Pada dasarnya, cloud cluster adalah grup dari dua atau lebih komputer yang terhubung dalam jaringan yang beroperasi secara paralel untuk mencapai tujuan yang sama. Ingin tahu selengkapnya tentang cloud cluster, kah? Tenang, tak usah pakai lama, langsung simak saja yuk mengenai Definisi Cloud Cluster, Kelebihan, Alasan Menggunakan Cloud Cluster, dan Cara Kerjanya

Definisi Cloud Cluster

Cloud cluster adalah teknologi yang menggunakan beberapa server atau node yang bekerja secara bersama-sama dalam satu sistem untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan, penyimpanan, dan redundansi data yang lebih efektif dibanding sistem server tunggal.

Cluster server di cloud dirancang untuk membagi beban kerja dan melakukan sentralisasi penyimpanan data, serta menyediakan redundansi melalui layanan failover yang aktif ketika satu node mengalami kegagalan untuk memastikan kelangsungan layanan tanpa gangguan.

Pada dasarnya, cloud cluster adalah grup dari dua atau lebih komputer yang terhubung dalam jaringan yang beroperasi secara paralel untuk mencapai tujuan yang sama.

Melalui penggunaan cluster, pengguna dapat menangani beban kerja yang terdiri dari banyak tugas yang dapat diparalelkan, meningkatkan efisiensi dan kinerja secara keseluruhan dengan memanfaatkan kombinasi memori dan kapasitas pemrosesan dari setiap node.

Dalam membentuk sebuah cluster, setiap node harus terkoneksi melalui jaringan yang memungkinkan komunikasi yang efektif antar node. Perangkat lunak khusus digunakan untuk mengkoordinasikan dan mengintegrasikan node-node ini menjadi satu sistem operasional yang efisien.

Idealnya, penggunaan cloud cluster harus transparan bagi pengguna. Mereka tidak perlu mengetahui apakah aplikasi yang mereka gunakan di hosting pada sebuah cluster atau server individu. Selain itu, desain cluster harus mengoptimalkan efisiensi dengan meminimalkan latensi dan menghindari bottleneck dalam komunikasi antarnode sehingga fungsi cluster terasa seperti sistem tunggal yang kuat dan responsif.

Kelebihan Cloud Cluster

Berikut ini beberapa kelebihan dari cloud cluster:

High Availability

Berikut ini penjelasan lebih detail mengenai aspek-aspek yang membentuk high availability dalam konteks cloud clusters:

Ketersediaan 

Ketersediaan dalam konteks teknologi informasi mengacu pada kemampuan suatu sistem untuk tetap dapat diakses dan berfungsi sebagaimana mestinya selama periode waktu yang ditentukan. Hal ini sering diukur dalam persentase waktu aktif, contohnya adalah “five nines” (99,999%) availability, yang artinya sistem hanya boleh mengalami downtime kurang dari 5.26 menit pertahun.

Ketahanan (Resilience)

Ketahanan adalah kemampuan sistem untuk pulih dari kegagalan. Dalam cloud clusters, resilience bisa ditingkatkan dengan cara mendesain sistem sehingga komponen-komponen bisa segera dipulihkan atau diganti tanpa mengganggu operasi keseluruhan. Hal ini sering melibatkan mekanisme otomatis untuk failure detection dan recovery.

Toleransi Kesalahan (Fault Tolerance)

Sistem yang toleran terhadap kesalahan dapat selalu beroperasi bahkan ketika sebagian komponen sistem mengalami kegagalan. Dalam cloud clusters, hal ini dicapai dengan cara menduplikasi proses dan data di beberapa node sehingga jika satu node gagal, node lain bisa mengambil alih tanpa waktu henti.

Keandalan (Reliability)

Keandalan adalah probabilitas bahwa sistem akan berfungsi tanpa kegagalan selama periode waktu tertentu. Dalam cloud clusters, keandalan ditingkatkan melalui desain yang redundan, yang mana komponen-komponen kritikal disalin dalam cluster untuk meminimalisir poin-poin kegagalan tunggal.

Redundansi (Redundancy)

Redundansi adalah kunci untuk menciptakan sistem yang kebal terhadap kegagalan. Di dalam cloud clusters, redundansi diterapkan dengan memiliki lebih dari satu instance dari komponen yang sama yang beroperasi secara paralel. Hal ini memastikan bahwa kegagalan satu komponen tidak akan menyebabkan kegagalan sistem secara keseluruhan.

Anyway, dalam cloud clusters, ketersediaan tinggi biasanya diimplementasikan melalui konfigurasi aktif-aktif atau aktif-pasif: 

• Konfigurasi Aktif-Aktif: Semua node dalam cluster aktif dan melayani lalu lintas atau beban kerja. Jika satu node gagal, node lainnya yang sudah aktif langsung mengambil alih, mengurangi potensi waktu henti.
• Konfigurasi Aktif-Pasif: Satu atau lebih node standby siap untuk diaktifkan jika node aktif mengalami kegagalan. Meski mungkin ada sedikit jeda saat melakukan failover, konfigurasi ini juga mendukung high availability.

Jika terjadi kegagalan pada node pemimpin, sistem tetap dapat beroperasi dengan efektif karena node pemimpin lain yang sudah siaga dan siap mengambil alih.

Karakteristik high availability ini menjadikan cloud clusters sangat cocok untuk aplikasi kritis yang butuh uptime yang tinggi dan kinerja yang dapat diandalkan.

Penggunaan teknologi cloud cluster memastikan bahwa aplikasi dapat terus beroperasi bahkan saat kegagalan yang tak terduga sehingga menjamin kelangsungan bisnis dan kepuasan pengguna.

Load Balancing

Load balancing atau penyeimbangan beban adalah teknik krusial dalam pengelolaan cloud clusters yang berperan vital dalam meningkatkan kinerja dan keandalan sistem.

Teknik ini bertujuan untuk mendistribusikan lalu lintas atau beban kerja secara merata di antara semua node yang tersedia untuk memastikan tidak ada satu node pun yang terbebani secara berlebihan, yang mana dapat menyebabkan penurunan performa bahkan kegagalan sistem.

Penyeimbangan beban dapat diimplementasikan melalui beberapa metode, seperti menggunakan dedicated load balancer yang bisa berupa perangkat keras atau lunak yang ditempatkan di depan cluster untuk mengarahkan lalu lintas masuk ke node yang paling mampu menanganinya, atau integrated load balancer yang diintegrasikan langsung pada node pemimpin atau di dalam sistem operasi cloud.

Selain itu, penyeimbang beban juga memonitor kesehatan setiap node dalam cluster, dengan mekanisme seperti failure detection dan automatic recovery di mana jika node tidak merespon atau menunjukkan performa yang tidak memadai, lalu lintas akan dialihkan ke node lain yang sehat dan sistem dapat dikonfigurasi untuk melakukan automatic recovery. 

Selain itu, penyeimbang beban memudahkan penambahan atau pengurangan node dalam sistem, memungkinkan penyesuaian sumber daya yang dinamis sesuai dengan permintaan, sangat penting untuk aplikasi web skala besar, e-commerce, dan sistem database yang melayani jutaan pengguna secara simultan untuk menjaga kecepatan respons yang konsisten dan mencegah downtime.

Scaling

Scaling atau penskalaan adalah sebuah kelebihan yang sangat penting dalam penggunaan cloud clusters, terutama saat menghadapi perubahan kebutuhan terhadap sumber daya. Terdapat dua jenis penskalaan dalam konteks cloud clusters adalah:

Penskalaan Vertikal (Scaling Up/Down)

Penskalaan vertikal, yang sering disebut sebagai “scaling up” atau “scaling down,” adalah proses meningkatkan atau mengurangi sumber daya yang dialokasikan ke server atau node yang ada tanpa mengubah jumlah node.

Proses ini melibatkan penambahan atau pengurangan inti CPU untuk meningkatkan atau mengurangi kapasitas pemrosesan guna menangani beban kerja yang lebih berat atau lebih ringan, penyesuaian kapasitas RAM untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang lebih memori intensif atau mengurangi biaya saat permintaan rendah, serta meningkatkan atau mengurangi kapasitas penyimpanan untuk menampung lebih banyak data atau memangkas sumber daya yang tidak digunakan.

Penskalaan vertikal sih biasanya lebih cepat dan sederhana untuk diimplementasikan karena hanya butuh perubahan pada hardware atau konfigurasi VM tanpa perlu mengubah arsitektur aplikasi. Namun, metode ini memiliki batasan tertentu, seperti batas maksimal kapasitas hardware yang dapat dicapai.

Penskalaan Horizontal (Scaling Out/In)

Penskalaan horizontal, yang sering disebut sebagai “scaling out” dan “scaling in,” adalah proses penambahan atau pengurangan node dalam cluster yang sangat umum dalam penggunaan cloud clusters, menawarkan beberapa keunggulan utama, seperti fleksibilitas dalam meningkatkan kapasitas atau mengurangi biaya operasional tanpa mengganggu performa keseluruhan sistem.

Penambahan node dapat meningkatkan redundansi dan keandalan, yang memperkuat fault tolerance sistem. Sedangkan distribusi beban kerja di lebih banyak node dapat mengurangi beban pada setiap node individu yang menghasilkan peningkatan responsivitas dan efisiensi.

Mengelola penskalaan di cloud clusters melibatkan pemantauan sumber daya yang cermat, butuh sistem manajemen yang efektif yang termasuk alat monitoring untuk mengawasi penggunaan CPU, memori, dan sumber daya lain secara real-time, serta otomatisasi penskalaan yang menyesuaikan jumlah node berdasarkan beban kerja dengan algoritma yang dirancang untuk mempertahankan kinerja optimal dan mengontrol biaya.

Performance

Cloud clusters meningkatkan kinerja secara signifikan melalui paralelisasi dan penskalaan horizontal yang membuat mereka ideal untuk aplikasi yang butuh komputasi intensif seperti yang digunakan dalam High Performance Computing (HPC).

Dalam paralelisasi, cloud clusters membagi tugas kompleks menjadi subtugas yang lebih kecil yang dapat dijalankan secara bersamaan di berbagai node, memungkinkan pemrosesan data yang lebih cepat dan efisien.

Keuntungan ini diperkuat dengan meningkatkan kapasitas pemrosesan karena banyaknya node yang digunakan, yang menghilangkan keterbatasan sumber daya dari mesin tunggal. HPC clusters, yang dirancang untuk menangani tugas komputasi ilmiah yang sangat intensif seperti simulasi fisika dan pemodelan iklim, mengoptimalkan hardware dan software untuk paralelisasi dengan teknologi jaringan lanjutan dan sistem file terdistribusi yang mendukung akses cepat dan pemrosesan data.

Kluster HPC dalam bentuk superkomputer menggunakan ribuan prosesor yang bekerja bersamaan untuk mencapai tingkat kinerja yang tidak mungkin oleh komputer tunggal. 

Penskalaan horizontal di cloud clusters juga memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja, dengan cara menambah atau mengurangi node secara dinamis untuk menjaga kinerja optimal tanpa pemborosan sumber daya.

Hal ini menghindari bottleneck yang biasa terjadi di sistem tunggal, memastikan pemrosesan data yang lebih cepat. Selain itu, jaringan berkecepatan tinggi dalam kluster memungkinkan pertukaran data yang cepat antar node, kritikal untuk aplikasi yang butuh sinkronisasi dan pertukaran data yang intensif, sedangkan optimasi jaringan juga meminimalisir latensi, sangat penting dalam aplikasi real-time dan HPC.

Kekurangan Cloud Cluster

Berikut ini kekurangan-kekurangan dari cloud cluster:

Kompleksitas Instalasi dan Konfigurasi

Dalam mengelola cloud cluster, setiap node perlu diinstal dan dikonfigurasi dengan tepat untuk memastikan operasional yang efisien dalam lingkungan terdistribusi. Langkah ini termasuk memastikan setiap node diupdate dengan versi sistem operasi dan aplikasi yang benar, yang sering butuh investasi waktu dan tenaga yang besar.

Selain itu, manajemen dependensi juga menjadi penting karena aplikasi sering bergantung pada pustaka atau software tertentu yang harus diinstal dan diperbarui secara konsisten di setiap node untuk menghindari masalah kompatibilitas.

Heterogenitas Node

Ketidakseragaman dalam konfigurasi perangkat keras atau software dari node-node yang berbeda menambah kompleksitas dalam manajemen cloud cluster. Hal ini butuh optimalisasi aplikasi yang spesifik untuk berbagai jenis perangkat keras yang terlibat dan manajemen versi perangkat lunak yang cermat untuk mencegah inkompatibilitas yang bisa mengakibatkan gangguan dan masalah stabilitas sistem.

Pemantauan sumber daya mencakup identifikasi dan penanganan penggunaan CPU, memori, dan penyimpanan yang tidak optimal. 

Manajemen Penyimpanan

Manajemen penyimpanan dalam cloud clusters sering menggunakan solusi penyimpanan terdistribusi yang membawa tantangan unik. Hal ini mencakup konfigurasi sistem file jaringan atau solusi penyimpanan lainnya untuk menghindari konflik dan memastikan integritas data.

Selain itu, sinkronisasi data antar node harus dikelola dengan hati-hati untuk menjaga konsistensi, butuh mekanisme replikasi data yang canggih dan dapat diandalkan.

Alasan Menggunakan Cloud Cluster

Berikut ini beberapa alasan mengapa perlu menggunakan cloud cluster : 

Performa

Penggunaan cloud cluster sangat efektif dalam meningkatkan performa proyek IT. Dalam konfigurasi server tunggal, beban yang berat pada satu komponen dapat mengurangi kinerja keseluruhan server tersebut.

Reliabilitas

Dalam setup server tunggal, kegagalan pada server tersebut dapat menyebabkan seluruh proyek menjadi tidak dapat diakses, menciptakan single point of failure.

Dengan cloud cluster, keandalan sistem meningkat secara signifikan karena adanya redundansi. Jika satu server mengalami kegagalan, server lain dalam cluster dapat mengambil alih tugasnya, meminimalkan bahkan menghilangkan downtime. 

Kemudahan Perawatan

Dalam cluster, pembaruan perangkat lunak dan perawatan hardware dapat dilakukan dengan lebih mudah. Administrator dapat melakukan pemeliharaan pada satu node (server) tanpa mengganggu operasi keseluruhan.

Setiap node bisa dijadikan offline sementara untuk pembaruan atau perbaikan, sementara node lain dalam cluster terus melayani pengguna. Hal ini memastikan bahwa tidak ada waktu henti yang terlihat oleh pengguna akhir.

Fleksibilitas

Cloud cluster memberi fleksibilitas luar biasa dalam pengelolaan dan konfigurasi sistem. Organisasi dapat menambah atau mengurangi jumlah server dalam cluster sesuai dengan perubahan kebutuhan proyek.

Hal ini juga memungkinkan penyesuaian spesifikasi teknis setiap komponen sesuai dengan kebutuhan baru, seperti peningkatan kapasitas penyimpanan atau penambahan sumber daya pemrosesan.

Cara Kerja Cloud Cluster

Berikut ini cara kerja cloud cluster yang melibatkan Docker, Kubernetes, dan CEPH sebagai teknologi utamanya:

Pembuatan dan Penyebaran Aplikasi Menggunakan Docker

Docker adalah platform yang memungkinkan developer untuk membungkus aplikasi beserta lingkungan eksekusinya ke dalam container yang bersifat portabel dan konsisten di berbagai lingkungan komputasi.

Proses ini dikenal sebagai Containerisasi, yang mana aplikasi dibungkus beserta semua dependensinya sehingga dapat berjalan secara konsisten di berbagai lingkungan.

Setelah container dibuat lalu di-deploy ke cloud, memastikan bahwa aplikasi dapat dijalankan di mana saja dengan cara yang sama.

Manajemen dengan Kubernetes

Kubernetes adalah sistem orkestrasi container yang berperan krusial dalam mengelola siklus hidup container pada skala besar, terutama dalam cloud clusters.

Sistem ini dilengkapi dengan beberapa fitur esensial, termasuk penskalaan otomatis yang memungkinkan Kubernetes untuk menyesuaikan jumlah container secara dinamis berdasarkan beban kerja.

Hal ini memastikan bahwa aplikasi memperoleh sumber daya yang dibutuhkan tanpa pemborosan. Selain itu, Kubernetes juga melakukan pemeriksaan kesehatan secara terus-menerus terhadap container dan aplikasi apabila terdeteksi adanya masalah, sistem akan otomatis mengganti container yang bermasalah untuk meminimalisir gangguan layanan.

Fitur lainnya adalah penyeimbangan beban, yang mana Kubernetes secara otomatis mendistribusikan beban di antara container yang berjalan sehingga meningkatkan kinerja dan keandalan aplikasi.

Kontrol dan Manajemen melalui Panel Kontrol

Sebagai bagian dari infrastruktur cloud cluster, kalian diberikan akses ke Panel Kontrol yang dikembangkan khusus, yang dirancang untuk memudahkan pengelolaan aplikasi kalian.

Melalui panel ini, kalian dapat meluncurkan, memonitor, dan mengelola siklus hidup aplikasi secara intuitif menggunakan antarmuka yang ramah pengguna.

Selain itu, Panel Kontrol juga memfasilitasi integrasi dengan layanan lain dan memungkinkan penyesuaian konfigurasi aplikasi sesuai dengan kebutuhan spesifik kalian.

Penyimpanan Data dengan Teknologi CEPH

CEPH merupakan platform penyimpanan yang menyuguhkan tingkat keandalan tinggi dan sangat sesuai untuk penggunaan dalam cloud clusters. Salah satu fitur utamanya adalah penyimpanan terdistribusi, yang mana data disimpan secara terdistribusi di banyak server, mengurangi resiko kehilangan data akibat kegagalan perangkat keras.

Selain itu, CEPH meningkatkan keandalan dan kesinambungan dengan menangani replikasi data secara otomatis. Hal ini memastikan bahwa data tetap tersedia dan dapat diakses meski terjadi kegagalan pada beberapa komponen sistem.

Makanya, CEPH menjadi solusi penyimpanan yang robust dan andal untuk memenuhi kebutuhan penyimpanan data skala besar dalam lingkungan cloud.

Dengan menggabungkan Docker, Kubernetes, dan CEPH, cloud clusters memberi solusi yang robust untuk deployment dan manajemen aplikasi yang scalable dan tahan terhadap berbagai masalah teknis. 

Okay, jadi itulah yang bisa disampaikan mengenai cloud cluster. Semoga bisa menambah insight, ya 🙂

Miliki website dan langsung online sekarang juga!

Dengan pengalaman lebih dari 10 tahun, Jetorbit siap membantu onlinekan website idaman kalian dan menjadikan usaha kalian dikenal oleh seluruh dunia. Jetorbit tidak hanya membangun website atau aplikasi namun juga mengembangkan bagian bisnis kalian.

Salah satu alasan kalian harus membuat website di Jetweb adalah kami memberikan solusi pada apa yang kalian inginkan melalui website dan aplikasi dengan desain, ide, serta kemungkinan yang tak terbatas lainnya.