistem masing-masing secara signifikan. Jika suatu institusi telah mengimple-mentasikan suatu teknologi grid computing tertentu seperti SUN Grid Engine (SGE) atau teknologi komputasi berbasis jaringan seperti PVM, MPI, Condor maka sistem GT4 dapat dikonfigurasikan untuk berkoordinasi dengan masing-masing teknologi tersebut. Salah satu prasyarat dari pembentukan GRID COMPUTING adalah tersedianya suatu backbone jaringan berkapasitas besar untuk menghubungkan simpul-simpul penghubung di masing-masing institusi (harus memiliki lebar pita mulai 2 Mbps sampai dengan 155 Mbps). 

Komponen Grid Computer

1. Grid Resource Allocation & Management (GRAM:)

Komponen ini bertanggung jawab dalam mengelola seluruh sumber daya komputasi yang tersedia dalam sistem komputasi grid. Pengelolaan ini mencakup eksekusi  program pada seluruh komputer yang tergabung dalam sistem komputasi grid, mulai dari inisiasi, monitoring, sampai penjadwalan (scheduling) dan koordinasi antar-proses. Suatu hal yang menarik dengan sistem GT4 adalah kemampuannya untuk bekerja sama dengan sistem-sistem pengelolaan sumber daya komputasi yang telah  ada sebelumnya seperti Condor, PVM, atau MPI. Dengan mekanisme ini maka program-program yang telah dibangun sebelumnya tidak perlu dibangun ulang atau kalaupun harus dimodifikasi, modifikasinya minimum, jika akan dijalankan dalam lingkungan komputasi grid berbasis GT4. 

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

Komponen ini memungkinkan pengguna mengakses data yang berukuran besar dari simpul-simpul komputasi yang tergabung dalam sistem komputasi grid secara efisien dan dapat diandalkan. Hal ini penting karena kinerja komputasi tidak saja bergantung pada seberapa cepat komputer-komputer yang tergabung dalam sistem komputasi grid ini mengeksekusi program, tetapi juga seberapa cepat data yang dibutuhkan dalam komputasi tersebut dapat diakses. Perlu diingat bahwa, data yang dibutuhkan oleh suatu proses tidak selalu berada pada komputer yang mengeksekusi proses tersebut. 

3. Monitoring & Discovery Service (MDS)

Komponen ini memungkinkan pengguna sistem GT4 melakukan  monitoring proses komputasi yang tengah berjalan sehingga masalah yang timbul dapat segera diketahui. Sementara itu, aspek  discovery dari komponen ini memungkinkan pengguna mengidenti-fikasi keberadaan suatu sumber daya komputasi berikut 

karakteristiknya. 

4. Grid Security Infrastructure (GSI)

Komponen ini bertanggung jawab atas keamanan sistem komputasi grid secara keseluruhan. Komponen ini pula yang merupakan salah satu ciri pembeda teknologi GT4 dengan teknologi-teknologi pendahulunya seperti PVM atau MPI. Dengan diterapkannya mekanisme keamanan yang terintegrasi dengan komponen-komponen komputasi grid lainnya, sistem berbasis teknologi  grid computing  seperti GT4 dapat diakses oleh publik (WAN) tanpa menurunkan tingkat keamanannya. Sistem keamanan GT4 dibangun  atas komponen-komponen standar keamanan yang telah teruji, yang mencakup proteksi data, autentikasi, delegasi, dan autorisasi. Konfigurasi dasar GT4 mengasumsikan baik pengguna maupun layanan menggunakan standar keamanan yang menggunakan standar kunci publik X.509.

By : Fadhil Nugraha