Koordinasi Terdistribusi SISTEM OPERASI CSP 2702 Semester/SKS : 3/3 Program Studi : Sistem Komputer Kamis, 13.20 – 15.00 - Ruang : P-22 Koordinasi Terdistribusi Dosen Pengampu : Erfanti Fatkhiyah, ST., M.Cs.

STRUKTUR JARINGAN Latar belakang Topologi Tipe Jaringan Komunikasi Protokol Komunikasi Robustness Strategi Design

Sistem Terdistribusi

Motivasi Resource sharing Sharing dan pencetakan file secara remote Pengolahan informasi dalam database terdistribusi Menggunakan peralatan hardware remot khusus Peningkatan kecepatan komputasi– pemanggilan untuk sharing Reliabilitas – mendeteksi dan pemulihan kembali terhadap, transfer fungsi, menggabungkan kembali jika ada yang kegagalan Komunikasi – pelewatan pesan

OS Jaringan OS Terdistribusi User menggunakan mesin-mesin yang berbeda. Akses ke sumber daya mesin yang berbeda dilakukan secara eksplisit oleh: Remote logging ke dalam mesin remot yang sesuai Transfer data dari mesin remot ke mesin lokal, melalui mekanisme FTP OS Terdistribusi User menggunakan mesin yang sama. Akses ke sumber daya remot yang sama untuk mengakses sumber daya lokal Migrasi data – transfer data dengan mentransfer file, atau hanya sebagian file penting untuk tugas yang segera Migrasi komputasi – transfer komputasi, lebih dari sekedar data, melintasi sistem

OS Terdistribusi(Cont) Migrasi Proses – eksekusi proses, atau bagian proses, pada tempat yang berbeda Load balancing – proses didistribusikan melintasi jaringan untuk membagi beban kerja Computation speedup – subproses dapat berjalan bersama pada tempat yang berbeda Hardware preference – eksekusi proses dapat memerlukan prosesor khusus Software preference – software yang dibutuhkan bisa jadi hanya tersedia pada sebagian tempat Data access – proses berjalan secara remot, lebih dari sekedar transfer seluruh data lokal

Topologi Site dalam sistem dapat terkoneksi dalam berbagai macam cara; yang dapat dibandingkan dalam kriteria berikut: Basic cost: seberapa mahal menghubungkan berbagai macam site yang berbeda? Communication cost: Seberapa jauh pesan perlu dikirimkan darai site A ke site B? Reliability: Jika hubungan atau site dalam sistem gagal, bagaimana tetap berkomunikasi satu dengan lainnya Berbagai macam topologi digambarkan secara grafis node mana yang berhubungan ke site. Hubungan node A ke node B dihubungkan langsung di antara 2 site Berikut adalah macam topologi jaringan:

Topologi jaringan

Tipe Jaringan LAN – didesain untuk memenuhi kebutuhan area sempit Multiaccess bus, ring, atau star Kecepatan  10 MB/second, atau lebih tinggi Broadcast lebih cepat dan murah Node: Biasanya workstations dan /atau PC Biasanya menggunakan 1 atau 2 mainframe Gambaran LAN

Tipe Jaringan (Cont) WAN – menghubungkan dlm geografis terpisah Koneksi point-to-point jarak jauh (seringkali disewa dari perusahaan telekomunikasi Speed  100 kilobits/second Broadcast umumnya digunakan pd kondisi memerlukan banyak pesan Node: Biasanya memiliki jumlah mainframe Prosesor Komunikasi Dalam WAN

Komunikasi Design jaringan komunikasi harus mengalamatkan 4 hal dasar: Penamaan dan resolusi nama: bagaimana menempatkan 2 proses untuk berkomunikasi ? Strategi routing: bagaimana pesan dikirim melewati jaringan? Strategi koneksi: bagaimana 2 proses mengirimkan pesan secara berurutan? Contention: jaringan merupakan sumber daya bersama, bagaimana menyelesaiakan masalah perbedaan kebutuhan penggunaan sumber daya tersebut ?

Penamaan dan Resolusi Nama Sistem nama dalam jaringan Pesan alamat dengan id-proses Indentifikasi proses jarak jauh oleh: <host-name, identifier> pair Domain name service (DNS) – menspesifikasikan struktur nama host sebagaimana nama untuk resolusi alamat (Internet)

Strategi Routing Fixed routing: path dari A ke B dispesifikasikan lebih lanjut; path hanya diubah jika hardware mengalami kerusakan - Penggunaan jalur terpendek akan meminimalkan beaya - Fixed routing tidak dapat diadaptasikan untuk mengubah load - Memberikan jaminan pesan dikirimkan hingga tujuan Virtual circuit: path dari A ke B tetap selama durasi sebuah sesi. Sesi berbeda menggunakan path berbeda untuk mengirimkan pesan dari A ke B - Perbaikan dilakukan untuk adaptasi perubahan load - Memberikan jaminan bahwa pesan dikirim hingga tujuan Dynamic routing: path untuk mengirimkan pesan dari A ke B hanya dipilih ketika pesan dikirimkan - Biasanya site mengirimkan pesan ke site lain menggunakan sebagian bagian waktu - Adaptasi untuk mengubah load dengan cara menghindari path pengiriman pesan yang sibuk - Pesan dapat melintas di luar order. Masalah ini dapat diatasi dengan menambahkan nomor urutan pada masing-masing pesan

Strategi Koneksi Circuit switching: Link fisik permanen disediakan selama durasi komunikasi (misal, sistem telepon) Message switching: Link temporer disediakan selama durasi pengiriman 1 pesan (misal, sistem pengiriman surat kantor pos) Packet switching: Pesan dengan ukuran variabel dibagi ke dalam paket dengan ukuran fixed . Masing-masing paket dapat melewati path jaringan yang berbeda. Paket harus dirakit kembali sebagaimana pesan yang dilewatkan Circuit switching memerlukan waktu setup, tetapi kurang dari waktu untuk pengiriman masing-maisng pesan, dan bisa jadi terjadi pemborosan bandwidth jaringan. Pesan dan packet switching memerlukan waktu setup sedikit, tetapi memerlukan lebih dari waktu overhead

Contention Beberapa site dapat menginginkan untuk mengirmkan informasi melewati link secara simultan. Teknik untuk menghindari terjadinya tabrakan secara berulang meliputi: * CSMA/CD: Carrier sense with multiple access (CSMA); collision detection (CD) Sebuah site menentukan apakah pesan lain sedang ditransmisikan menggunakan link yang sama. Jika 2 atau lebih site mulai mengirimkan pesan pada saat yang persis sama, maka akan dicatat CD dan transmisi akan dihentikan Jika sistem sangat sibuk, beberapa tabrakan bisa terjadi, dan kinerja akan menurun * SCMA/CD banyak digunakan dalam Sistem Ethernet, yang digunakan dalam banyak sistem jaringan

Contention (Cont) Token passing: tipe pesan unik, yang disebut token, dilewatkan memutari jaringan (biasanya dalam struktur ring). Site yang ingin mengirimkan informasi harus menunggu hingga token tiba. Jika pelewatan pesan telah selesai, maka token akan diteruskan. Skema pelewatan token digunakan oleh IBM dan sistem Apollo Message slot: Nomor slot untuk pesan berukuran tetap (fixed-length) diteruskan memutari sistem (biasanya dalam struktur ring). Sejak sebuah slot hanya dapat memuat pesan berukuran tetap (fixed-size), sebuah pesan logik dapat dipecah ke dalam paket kecil, masing-masing dikirimkan menggunakan slot terpisah. Skema ini sedang diadobsi dalam penelitian Cambridge Digital Communication Ring

Protokol Komunikasi Jaringan komunikasi dibagi ke dalam beberapa lapis berikut: Physical layer – menangani detail mekanik dan elektrik pada transmisi fisik aliran bit Data-link layer – menangani frames, atau bagian yang berukuran fixed pada paket, termasuk deteksi kesalahan dan recovey yang terjadi pada physical layer Network layer – menyediakan koneksi dan mengarahkan paket dalam jaringan komunikasi, termasuk menangani alamat pada paket yang dikirimkan, mengartikan alamat pada paket yang masuk, dan memelihara rute informasi untuk merespon secara tepat pada level yang berbeda

Protokol Komunikasi (Cont) Transport layer – bertanggung jawab untuk akses lapis yang lebih rendah dan transfer pesan di antara client, termasuk pemecahan paket ke dalam paket-paket, memelihara pemesan paket, mengendalikan aliran, dan membangkitkan alamat fisik Session layer – mengimplementasikan sesi, atau protokol komunikasi proses-ke-proses Presentation layer – menangani perbedaan format di antara site dalam jaringan, termasuk konversi karakter, dan half duplex/full duplex (echoi) Application layer – menangani interkasi langsung dengan user dengan transfer file, protokol remote-login dan e-mail, sebagaimana databse terdistribusi

Komunikasi Model Jaringan ISO

Lapis Protokol ISO

Pesan Pada Jaringan ISO

Lapis Protokol The TCP/IP

Robustness Deteksi kerusakan Konfigurasi kembali

Deteksi Kerusakan Deteksi kerusakan hardware adalah sulit Untuk mendeteksi kerusakan hubungan, dapat digunakan protokol handshaking Diasumsikan site A dan site B telah berhubungan. Pada jangka waktu tertentu, masing-masing site akan mengubah pesan I-am-up untuk mengindikasikan bahwa mereka sedang siaga dan berkerja Jika site A tidak menerima pesan dalam jangka waktu tertentu, ini diasumsikan bahwa (a) site lain tidak siaga (b) pesan tidak sampai Site A dapat mengirimkan pesan are-you-up? ke site B Jika site A tidak menerima reply, pesan dikirim ulang atau mencoba rute alternatif ke site B

Deteksi Kerusakan (Cont) Jika site A tidak menyatakan menerima reply dari site B, maka disimpulkan bahwa terjadi kerusakan Tipe kerusakan: - Site B down - Hubungan langsung antara A dan B down - Alternate hubungan dari A ke B down - Pesan hilang Meskipun, site A tidak dapat menentukan dengan tepat mengapa kerusakan terjadi

Konfigurasi Kembali Ketika site A menetapkan terjadi kerusakan, maka harus dilakukan konfigurasi kembali terhadap sistem: 1. Jika hubungan dari A ke B rusak, harus di- broadcast ke setiap site 2. Jika sebuah site rusak, setiap site lain juga harus diberitahu bahwa layanan yang diberikan site yang rusak tidak dapat dilanjutkan Ketika hubungan atau site telah tersedia kembali, informasi ini harus di-broadcast ke seluruh site lain

Permasalahan Design Transparency – sistem terdistribusi harus muncul secara konvensional, sebagai sistem terpusat ke user Fault tolerance – sistem terdistribusi harus tetap menjalankan fungsinya apabila terjadi kerusakan Scalability – sesuai peningkatan kebutuhan, sistem harus dapat menerima tambahan sumber daya baru dengan mudah untuk mengakomodasi peningkatan kebutuhan Clusters – sekumpulan mesin semi-autonomous sebagai sebuah sistem

Contoh Networking Transmisi paket jaringan antar host pada jaringan Ethernet Setiap host memiliki alamat IP unik dan menyesuaikan dengan alamat Ethernet (MAC) Komunikasi memerlukan 2 macam alamat Domain Name Service (DNS) digunakan sebagai alamat IP Address Resolution Protocol (ARP) digunakan untuk memetakan alamat-alamat MAC ke alamat IP Jika host berada dalam jaringan yang sama, ARP dapat digunakan. Jika host berada dalam jaringan yang berbeda, host pengirim akan mengirimkan paket ke router yang mengarahkan paket ke jaringan tujuan

Paket Ethernet