Memahami Konsep Virtualisasi (VMware)

Virtualisasi atau biasa dikatakan dengan Virtual Machine (VMware) yang seringkali dipahami oleh sebagian besar orang adalah salah satu cara untuk menginstall atau memasang operating system (OS) didalam operating system yang sudah ada. Contohnya seperti menginstall OS Linux Ubuntu didalam OS Microsoft Windows dengan bantuan aplikasi virtual. Aplikasi virtual sudah banyak dan sering dijumpai, seperti VMware, Oracle VirtualBox, atau lain sebagainya. Seperti apa konsep yang digunakan dalam mesin virtual ? 

Mengenal Virtualisasi Dan Konsep Kerja

 virtualisasi adalah istilah umum yang mengacu kepada abstraksi dari sumber daya komputer. Definisi lainnya adalah sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya tunggal seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan penyimpanan penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal. Atau dapat juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti beberapa peralatan penyimpanan atau server) agar terlihat sebagai satu sumber daya logikal.

Istilah virtualisasi sudah digunakan secara luas sejak 1960-an dan telah diaplikasikan kepada beberapa aspek komputer dari keseluruhan sistem komputer sampai sebuah kemampuan atau komponen individu. Secara umum semua teknologi virtualisasi mengacu kepada "menyembunyikan detail teknis" melalui enkapsulasi.

Virtualisasi mengacu kepada upaya menciptakan mesin virtual yang bekerja layaknya sebuah komputer lengkap dengan sistem operasi. Istilah mesin tuan rumah/induk (host) mengacu kepada mesin tempat virtualisasi bersemayam, sementara mesin tamu (guest) mengacu kepada mesin virtual itu sendiri. Dan ada juga istilah hypervisor yang mengacu kepada perangkat lunak atau firmware yang membuat mesin virtual.

Ada beberapa jenis virtualisasi, yaitu :

• Para-virtualisasi, perangkat keras tidak disimulasikan tetapi perangkat lunak tamu (guest) berjalan dalam domainnya sendiri seolah-olah dalam sistem yang berbeda. Dalam hal ini perangkat lunak tamu (guest) perlu disesuaikan untuk dapat berjalan.
• Virtualisasi sebagian,  tidak semua aspek lingkungan disimulasikan, tidak semua perangkat lunak dapat langsung berjalan. Beberapa perlu disesuaikan untuk dapat berjalan dalam lingkungan virtual ini
• Virtualisasi penuh, hampir menyerupai mesin asli (host) dan mampu menjalankan perangkat lunak tanpa perlu adanya perubahan.

Hypervisor (disebut juga Virtual Machine Monitor) adalah platform atau aplikasi untuk menjalankan teknik virtualisasi, yang dapat menjalankan beberapa guest OS (mesin tamu) didalam host OS (mesin induk). Secara sederhanaa, proses virtualisasi dilakukan oleh firmware ini mulai dari berbagi resource yang dimiliki oleh mesin induk (host) hingga mengelola akses antara hardware dengan sistem operasi (guest) yang berjalan diatasnya.

Sebagai manajer VM, VMM (Virtual Machine Monitor) turut mengatur eksekusi yang berjalan di sistem operasi yang disimulasikannya. Abstraksi VMM disebut dengan virtual machine (VM). Perangkat keras yang disimulasikan dapat diatur sehingga mempunyai spesifikasi yang identik dengan perangkat keras dimana VMM diimplementasikan. VMM juga dapat mengenkapsulasi suatu aplikasi yang berjalan diatasnya sehingga memudahkan manajemen dan kontrol terhadap sistem komputer.

Ada 2 jenis tipe dari hypervisor, yaitu :

• Hypervisor tipe 1, disebut juga sebagai Baremetal atau Native Hypervisor. Hypervisor yang berjalan pada perangkat keras. Tipe ini diinstall seperti aplikasi yang bundling dengan OS menjadi satu dalam sebuah CPU, sehingga tidak memerlukan installasi untuk menggunakannya. Contoh hypervisor tipe 1 adalah VMware ESX/ESXi dan Microsoft Hyper V.
• Hypervisor tipe 2, disebut juga sebagai Hosted Hypervisor. Hypervisor ini berperan sebagai software yang akan menjalankan dan mengelola virtual machine. Akses sumber daya hardware-nya harus melewati sebuah sistem operasi terlebih dahulu. Sehingga untuk menggunakan hypervisor ini diharuskan untuk menginstall OS induk. Contoh hypervisor tipe 2 adalah VMware Workstation, VirtualBox, dan Virtual PC.

CPU Physical vs CPU Virtual

Gambar diatas menunjukkan perbedaan arsitektur fisik dan arsitektur virtual. Virtualisasi CPU ini menekankan pada performance dan berjalan langsung diatas CPU mesin induk (host). Yang harus diperhatikan disini adalah meskipun beberapa platform teknologi menjamin sebuah overcommitment (kemampuan platform tersebut dalam menjalankan resource secara bersamaan dalam satu waktu) ini bukan berarti tanpa batas. Dan ada yang harus diingat bahwa virtualisasi CPU hampir disemua platform bukanlah sebuah emulator. Dengan kata lain apabila banyak mesin virtual berjalan diatas sebuah hypervisor, hal ini sangat memungkinkan terjadinya resource contention.

Resource contention adalah suatu kondisi dimana tiap-tiap mesin virtual berebut resource dari mesin induk (host). Hal ini memungkinkan terjadinya degradasi performance resource secara keseluruhan terutama mesin-mesin virtual yang ada didalam mesin induk (host) tersebut.

Memory Physical vs Memory Virtual

Berdasarkan gambar diatas pada environtment non-virtual, operating sistem benar-benar menguasai seluruh resource memory yang dimiliki oleh mesin induk (host). Singkatnya dalam environtment non-virtual apabila host memiliki memory 4 GB maka OS induk yang diinstall di mesin induk (host) tersebut pun menguasai 4 GB resource memory.

Berbeda dengan apabila sistem yang dimiliki bekerja pada virtual environment, apabila resource memory yang dimiliki mesin induk (host) 4 GB belum tentu mesin-mesin virtualnya memiliki resource memory yang sama dengan mesin induk (host), bisa jadi mesin virtual hanya memiliki 1 GB, 2 GB, atau 3 GB tidak lebih dari resource memory mesin induk (host) yaitu 4 GB. Bagaimana mesin-mesin virtual tersebut bekerja ? Pada environment virtual, layer virtualisasi akan menciptakan space address memory yang berkedekatan ketika mesin virtual dibuat. Cara kerja seperti inilah yang memungkinkan hypervisor menjalankan dan melakukan penjadwalan pada mesin virtual secara simultan sekaligus melindungi  memory masing-masing mesin virtual agar tidak diakses oleh  yang lainnya.

Yang harus dipahami disini ialah persamaan konsep bahwa hampir disemua platform teknologi sharing termasuk memory seperti ini bukanlah seperti sebuah emulator, oleh karena itu pembagian resource memory ketika proses deployment harus diperhatikan dengan baik untuk mencegah resource contention.

Network Physical vs Network Virtual

Virtual Ethernet Adapter dan Virtual Switches adalah kunci bagaimana mesin-mesin virtual didalam sebuah mesin induk (host) dapat berhubungan dengan internet ataupun public infrastuktur. Mesin virtual didalam mesin induk (host) dapat dikonfigurasi agar mempunyai lebih dari satu virtual ethernet.

Virtual switches didalam virtual environment bertugas untuk membuat mesin virtual yang ada didalam mesin induk (host) tersebut saling berkomunikasi dengan protocol yang sama. Didalam platform mesin virtual bahkan pada virtual switches, sudah support standard VLAN protocol yang bisa diintegrasikan dengan beberapa perangkat seperti Cisco, Juniper, dsb. Virtual switches pada VMware Workstation mampu melakukan segmentasi VLAN.