Embed Size (px)
Citation preview
6
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir
Penelitian ini diperuntukan dengan tugas akhir berjudul “Rancanagan Green Data
Center Universitas Udayana” .Pada penelitian ini mengacu dari beberapa sumber dan
tinjauan yang sudah ada sebelumnya dan sudah dilakukan penelitian oleh penulis-penulis
lain, yang sudah dibahas dalam penelitian dengan metode dan simulasi yang berbeda sesuai
dengan masalah-masalah yang berbeda sesuai dengan penelitian dari setiap masalah yang
akan dibahas.Dari semua hal itu akan terlihat perbedaan masalah dan penelitian yang
dilakukan penulis .
Berikut merupakan uraian singkat dari beberapa referensi yang digunakan tersebut :
1. Penelitian ini berjudul “Efisiensi Konsumsi Daya pada Pusat Data” oleh Komang
Agus Sukerta P.,ST, Universitas Udayana
Penelitian ini menjelaskan tentang langkah – langkah teknis yang dapat
meminimalisir konsumsi daya dan emisi gas karbon dioksida sekaligus mengurangi
biaya operasional sebuah pusat data. Penelitian ini juga menjelaskan tentang usaha
yang dapat dilakukan dalam upaya menghemat konsumsi daya pada data center
untuk menghemat biaya dan mendukung gerakan green data center. Pada penelitian
ini penulis melakukan upaya penghematan energi data center secara menyeluruh
baik dari sisi hardware, software, jaringan, permodelan sistem penempatan
perangkat, pendinginan dan sistem pengolahan data system hybrid yang keseluruhan
akan menurunkan konsumsi daya dan meningkatkan efisiensi secara signifikan
namun tetap dapat menjaga kinerja data center bekerja secara maksimal.
2. Penelitian kedua berjudul “Efisiensi Kinerja Pengelolaan Energi pada Arsitektur
Data Center Komputasi Awan Menggunakan Greencloud” Oleh Mohamad
Fathurahman, Politeknik Negeri Jakarta dan Kalamullah Ramli, Universitas
Indonesia
7
Pada penelitian ini mengusulkan skema penghematan energi pada data center yakni
skema DVFS dan DNS. Pada penelitian ini telah disimulasikan menggunakan
Greencloud, yang merupakan ekstensi dari NS2, kepada tiga macam arsitektur data
center yakni two-tier, three-tier dan three-tier high-speed dengan jenis workload
adalah high performance computing (HPC). Penerapan skema penghematan
meliputi skema DVFS dan DNS saja serta DVFS dan DNS sekaligus. Setelah
dilakukan simulasi konsumsi daya pada data center untuk arsitektur two-tier, three-
tier dan three-tier high-speed, dengan menerapkan skema penghematan energi
DVFS dan DNS diperoleh hasil sebagai berikut: Pada skema tanpa penghematan
energi, untuk ketiga arsitektur data center, konsumsi energi terbesar berada pada
server rata-rata sebesar 73,72% sedangkan sisanya sebesar 26,28% dikonsumsi oleh
switch, sedangkan jumlah server yang mengalami peak rate rata-rata sebanyak
27,8%. Pada skema penghematan DVFS, konsumsi terbesar tetap pada server
dengan lonjakan cukup drastis rata-rata hampir 100% dengan konsumsi energi pada
switch relatif sama dengan pada kasus tanpa skema penghematan, namun jumlah
server yang mengalami peak rate menurun rata-rata sebesar 18,8%. Skema
penghematan DNS merupakan skema penghematan terbaik untuk tipe workload
HPC karena berhasil menghemat penggunaan energi listrik baik pada server
maupun switch sebesar masing-masing 63,42% dan hampir 100%. Penerapan skema
penghematan DVFS dan sekaligus DNS tidak memberikan hasil yang lebih baik
untuk kasus workload HPC.
3. Reducing Data Center Energy Consumption via Coordinated Cooling and Load
Management merupakan paper yang dibuat oleh Luca Parolini, Bruno Sinopoli dan
Bruce H. Krogh dari Carnegie Mellon University.
Paper ini menjelaskan tentang manajemen energi data center berdasarkan kerangka
permodelan yang menandai pengaruh dari decision variable pada kinerja
komputasi, generasi termal dan konsumsi daya. Dinamika suhu dimodelkan oleh
jaringan komponen yang saling berhubungan yang mencerminkan distribusi spasial
8
server, computer room air conditioning (CRAC) units, dan komponen non
komputasi di data center.
4. Five Strategies for cutting Data Center Energy Cost Through Enhanced Cooling
Efficiency merupakan white paper yang diterbitkan oleh Emerson Network Power.
White paper ini menyajikan tentang lima strategi untuk meningkatkan efisiensi
pendinginan data center, diantaranya yaitu yang pertama penyegelan yang tepat
dari lingkungan data center. Sebuah segel uap memainkan peran penting dalam
mengendalikan kelembaban relatif, mengurangi humidifikasi yang tidak perlu dan
dehumidification. Kedua yaitu Mengoptimalkan aliran udara. Penataan rak,
penempatan AC dan manajemen kabel semua berpengaruh pada jumlah energi yang
dikeluarkan untuk memindahkan udara dalam fasilitas penting. Ketiga yaitu
menggunakan economizer bila sesuai. Economizers memungkinkan udara luar yang
akan digunakan untuk mendukung pendinginan data center selama bulan-bulan
dingin, menciptakan peluang untuk pendinginan bebas energi. Keempat yaitu
meningkatkan efisiensi pendinginan sistem. Teknologi baru, seperti sistem
kapasitas variabel dan peningkatan kontrol, mendorong peningkatan efisiensi sistem
pendingin udara ruangan. Dan yang terakhir yaitu menempatkan pendinginan lebih
dekat dengan sumber panas. Sistem pendingin tambahan dengan menempatkan
pendinginan lebih dekat dengan sumber panas akan mengurangi jumlah energi yang
dibutuhkan untuk gerakan udara.
5. The Effect of Data Center Temperature on Energy Efficiency merupakan paper yang
ditulis oleh Michael K Patterson dari Intel Corporation
Dalam paper ini penulis memeriksa gambar energi secara utuh dari koneksi utilitas
hingga penolakan panas dari fasilitas sampai ke lingkungan luar dan melihat
dampak peningkatan suhu sekitar terhadap setiap komponen dalam rantai itu.
Analisis ini menunjukkan bahwa ada suhu optimum untuk operasi data center yang
akan tergantung pada karakteristik individu atau komponen masing-masing di
dalam data center, termasuk peralatan IT, arsitektur sistem pendingin, lokasi data
center (misalnya kondisi ambien luar), serta faktor-faktor lainnya. Dampak lain dari
9
peningkatan suhu inlet lingkungan, seperti masalah kehandalan dan kompleksitas
operasional juga dibahas. Telah disimpulkan bahwa hanya meningkatkan suhu
lingkungan di Data Center tidak pasti memiliki efek yang diinginkan dari
pengurangan penggunaan energi.
Ringkasan dari tinjauan mutakhir dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 2.1 Tinjauan Mutakhir (State Of The Art)
No Nama Penulis Judul Metode Hasil
1 Komang Agus
Sukerta P.,ST
Efisiensi
Konsumsi Daya
pada Pusat Data
Penerapan sistem
hybrid untuk
efektifitas kinerja dan
efisiensi sumber daya,
dan penerapan teknik-
teknik pendinginan
yang tepat guna.
Metode rack oriented cooling system
meningkatkan efisiensi cooling power
dengan menggunakan power untuk
kipas sesuai kebutuhan. Alat ini
memiliki sensor panas sehingga bisa
mendeteksi heat dan dapat
menganalisa berapa kecepatan kipas
yang dibutuhkan.
2 Mohamad
Fathurahman,
Kalamullah
Ramli
Efisiensi Kinerja
Pengelolaan
Energi pada
Arsitektur Data
Center
Komputasi
Awan
Menggunakan
Greencloud
Simulator Greencloud
diimplementasikan
model energi untuk
switch dan link.
Skema
penghematannya
meliputi hanya DVFS,
hanya DNS, dan
DVFS dan DNS.
Skema penghematan DNS merupakan
skema penghematan terbaik untuk tipe
workload HPC karena berhasil
menghemat penggunaan energi listrik
baik pada server maupun switch
sebesar masing-masing 63,42% dan
hampir 100%. Penerapan skema
penghematan DVFS dan sekaligus
DNS tidak memberikan hasil yang
lebih baik untuk kasus workload HPC.
3 Luca Parolini,
Bruno Sinopoli,
Bruce H. Krogh
Reducing Data
Center Energy
Consumption via
Coordinated
Cooling and
Load
Management
Penggaplikasian
Coordinated Cooling
dan Load management
untuk mengurangi
konsumsi energi pada
data center
Konsumsi data center terutama
disebabkan oleh CRAC. Optimal
controller mampu mempertahankan
perbedaan yang lebih kecil kecil antara
suhu input dan output dari CRAC jika
dibandingkan dengan greedy
controller. Optimal controller
menghasilkan konsumsi energi pada
data center lebih rendah
10
Tabel 2.1 (Lanjutan) Tinjauan Mutakhir (State Of The Art) 4 Emerson
Network Power
Five Strategies
for cutting Data
Center Energy
Cost Through
Enhanced
Cooling
Efficiency
Lima strategi untuk
meningkatkan efisiensi
pendinginan data
center
Sistem pendingin tambahan
memberikan respon terhadap
meningkatnya kepadatan peralatan
yang bisa meningkatkan skalabilitas
dan efisiensi sistem pendingin yang
ada.
5 Michael K
Patterson
The Effect of
Data Center
Temperature on
Energy
Efficiency
Penggunaan matrix
PUE dalam analisis
penggunaan energi di
data center
Mengubah sistem manajemen termal
untuk sering mengganti chiller dengan
economizer yang dapat dijalankan
untuk sebagian besar karena ruang
setpoint hangat adalah metode yang
paling menjanjikan untuk mengurangi
biaya energi
2.2 Data Center
Pusat data atau yang lebih dikenal Data Center adalah suatu fasilitas yang
digunakan untuk menempatkan sistem komputer dan komponen-komponen terkaitnya,
seperti sistem telekomunikasi dan penyimpanan data. Fasilitas ini biasanya mencakup juga
catu daya redundan atau cadangan, koneksi komunikasi data redundan, pengontrol
lingkungan, pencegah bahaya kebakaran, serta piranti keamanan fisik. Salah satu
penempatan server untuk website atau database (Dewannanta, 2007).
Data center adalah pusat pemrosesan data yang didukung dengan perangkat
pengolahan data tersebut. Disebut juga dengan pusat komputerisasi. Data center
merupakan server data terpusat dari jaringan, baik dalam jaringan lokal ataupun global,
jaringan instansi ataupun perusahaan. Data center dikelola oleh administrator. Pengelolaan
data center yang baik mendukung seluruh kinerja dari jaringan, yang baik mendukung
seluruh kinerja dari jaringan, dari pemakaian aplikasi, oleh karena itu aturan dan standar
pengukuran merupakan hal yang penting dari pemakaian aplikasi, dari administrasi data
center. Beberapa tahun ini data center menjadi pembahasan yang ramai, yang sebelumnya
data center bukan merupakan bahasan yang perlu di oprek lebih dalam secara teori, tetapi
kebutuhan akan informasi dari pengolahan kebutuhan akan informasi dari pengolahan data
11
center yang baik membuat pakar-pakar jaringan akhirnya memutuskan untuk membahas
data center server lebih dalam beserta perancangan data center dalam Infrastruktur TI
sendiri.
Dalam white paper yang berjudul Data Center Operational Efficiency Best
Practices, data center adalah kompilasi dari server, penyimpanan, sistem jaringan, system
mekanikal atau elektrikal, aplikasi dan alat-alat, prosedur tata kelola dan staf. Terdapat 4
tahap yang mencirikan data center berdasarkan kombinasi efisiensi, ketersediaan dan
fleksibilitas di antaranya Basic, Consolidated, Available, dan Strategic (IBM, 2012).
Pada data center terdapat ratusan bahkan ribuan server yang tersusun pada rak
server yang ditata sesuai bentuk fisiknya, baik tower maupun rack dari ukuran 1U s/d 4u.
Disetiap ruang memiliki pendingin, sistem catu daya, ups, security dan jaringan terkoneksi
yang ditata dengan detail. Bahkan lantai dimana server dibangun memiliki karakteristik
yakni terdapat upaya peredam dan selokan tempat jaringan kabel listrik maupun komputer.
2.3 Komponen Data Center
Dalam white paper yang berjudul Classification of Data Center Infrastructure
Management (DCIM) Tools, Data Center memiliki istilah untuk menggambarkan dan
membedakan pusat infrastruktur, sistem dan klasifikasi manajemen data seperti pada tabel
2.2.
Tabel 2.2 Terminology Definition and Examples Data Center
Term Definition Data Center Examples
Facility and IT
Infrastructure
Totalitas sistem material dan peralatan
fisik dasar yang diperlukan untuk
memfasilitasi operasi yang handal,
terkontrol dan lingkungan TI yang aman.
Power System
Cooling System
Security System
IT Seluruh spektrum teknologi untuk
pengolahan informasi, termasuk perangkat
lunak, perangkat keras, teknologi
komunikasi dan layanan terkait.
Servers
Storage System
Network System
12
Tabel 2.2 (Lanjutan) Terminology Definition and Examples Data Center
Environment Lingkungan fisik dalam bangunan atau
fasilitas perangkat keras dan piranti lunak
data center.
IT Rom
Electrical Room
Mechanical Room
Subset Sebuah pengelompokan dari subsistem
fisik sebagai fungsi utama.
Monitoring &
Automation
Planning &
Implementation
Data Collection
Subsystem Sebuah piranti lunak yang dirancang
khusus membahas kebutuhan secara
spesifik.
Facility Power Device
Monitoring
IT Room Security
Monitoring
Primary Function Fungsi pertama piranti lunak dalam rangka
pembangunan dan bernilai penting
dibandingkan dengan fungsi subsistem
tertentu.
Piranti perusahaan
yang menganalisis
fungsi daya
Secondary
Function
Fungsi kedua piranti lunak pada subsistem. Piranti perusahaan
yang menganalisis
fasilitas HVAC
Data center terdiri dari beberapa komponen penting. Dalam white paper yang
berjudul The Green Grid Metrics : Data Center Infrastructure Efficiency (Dcie) Detailed
Analysis terdapat beberapa komponen data center seperti pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Komponen Data Center
Sub Component Core Distributor
Facility
Power
Transfer Switch
UPS
DC Batteries / Rectifiers (non-UPS-Telco Nodes)
13
Tabel 2.3 (Lanjutan) Komponen Data Center Generator
Transformer (Step Down)
Power Distribution Unit (PDU)
Rack Distribution Unit (RDU)
Breakers Panels
Distrbution Wiring
Lightning
Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC)
Cooling Tower
Condenser Water Pumps
Chillers
Chilled Water Pumps
Computer Room Air Conditioner (CRAC’s)
Computer Room Air Handlers (CRAH’s)
Dry cooler
Suplay Fans
Return Fans
Air Economizer
Water-side Economizer
Humidifier
Physical Security
Fire Suppresion
Water Detection
Physical Security Servers/Devices
Building Management System
Probes / Sensors
IT Equipment
Computer Devices
Server
Network Devices
Switches
Router
14
Tabel 2.3 (Lanjutan) Komponen Data Center IT Support Systems
Printers
PC’s / workstations
Remote Management (KVM / console / etc.)
Miscellaneous Devices
Security encryption, Storage encryption, Appliances, etc.
Storage
Storage Devices - Switches, Storage Array
Backup Devices – Media Libraries, Virtual Media Libraries
Telecommunication
All Telco Devices
Others
Rack Server
Cables
Cable Tie
Adapun definisi dari komponen data center pada tabel 2.2 dijelaskan pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Definisi Komponen Data Center
Nama Komponen Definisi
Power Siklus daya yang mengubah daya pada perangkat off dan
kemudian membuat perangkat berfungsi lagi (on).
Transfer Switch Saklar listrik yang beralih beban antara dua sumber.
Uninterruptible Power
Supply (UPS)
Catu daya seperti baterai untuk mempertahankan daya dalam hal
pemadaman listrik. UPS menjaga komputer berjalan selama
beberapa menit setelah pemadaman listrik, sehingga
memungkinkan untuk menyimpan data yang ada di RAM dan
mematikan komputer dengan aman.
DC Batteries/Rectifiers (non-
UPS – Telco Nodes)
Sebuah komponen dari sirkuit yang memungkinkan arus dilalui
dalam satu arah namun menghambat aliran arus ke arah lain.
Rectifier digunakan untuk mengubah AC ke DC.
Generator Sebuah alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
15
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Transformer (step down) Komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu
tegangan AC ke taraf lainnya.
Power Distribution Unit
(PDU)
Perangkat listrik yang digunakan untuk mengontrol distribusi
listrik ke beban individu. PDU dapat terintegrasi langsung ke
UPS.
Rack Distribution Unit
(RDU)
Bingkai logam digunakan untuk menahan berbagai perangkat
keras seperti server, router, switch dan peralatan elektronik
lainnya.
Breakers Panels Komponen dari sistem pasokan listrik yang membagi daya listrik
ke sirkuit anak perusahaan, dan memberikan perlindungan sekring
atau pemutus sirkuit untuk setiap rangkaian, pada penutup yang
sama.
Distribution Wiring Komponen dari sistem pasokan listrik yang dilengkapi dengan
kabel.
Lightning Berfungsi menerangi ruangan
Heating Ventilation and Air
Conditioning (HVAC)
Sistem HVAC mengendalikan lingkungan sekitar (suhu,
kelembaban, aliran udara, dan penyaringan udara) dan harus
direncanakan dan dioperasikan bersama dengan komponen data
center lainnya seperti hardware, kabel manajemen, penyimpanan
data, sistem keamanan fisik dan daya.
Cooling Tower Sebuah menara besar biasanya melekat pada pembangkit listrik di
mana air beredar untuk menurunkan suhunya dengan penguapan
parsial.
Condenser Water Pumps Sistem ini pengatur suhu dan kelembaban dengan pemanasan dan
pendingin air. Hal ini juga digunakan untuk menolak air dari
pendingin dan memadatkan kembali refrigeran menjadi cairan.
Chillers Sistem pendingin yang digunakan untuk penyerap panas dari suatu
zat atau produk sehingga temperaturnya berada dibawah
temperature lingkungan. Zat yang digunakan sebagai fluida dalam
proses penyerapan panas disebut refrigran.
Chilled Water Pumps Pompa yang memiliki kecepatan variabel yang digunakan ketika
satu pompa memberikan umpan beberapa pendingin dan juga
ketika beban pendinginan terhubung ke suhu udara di luar.
16
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Computer Room Air
Conditioner (CRAC’s)
Perangkat yang memonitor dan mempertahankan suhu, distribusi
udara dan kelembaban di ruang jaringan atau data center. CRAC
mengganti unit AC yang digunakan untuk pendingin data center.
Computer Room Air
Handlers (CRAH’s)
Perangkat di data center yang digunakan untuk menangani panas.
Tidak seperti CRAC unit yang menggunakan pendinginan
mekanis untuk mendinginkan udara ke data center, CRAH
menggunakan kipas, pendingin kumparan dan sistem air chiller
untuk menghilangkan panas.
Dry Cooler Beroperasi dengan perpindahan panas melalui permukaan yang
memisahkan fluida kerja dari udara sekitar, seperti dalam tabung
untuk penukar panas udara, memanfaatkan perpindahan panas
konvektif.
Supply Fans Alat yang memberikan pasokan udara ke dalam ruangan.
Return Fans Alat yang mengatur pengembalian udara ke dalam ruangan.
Air-side Economizer Alat mekanis digunakan untuk mengurangi konsumsi energi.
Economizers recycle energi yang dihasilkan dalam suatu sistem
atau memanfaatkan perbedaan suhu lingkungan untuk mencapai
peningkatan efisiensi.
Water-side Economizer Perangkat mekanik yang dimaksudkan untuk mengurangi
konsumsi energi, atau untuk melakukan fungsi lain yang berguna
seperti pemanasan suatu fluida.
Humidifier Alat yang dapat meningkatkan kelembaban di satu ruangan atau
seluruh ruangan.
Physical Security Keamanan fisik adalah perlindungan pada hardware, program,
jaringan, dan data dari keadaan fisik dan kejadian yang dapat
menyebabkan kerugian serius atau kerusakan pada suatu
perusahaan, lembaga, atau institusi.
Fire Suppression Sistem supresi kebakaran biasanya digunakan pada peralatan
listrik berat. Sistem pemadaman kebakaran menggunakan
kombinasi bahan kimia kering atau basah untuk mencegah
kebakaran peralatan.
17
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Water Detection Perangkat elektronik kecil yang dirancang untuk mendeteksi
keberadaan air dan memperingati manusia untuk melakukan
pencegahan kerusakan air.
Physical Security
Servers/Devices
Keamanan berbentuk fisik untuk menjaga server dan alat-alat
lainnya
Building Management
System
Sistem kontrol berbasis komputer dipasang pada bangunan yang
mengontrol dan memantau peralatan bangunan mekanik dan listrik
seperti ventilasi, pencahayaan, sistem tenaga, system kebakaran,
dan sistem keamanan.
Probes / Sensors Konverter yang mengukur perbedaan suhu dan mengubahnya
menjadi sinyal sehingga dapat dibaca oleh operator.
Compute Devices Mesin untuk melakukan perhitungan secara otomatis.
Server Sebuah komputer atau perangkat pada jaringan yang mengelola
sumber daya jaringan.
Network Devices Komponen yang digunakan untuk menghubungkan komputer atau
perangkat elektronik lainnya bersama sehingga dapat berbagi file
atau sumber daya.
Switches Perangkat yang menyaring dan meneruskan paket antara segmen
LAN.
Routers Sebuah perangkat dalam jaringan yang menangani transfer pesan
antar komputer.
IT Support Systems Sistem berbasis komputer yang mendukung kegiatan di data
center.
Printers Sebuah perangkat yang mencetak teks atau ilustrasi di kertas.
PC’s / workstations Suatu jenis komputer yang digunakan untuk aplikasi teknik
(CAD/CAM), pengembangan piranti lunak, desktop publishing,
dan jenis-jenis aplikasi yang memerlukan moderat daya komputasi
dan kemampuan grafis berkualitas relatif tinggi.
Remote Management
(KVM / console / etc.)
Proses di mana perangkat pengendalian secara fisik tidak melekat
pada unit yang dikendalikan
Miscellaneous Devices Perangkat lain-lain yang mendukung dalam saat kegiatan
operasional dilakukan.
18
Tabel 2.4 (Lanjutan) Definisi Komponen Data Center Security encryption,
Storage encryption,
Appliances, etc
Penerjemahan data menjadi kode rahasia. Untuk membaca file
yang dienkripsi harus memiliki akses ke password untuk
memungkinkan mendekripsikan data tersebut.
Storage Kapasitas perangkat untuk menahan dan menyimpan data.
Storage Devices –
Switches, Storage Array
Perangkat untuk merekam (menyimpan) informasi (data).
Backup Devices - Media
Libraries, Virtual Media
Libraries
Untuk menyalin file ke disk kedua sebagai tindakan pencegahan
dalam kasus pertama gagal.
Telecommunication Mengacu pada semua jenis transmisi data, dari suara ke video.
All Telco Devices Alat-alat yang dapat berfungsi sebagai transmisi data.
Others Peralatan lain yang mendukung didalam data center.
Rack Server Rack yang khusus di rancang untuk penempatan server ataupun
peralatan jaringan network seperti hub-switch.
Cables Sarana penyalur atau pengalirhantar (transmitter) yang bertugas
menyalurkan setiap informasi yang telah diubah menjadi sinyal-
sinyal listrik.
Cable Ties Alat yang digunakan untuk mengikat sekumpulan kabel atau
mengelompokkan kabel sehingga rapi dan terorganisir.
2.3.1 IT Equipment Data Center Universitas Udayana
2.3.1.1 Server
Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan tertentu
dalam sebuah jaringan komputer. Server didukung dengan sumber daya yang cukup besar
dan dilengkapi dengan sistem operasi khusus yaitu sistem operasi jaringan. Server juga
menjalankan perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan dan
sumber daya yang terdapat di dalamnya, seperti halnya berkas atau pencetak, dan
memberikan akses kepada anggota jaringan.
Dilihat dari fungsinya, server dikategorikan manjadi beberapa jenis :
a. Server Aplikasi (Application Server)
b. Server Data (Data Server)
19
c. Server Proxy (Proxy Server)
Aplikasi Server adalah aplikasi pada sistem komputer yang berfungsi melayani
permintaan akses dari komputer pengguna atau klien. Salah satu contoh aplikasinya adalah
Web Server. Web Server berisi tampilan informasi-informasi yang dapat diakses
menggunakan web browser seperti mozilla firefox dan internet explorer. Contoh lain yaitu
FTP Server, FTP Server berfungsi melayani transaksi pertukaran data komputer server
dengan klien menggunakan aplikasi FTP klien.
Berikut ini adalah jenis-jenis dari aplikasi server :
1. DHCP Server
DHCP server merupakan sebuah aplikasi yang menjalankan layanan untuk menyewakan
alamat IP dan informasi TCP/IP lainnya kepada semua klien yang memintanya. Beberapa
sistem operasi jaringan seperti Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows Server
2003, atau GNU/Linux memiliki layanan seperti ini.
Gambar 2.1 Skema DHCP Server (Purba, 2013).
2. Mail Server
Mail Server adalah suatu aplikasi pada komputer yang bertindak sebagai sebuah
server (penyedia layanan) dalam jaringan atau internet, yang memiliki fungsi untuk
melakukan penyimpanan dan distribusi yang berupa pengiriman, penyaluran, dan
20
penerimaan surat elektronik atau e-mail. Mail Server berjalan dengan beberapa protokol
pada TCP/IP, yakni SMTP (port 25), POP3 (port 110), dan IMAP (port 143).
Gambar 2.2 Skema aplikasi mail server dengan Zimbra Partner (Purba, 2013).
3. DNS Server
DNS (Domain Name System) Server adalah salah satu jenis aplikasi yang melayani
permintaan pemetaan IP Address ke FQDN (Fully Qualified Domain Name) dan dari
FQDN ke IP Address. FQDN lebih mudah untuk diingat oleh manusia daripada IP Address.
Sebagai contoh, sebuah komputer memiliki IP Address 167.205.22.114 dan memiliki
FQDN “nic.itb.ac.id”.Nama “nic.itb.ac.id” tentunya lebih mudah diingat daripada nomor IP
Address.
Gambar 2.3 Skema aplikasi DNS Server (Purba, 2013).
21
4. FTP Server
FTP server merupakan sebuah server yang memanfaatkan File Transfer Protocol
(FTP) untuk keperluan transfer file antar mesin pada jaringan TCP/IP. FTP adalah sebuah
protokol internet yang berjalan di dalam lapisan aplikasi yang merupakan standar untuk
pentransferan berkas komputer antar mesin-mesin dalam sebuah jaringan internet atau
intranet.
Gambar 2.4 Skema aplikasi FTP Server (Purba, 2013).
5. HTTP/Web Server
Server HTTP atau Server Web/WWW adalah server web yang dapat dijalankan di
banyak sistem operasi (Unix, BSD, Linux, Microsoft Windows dan Novell Netware serta
platform lainnya) yang berguna untuk melayani dan memfungsikan situs web. Protokol
yang digunakan untuk melayani fasilitas web/www ini menggunakan HTTP.
Jenis-Jenis Web Server :
1. Apache Web server – the HTTP web server
2. Microsoft Windows server 2003 Internet Information Service
3. Light HTTP
22
Gambar 2.5 Skema aplikasi Web Server (Purba, 2013).
6. Proxy Server
Aplikasi server yang dapat bertindak sebagai untuk melakukan request terhadap
content dari Internet atau intranet. Proxy Server bertindak sebagai gateway terhadap dunia
Internet untuk setiap komputer klien. Proxy server tidak terlihat oleh komputer klien.
Pengguna yang berinteraksi dengan Internet melalui sebuah proxy server tidak akan
mengetahui bahwa sebuah proxy server sedang menangani request yang dilakukannya.
23
Gambar 2.6 Skema aplikasi Proxy Server (Purba, 2013).
7. Database Server
Sebuah program komputer yang menyediakan layanan pengelolaan basis data dan
melayani komputer atau program aplikasi basis data yang menggunakan model
klien/server. Istilah ini juga merujuk kepada sebuah komputer (umumnya merupakan
server) yang didedikasikan untuk menjalankan program yang bersangkutan. Sistem
manajemen basis data (SMBD) pada umumnya menyediakan fungsi-fungsi server basis
data, dan beberapa SMBD (seperti halnya MySQL atau Microsoft SQL Server) sangat
bergantung kepada model klien-server untuk mengakses basis datanya.
Gambar 2.7 Skema Database Server (Purba, 2013).
24
8. SSH Server
SSH server merupakan aplikasi server yang berfungsi untuk melakukan remote atau
pengendalian komputer dari jarak jauh.
Gambar 2.8 Skema SSH Server (Purba, 2013).
2.3.1.2 Switch
Switch adalah perangkat jaringan yang bekerja dilapisan Data-link, mirip dengan
bridge, berfungsi menghubungkan banyak segmen LAN ke dalam satu jaringan yang lebih
besar. Switch jaringan (atau switch untuk singkatnya) adalah sebuah alat jaringan yang
melakukan bridging transparan (penghubung segementasi banyak jaringan dengan
forwarding berdasarkan alamat MAC).
Switch jaringan dapat digunakan sebagai penghubung komputer atau router pada
satu area yang terbatas, switch juga bekerja pada lapisan data link, cara kerja switch hampir
sama seperti bridge, tetapi switch memiliki sejumlah port sehingga sering dinamakan
multi-port bridge.
Switch adalah komponen jaringan yang di gunakan untuk menghubungkan beberapa
HUB untuk membentuk jaringan yang lebih besar atau menghubungkan komputer
komputer yang mempunyai kebutuhan bandwidth yang besar. Switch memberikan unjuk
kerja yang jauh lebih baik dari pada HUB dengan harga yang sama atau sedikit lebih
mahal.
25
Switch terbagi dalam 2 tipe utama: switch layer-2 dan layer-3. Switch layer-2
beroperasi pada layer data-link model OSI dan berdsarkan terknologi bridging. Switch tipe
ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan pada alamat MAC. Switch layer-2
dapat digunakan untuk memecah jaringan yang sedang berjalan ke dalam collision domain
yang lebih kecil untuk meningkatkan unjuk kerja.
Switch layer-3 beroperasi pada layer-3 dari model OSI dasar teknologi routing.
Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan alamat jaringan. Switch
ini dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan-jaringan yang berbeda di dalam suatu
internetwork. Switch layer-3 kadang di sebut Switch routing atau switch multilayer.
2.3.1.3 Router
Router merupakan salah satu perangkat dalam dunia jaringan komputer. Pengertian
Router adalah perangkat jaringan yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa jaringan
atau network, baik jaringan yang menggunakan teknologi sama atau yang berbeda,
misalnya menghubungkan jaringan topologi Bus, topologi Star atau topologi Ring.
Karena router ini menghubungkan beberapa jaringan tentunya router berbeda
dengan Switch. Switch hanya perangkat yang digunakan untuk menghubungkan beberapa
komputer sehingga membentuk LAN atau local area network. Sedangkan router adalah
perangkat yang menghubungkan satu LAN dengan banyak LAN lainnya.
Router dapat digunakan untuk menghubungkan banyak jaringan kecil ke sebuah
jaringan yang lebih besar, yang disebut dengan internetwork, atau untuk membagi sebuah
jaringan besar ke dalam beberapa subnetwork untuk meningkatkan kinerja dan juga
mempermudah manajemennya. Router juga kadang digunakan untuk mengoneksikan dua
buah jaringan yang menggunakan media yang berbeda atau berbeda arsitektur jaringan,
seperti halnya dari Ethernet ke Token Ring.
26
Gambar 2.9 Fungsi Router (http://belajar-komputer-mu.com, 2012).
Router umumnya dipakai untuk jaringan berbasis teknologi protokol TCP/IP, router
jenis ini dinamakan IP Router. Internet merupakan contoh utama dari jaringan yang
memiliki IP Router.
Umumnya router ada dua jenis, yaitu router statis dan router dinamis,
Router statis atau static router merupakan router yang memiliki tabel routing statis yang
disetting dengan cara manual oleh para administrator jaringan.
Sedangkan router dinamis atau dynamic router merupakan router yang memiliki
dan membuat tabel routing dinamis dengan membaca lalu lintas jaringan dan juga dengan
saling berhubungan dengan router lainnya.
2.4 Syarat Utama Suatu Data Center
Disain dan perencanaan data center harus memperhatikan minimum aspek-aspek
berikut :
a. Lokasi aman, memenuhi syarat sipil bangunan, geologi, vulkanologi, topografi
b. Terproteksi dengan sistem cadangan, untuk sistem catudaya, pengatur
udara/lingkungan, komunikasi data
27
c. Menerapkan tata kelola standar data center meliputi Standar Prosedur Operasi,
Standar Prosedur Perawatan, Standar dan Rencana Pemulihan dan Mitigasi
Bencana, Standar Jaminan Kelangsungan Bisnis.
2.5 Kriteria Perancangan Data Center
Dalam melakukan perancangan terhadap sebuah data center, harus diperhatikan
kedua hal tersebut dengan tujuan mendapatkan data center sesuai dengan kriteria berikut:
2.5.1 Availability
Data center diciptakan untuk mampu memberikan operasi yang berkelanjutan dan
terus- enerus bagi suatu perusahaan baik dalam keadaan normal maupun dalam keadaan
terjadinya suatu kerusakan yang berarti atau tidak. Data center harus dibuat sebisa
mungkin mendekati zero failure untuk seluruh komponennya.
2.5.2 Scalability dan Flexibility
Data center harus mampu beradaptasi dengan pertumbuhan kebutuhan yang cepat
atau ketika adanya servis baru yang harus disediakan oleh data center tanpa melakukan
perubahan yang cukup berarti bagi data center secara keseluruhan.
2.5.3 Security
Data center menyimpan berbagai aset perusahaan yang berharga, oleh karenanya
sistem keamanan dibuat seketat mungkin baik pengamanan secara fisik maupun
pengamanan non-fisik (Yulianti, 2008).
2.6 Kategori Data Center
Berdasarkan fungsinya, data center dibagi menjadi 2 kategori umum yaitu:
1. Internet Data Center : hanya untuk mendukung aplikasi terkait dengan Internet
saja, biasanya dibangun dan dioperasikan oleh service provider atau perusahaan
yang memiliki model bisnis berdasarkan pada Internet commerce.
28
2. Corporate/Enterprise Data Center : mendukung semua fungsi yang memungkinkan
berbagai model bisnis berjalan pada layanan Internet, intranet, dan keduanya.
2.7 Service Utama Pada Data Center
Servis utama yang secara umum diberikan oleh data center adalah sebagai berikut:
Gambar 2.10 Service Data Center (Yulianti, dkk. 2008)
2.7.1 Infrastruktur yang menjamin kelangsungan bisnis
Aspek-aspek yang mendukung kelangsungan bisnis ketika terjadi suatu kondisi
kritis terhadap data center. Aspek-aspek tersebut meliputi kriteria pemilihan lokasi data
center, kuantifikasi ruang data center, laying-out ruang dan instalasi data center, sistem
elektrik yang dibutuhkan, pengaturan infrastruktur jaringan yang scalable, pengaturan
sistem pendingan dan fire suppression.
2.7.2 Infrastruktur Keamanan Data Center
Terdiri dari sistem pengamanan fisik dan non-fisik pada data center. Fitur sistem
pengamanan fisik meliputi akses user ke data center berupa kunci akses memasuki ruangan
(kartu akses atau biometrik) dan segenap petugas keamanan yang mengawasi keadaan data
center (baik di dalam maupun di luar), pengamanan fisik juga dapat diterapkan pada
seperangkat infrastruktur dengan melakukan penguncian dengan kunci gembok tertentu.
Pengamanan non fisik dilakukan terhadap bagian software atau sistem yang berjalan pada
29
perangkat tersebut, antara lain dengan memasang beberapa perangkat lunak keamanan
seperti access control list, firewall, IDS dan host IDS, fitur-fitur keamanan pada Layer 2
(datalink layer) dan Layer 3 (network layer) disertai dengan manajemen keamanan.
2.7.3 Optimasi Aplikasi
Akan berkaitan dengan layer 4 (transport layer) dan layer 5 (session layer) untuk
meningkatkan waktu respon suatu server. Layer 4 adalah layer end-to-end yang paling
bawah antara aplikasi sumber dan tujuan, menyediakan end-to-end flow control, end-to-end
error detection and correction, dan mungkin juga menyediakan congestion control
tambahan. Sedangkan layer 5 menyediakan riteri dialog (siapa yang memiliki giliran
berbicara/mengirim data), token management (siapa yang memiliki akses ke resource
bersama) serta sinkronisasi data (status terakhir sebelum link putus). Berbagai isu yang
terkait dengan hal ini adalah load balancing, caching, dan terminasi SSL, yang bertujuan
untuk mengoptimalkan jalannya suatu aplikasi dalam suatu sistem.
2.7.4 Infrastruktur IP
Infrastruktur IP menjadi servis utama pada data center. Servis ini disediakan pada
layer 2 dan layer 3. Isu yang harus diperhatikan terkait dengan layer 2 adalah hubungan
antara ladang server dan perangkat layanan, memungkinkan akses media, mendukung
sentralisasi yang reliable, loop-free, predictable, dan scalable. Sedangkan pada layer 3, isu
yang terkait adalah memungkinkan fast-convergence routed network (seperti dukungan
terhadap default gateway). Kemudian juga tersedia layanan tambahan yang disebut
Intelligent Network Services, meliputi fitur-fitur yang memungkinkan application services
network-wide, fitur yang paling umum adalah mengenai QoS (Quality of Services),
multicast (memungkinkan kemampuan untuk menangani banyak user secara konkuren),
private LANS dan policy-based routing.
2.7.5 Storage
Data Center juga digunakan sebagai pusat seluruh data – data yang diakses oleh
semua klien yang terhubung, tentunya didukung dengan kapasitas memori yang besar pula.
30
Agar dapat melayani klien dengan kualitas yang baik, karena klien bisa saja mengakses
data secara bersamaan dengan kapasitas yang besar (Dewannanta, 2007).
2.8 Standard Data Center
Pada penelitian ini digunakan standar TIA-942 dalam merancang data center.
Telecommunications Industry Association TIA-942 adalah standar yang menentukan
persyaratan minimum untuk infrastruktur telekomunikasi dari data center dan ruang
komputer. Topologi yang diusulkan dalam standar ini dimaksudkan untuk dapat di terapkan
pada setiap ukuran data center. Standar ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2005,
setelah kabel kerja terstruktur didefinisikan dalam TIA/EIA-568, dan sering dikutip oleh
perusahaan seperti ADC Telecommunications dan Cisco Systems. Pada bulan April 2005,
TIA menanggapi dengan standar infrastruktur TIA-942, standar data center pertama untuk
secara khusus menangani infrastruktur data center. Dimaksudkan untuk digunakan oleh
desainer data center dalam proses pembangunan gedung, TIA-942 meliputi ruang dan tata
letak, infrastruktur pengkabelan, tiered reliability, dan aspek lingkungan.
1. Ruang dan Tata Letak
Alokasi ruangan yang tepat untuk data center dimulai dengan memastikan ruangan
yang dapat dengan mudah dialokasikan untuk pertumbuhan dan perubahan lingkungan.
Perancang harus menjaga keseimbangan antara biaya penggunaan awal dan antisipasi
ruangan untuk kedepannya. Perancangan ruangan data center harus fleksibel dehingga
nanti kedepannya bisa menyesuaikan dengan perkembangan data center itu.
Sebagian besar dari TIA-942 berhubungan dengan spesifikasi fasilitas. Standar ini
merekomendasikan bidang fungsional tertentu yang membantu untuk menentukan
penempatan peralatan berdasarkan desain topologi star standar untuk ruang komersial
biasa. Merancang sebuah data center dengan daerah-daerah fungsional, mengantisipasi
pertumbuhan dan membantu menciptakan sebuah lingkungan dimana aplikasi dan server
dapat ditambahkan dan ditingkatkan dengan minimal gangguan dan downtime. Menurut
TIA-942, sebuah data center harus mencakup bidang fungsional utama berikut :
31
One or More Entrance Room
Ini adalah lokasi untuk mengakses data center dan antar muka dengan sistem
pengkabelan. Pintu masuk mungkin terletak di dalam atau di luar ruangan komputer data
center yang menjadi tempat peralatan pengolahan data. Standar merekomendasikan lokasi
pintu masuk di luar ruang komputer untuk keamanan yang lebih baik.
Main Distribution Area (MDA)
Main distribution area adalah daerah pusat koneksi serta router dan switch untuk
infrastruktur LAN dan SAN. Main distribution area mungkin termasuk horizontal cross-
connect (HC) untuk area distribusi perangkat terdekat. Standar ini membutuhkan
setidaknya satu MDA dan menentukan instalasi rak terpisah untuk fiber, UTP dan kabel
koaksial pada lokasi ini.
One or More Horizontal Distribution Areas (HDA)
HDA berfungsi sebagai titik distribusi untuk kabel horizontal dan cross-connect dan
peralatan aktif untuk mendistribusikan kabel ke daerah distribusi perangkat. Sama seperti
MDA, standar ini menentukan instalasi rak terpisah untuk fiber, UTP dan kabel koaksial di
lokasi ini. Standar ini juga merekomendasikan lokasi switch dan patch panel untuk
meminimalkan panjang kabel patch dan memfasilitasi manajemen kabel. HDA terbatas
pada 2000 koneksi dan jumlahnya tergantung pada jumlah kabel dan ukuran data center.
Equipment Distribution Area (EDA)
Kabel horizontal biasanya diakhiri dengan patch panel. Standar ini menetapkan
pemasangan rak dan kabinet untuk membuat pola hot and cold aisles, kombinasi yang
efektif untuk membuang panas dari perangkat.
32
Zone Distribution Area (ZDA)
Ini adalah titik interkoneksi dalam kabel horizontal antara HAD dan EDA. ZDA
dapat berperan debagai titik konsolidasi untuk fleksibilitas konfigurasi ulang atau untuk
komponen seperti mainframe dan server yang tidak dapat menerima patch panel. Hanya
satu ZDA diperbolehkan dalam kabel horizontal dengan maksimal 288 sambungan.
Backbone and Horizontal Cabling
Dalam data center, kabel backbone menyediakan koneksi antara MDA, HAD dan
pintu masuk ruangan, sementara kabel horizontal menyediakan koneksi antara HAD, ZDA
dan EDA. Kabel backbone dapat di install antara HAD untuk redudansi. Setiap are
fungsional harus berada sedemikian rupa untuk mencegah melebihi panjang kabel
maksimum untuk kedua backbone dan kabel horizontal.
Gambar 2.11 TIA-942 Compliant Data Centre Showing Key Functional Area (TIA-942, 2008)
33
2. Infrastruktur Pengkabelan
Standar TIA-942 menetapkan sistem pengkabelan telekomunikasi dan menyediakan
spesifikasi sebagai berikut :
1. Standard singlemode fiber
2. 62.5 and 50μm multimode fiber
3. Laser-optimised 50μm multimode fibre (recommended)
4. 75-ohm coaxial cable
5. 4-Pair Category 6 UTP and ScTP cabling
TIA-942 merekomendasikan penggunaan laser-optimised 50μm multimode fiber
untuk kabel backbone karena kemampuannya yang mendukung kecepatan jaringan yang
lebih tinggi pada jarak jauh dan juga lebih hemat biaya dari pada fiber singlemode.
TIA-942 menyediakan beberapa persyaratan dan rekomendasi untuk manajemen
kabel. Data center harus dirancang dengan rak terpisah, listrik dan kabel komunikasi harus
ditempatkan dalam jalur yang terpisah. Ruang yang cukup harus disediakan di antara rak
dan kabinet.
3. Tier Data Center
Perancangan data center berangkat dari kebutuhan yang ada, untuk kemudian
didefinisikan berbagai perlengkapan IT yang diperlukan beserta pemilihan teknologi
berbarengan dengan perencanaan infrastruktur data center yang lain. Ada 4 tier dalam
perancangan data center yang setiap tiernya menawarkan tingkat availabilitas yang
berbeda disesuaikan dengan kebutuhan suatu data center menurut TIA 942
(Telecommunication Industry Association). Berikut diberikan tabel spesifikasi setiap tier:
34
Tabel 2.5 Tier Data Center
Parameter Tier I – Basic Tier II –
Redundant
Components
Tier III –
Concurrently
Maintainable
Tier IV – Fault
Tolerant
Tingkat
Availabilitas
99.671% 99.741% 99.982% 99.995%
Sifat terhadap
gangguan
(terencana atau
tidak)
Rentan Agak rentan Tidak rentan
terhadap
gangguan
terencana, namun
masih rentan
terhadap
gangguan tidak
terencana
Tidak rentan
Keadaan power
and cooling
distribution
Single path with
no redudancy
Single path with
redundant
component
(N+1)
Multiple power
and cooling
distribution path
tetapi hanya satu
path yang aktif,
termasuk
komponen yang
redundant (N+1)
Multiple active
power and
cooling
distribution path
termasuk
komponen
redundant
2(N+1)
Ketersediaan
raised floor, UPS,
generator
Bisa ada maupun
tidak
Harus punya
raised floor, UPS
dan generator
Harus punya
raised floor, UPS
dan generator
Harus punya
raised floor,
UPS dan
generator
Waktu
implementasi
3 bulan 3-6 bulan 15-20 bulan 15-20 bulan
Downtime
tahunan
28.8 jam 22.0 jam 1.6 jam 0.4 jam
35
Tabel 2.5 (Lanjutan) Tier Data Center Cara untuk
melakukan
maintenance
preventif
Harus di
shutdown
keseluruhan
Hanya untuk
power path dan
beberapa bagian
lain dari
infrastruktur
yang
memerlukan
proses shutdown
Memiliki
kapasitas
tambahan dan
distribusi yang
cukup untuk
menampung
beban yang
dipunyai system
utama ketika
system tersebut di
maintenance
Skala data center
yang cocok
dibangun
Kecil Sedang Besar (skala
enterprise)
Besar (skala
enterprise)
4. Pertimbangan Lingkungan
Beberapa pertimbangan lingkungan ada dalam TIA-942 standar data center yang
mirip dengan persyaratan ruang peralatan yang ditetapkan dalam standar TIA sebelumnya.
Pertimbangan ini termasuk didalamnya, tetapi tidak terbatas pada pencegah kebakaran,
tingkat kelembaban, suhu operasi, arsitektur, listrik atau power dan spesifikasi mechanical
system.
5. Power
Menentukan kebutuhan listrik didasarkan pada tier yang diinginkan dan dapat
mencakup dua atau lebih banyak power dari utility, UPS, multiple circuits to systems, dan
generator.
Kebutuhan daya harus diestimasi untuk semua peralatan pendukung seperti UPS,
generator, pendingin, HVAC, pencahayaan dan lainnya. Estimasi daya harus dibuat untuk
mengakomodasi redudansi yang diperlukan dan pertumbuhan di masa depan.
36
6. Sistem Pendingin
Ini merupakan standar yang paling signifikan. Standar ini menggabungkan
spesifikasi untuk mendorong aliran udara dan mengurangi jumlah panas yang dihasilkan
oleh perangkat data center. Standar ini merekomendasikan penggunaan sistem pendingin
yang memadai serta sistem raised-floor untuk pendinginan yang lebih fleksibel. Selain itu,
standar leamari dan rak harus diatur dalam pola hot and cold aisles. Semua peralatan
dipasang di rak untuk mencapai aliran udara depan ke belakang, yang menarik udara dingin
dari ruang dingin. Barisan rak harus dipasang saling membelakangi. Sistem pendingin ini
dikonfigurasi untuk menyalurkan udara dingin ke cold aisle dan menarik udara yang
kembali melalui hot aisle.
Gambar 2.12 Hot/Cold Aisle Cooling (TIA-942, 2008)
Karena tidak semua panas peralatan keluar dari belakang, pertimbangan lain untuk
pendinginan adalah sebagai berikut :
Meningkatkan aliran udara dengan menghalangi kebocoran udara dan
meningkatkan ketinggian raised floor
Penyebaran peralatan pada raised floor yang tidak terpakai
Menggunakan rak terbuka
Menggunakan ubin berlubang dengan bukaan besar
37
2.9 Sistem Pendingin Data Center
Sistem pendingin pada data center dibuat untuk menjaga kestabilan temperatur
yang cocok untuk data center. Disain sistem pendingin harus terencana dengan baik agar
aliran udara dari perangkat pendingin mengalir dengan arah paralel ke barisan
kabinet/rak. Kriteria umum desain sistem pendingin pada data center yang harus
dipenuhi yaitu memiliki skalabilitas dan adaptabilitas yang sangat baik, sudah
terstandardisasi, sederhana namun cerdas dan manajemen yang baik.
Menurut Neil Rasmusen, yang perlu diperhatikan dalam mendesain sistem
pendingin adalah jalur yang jelas dari sumber pendingin ke server/perangkat pada data
center. Ada 3 jenis aliran distribusi udara yang terjadi, yaitu flooded, locally ducted,
dan fully ducted. Dapat dilihat pada gambar :
Gambar 2.13 Flow Pendingin Pada Data Center (Neil Rasmusen, 2010)
38
Menentukan kebutuhan sistem pendingin yang dibutuhkan untuk sebuah
data center diperlukan input berupa jumlah panas yang dihasilkan oleh perangkat
IT dan sumber panas lainnya di data center. Pengukuran kebutuhan menggunakan
standar watt.
Metode pendinginan pada data center saat ini sangat variatif. Beberapa
metode yang sering digunakan adalah room oriented cooling system, row
oriented cooling system, dan rack oriented cooling system.
2.9.1 Room Oriented Cooling System
Sistem pendingin ini merupakan sistem pendingin yang paling mendasar.
Karena sistem pendingin ini berorientasi pada suhu ruangan data center.
Tujuan utamanya adalah mendinginkan suhu seluruh ruangan dengan
menggunakan pendingin ruangan yang disebar di pinggir ruangan data center.
Gambar 2.14 Room Oriented Cooling System
Dari sistem pendingin tersebut terdapat beberapa kekurangan yaitu :
1. Sistem pendingin masih konvensional dan kurang efektif karena udata
panas dan udara dingin bercampur serta aliran udara dingin yang
dibutuhkan oleh perangkat kurang tepat, dikarenakan beberapa area
bisa sangat dingin sedangkan beberapa area lainnya sangat panas.
2. Menimbulkan udara hangat akibat bertemunya udara panas dan dingin
berdampak pada meningkatnya proses kondensasi sehingga
humiditinya jadi lebih lembab.
3. Lebih rumit jika ada keperluan penambahan kapasitas di posisi tertentu.
39
2.9.2 Row Oriented Cooling System
Row oriented cooling system atau yang sering disebut hot aisle and
cold aisle adalah sistem pendingin yang membuat 2 jalur udara yaitu jalur
udara panas dan jalur udara dingin. Udara dingin disalurkan di cold aisle ke
bagian depan rack server. Kemudian dihisap oleh server untuk menurunkan panas
di dalam server dan udara panasnya dibuang ke belakang rack server setelah
itu udara panas akan naik ke atas lalu dihisap oleh CRAC/PAC.
Gambar 2.15 Row Oriented Cooling System
Posisi CRAC/PAC berada pada jalur hot aisle agar udara panas yang
naik bisa dihisap oleh CRAC/PAC tanpa bercampur dengan udara dingin.
Dengan cara ini lebih efisien karena udara dingin yang dihisap oleh server
tidak tercampur oleh udara panas.
Penggunaan CRAC/PAC di setiap baris bisa dikatakan modular karena
bisa menggunakan CRAC/PAC yang kapasitasnya lebih kecil dan cukup untuk
mendinginkan 2 baris rack server saja.
2.9.3 Rack Oriented Cooling System
Sitem pendingin rack oriented cooling system tidak lagi
menggunakan CRAC / PAC yang disebarkan di sisi-sisi ruang data center tapi
sudah disebar di tiap barisan rak server. Didalam barisan rack server ini
disisipkan cooling system yang mendinginkan udara panas di belakang
server dan menghembuskan ke sisi depan server.
40
Gambar 2.16 Rack Oriented Cooling System
Jalur udara panas yang dihasilkan oleh server langsung disalurkan secara
tertutup ke alat pendingin yang disisipkan di samping rack server. Oleh karena
itu udara panas yang dihasilkan tidak bercampur dengan udara sekitar maupun
mencemari udara dingin yang dihasilkan.
2.10 Green Data Center
Green data center adalah adalah gudang untuk penyimpanan, manajemen,
dan penyebaran data di mana mekanikal, pencahayaan, listrik dan sistem
komputer yang dirancang untuk melakukan efisiensi energi secara maksimum dan
menghasilkan dampak lingkungan seminimal mungkin (SNIA, 2008).
Green data center berarti data center berkelanjutan secara efisien dalam
proses, energi, dan peralatan yang digunakan (SNIA, 2008). Green data center
adalah tempat penyimpanan, manajemen, dan penyebaran data di mana mesin,
cahaya, listrik, dan sistem komputer dirancang untuk memaksimalkan efisiensi
energi dan meminimalkan dampak ke lingkungannya (Milojkovic, dkk. 2010).
Green data center serupa dengan data center biasa yang digunakan untuk
media penyimpanan, manajemen, dan distribusi data. Yang membedakannya
adalah hardware, elektrisitas, dan sistem komputer. Semuanya didesain untuk
41
mencapai efisiensi maksimal, dan dampak lingkungan minimal (Toledo, dkk.
2011).
Green data center serupa dengan data center yang dapat beroperasi
dengan efisiensi energi maksimal dan dampak lingkungan minimal. Termasuk
mesin, listrik, pencahayaan, elektrisitas, dan peralatan TI (server, jaringan, media
penyimpanan). Perusahaan mulai beralih ke green data center dikarenakan
tingginya biaya listrik sehubungan dengan operasional data center. Ini adalah cara
untuk mengurangi biaya operasional perusahaan dalam infrastruktur.
Green data center ditentukan oleh efisiensi di mana data center mengubah
sumber daya ke dalam perhitungan. Pengelolaan fasilitas ini akan fokus dalam
meminimalkan limbah TI dan memecahkan masalah buruknya pemanfaatan TI
dan alokasi sumber daya untuk peralatan yang relatif kurang produktif.
2.11 Green Metrics
Green metrics adalah metrics yang mengevaluasi efisiensi energi dari
system komunikasi bergerak. Green metrics dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu
metrics tingkat equipment, dan metrics tingkat facility.
Metrics tingkat equipment mengevaluasi masing-masing perangkat pada
jaringan yang berada pada konsumsi tingkat rendah. Sedangkan metrics tingkat
facility mengevaluasi konsumsi energi tingkat tinggi pada sebuah sistem dalam
sudut pandang makro.
Pada penelitinian ini, green metrics yang digunakan terdiri dari Power
Usage Efectiveness (PUE) dan Data Center infrastructure Efficiency (DCiE) yang
ditawarkan oleh Green Grid.
2.11.1 Power Usage Efectiveness (PUE)
Power Usage Effectiveness (PUE) adalah metrics yang digunakan untuk
menentukan efisiensi energi pada sebuah data center. PUE ditentukan dengan
membagi jumlah daya listrik yang masuk di pusat data dengan daya yang
digunakan langsung untuk menjalankan infrastruktur komputer yang ada di
dalamnya. Karena itu PUE dinyatakan sebagai rasio, dimana efisiensi secara
42
keseluruhan akan membaik seiring dengan menurunnya hasil bagi menuju faktor 1
(ideal tanpa kerugian daya). Metrics ini dikembangkan oleh The Green Grid
Association, a non-profit, open industry consortium of end users, policy makers,
technology providers, facility architects, and utility companies yang bekerja untuk
meningkatkan efisiensi sumber daya teknologi informasi dan pusat data di seluruh
dunia. PUE adalah metrik yang sangat baik untuk mengetahui seberapa baik
sebuah data center memberikan energi untuk peralatan teknologi informasi.
PUE adalah nilai total power yang dipakai untuk seluruh equipment di
data center dibandingkan dengan power yang digunakan untuk perangkat IT-nya
seperti yang ditunjukkan oleh rumus berikut :
PUE = .............................................. (1)
Gambar 2.17 Power Usage Effectiveness (Mamane, 2009)
Total Facility Power didefinisikan sebagai daya yang didedikasikan
sepenuhnya untuk data center. IT Equipment Power didefinisikan sebagai energi
yang dikonsumsi oleh peralatan yang digunakan untuk mengelola, memproses,
menyimpan, atau rute data dalam komputer.
43
IT Equipment Power termasuk daya yang berkaitan dengan semua
peralatan IT misalnya, komputasi, storage, dan peralatan jaringan bersama dengan
peralatan tambahan misalnya, KVM switch, monitor, dan workstation atau laptop
yang digunakan untuk memantau atau mengontrol data center.
Total Facility Power mencakup semua energi peralatan IT seperti yang
telah dijelaskan diatas di atas ditambah segala sesuatu yang mendukung peralatan
IT yang menggunakan daya, seperti:
1. Komponen pengiriman Power, termasuk sistem UPS, switchgear,
generator, power distribution units (PDUs), batteries, dan kerugian
distribusi eksternal untuk peralatan IT
2. Cooling system components, seperti chillers, cooling towers, pumps,
computer room air handling units (CRAHs), computer room air
conditioning units (CRACs), dan direct expansion air handler (DX)
units
3. Beban komponen lain, seperti pencahayaan data center.
PUE dapat digunakan untuk menggambarkan alokasi energi data center.
Misalnya PUE 3,0 menunjukkan bahwa total penggunaan daya data center tiga
kali lebih besar dari penggunaan energi untuk peralatan IT. Selain itu PUE dapat
membantu memahami dampak nyata dari penggunaan daya komponen IT.
Tabel 2.6 Kriteria Nilai PUE dan DCiE (Mamane, 2009)
PUE DCiE
3,0 0,33 Very Inefficient
2,5 0,40 Inefficient
2,0 0,50 Average
1,5 0,67 Efficient
1,2 0,83 Very Efficient
Karena nilai kerugian distribusi listrik dan konsumsi listrik akan selalu
positif, maka PUE tidak bisa kurang dari 1 ataupun DCiE lebih besar dari 100%.
44
2.11.2 Data center Infrastructure Efficiency (DCiE)
DCiE dapat diartikan sebagai rasio IT Equipment Power dan Total Facility
Power seperti yang ditunjukkan pada persamaan dibawah :
DCiE = ............................. (2)
IT Equipment Power dapat diartikan sebagai power yang didedikasikan
sepenuhnya sampai data center.
Total Facility Power dapat diartikan sebagai daya yang dikonsumsi oleh
peralatan yang digunakan untuk mengelola, memproses, menyimpan atau rute
data dalam komputer.
IT Equipment Power termasuk beban yang berkaitan dengan semua
peralatan IT misalnya, komputasi, storage, dan peralatan jaringan bersama dengan
peralatan tambahan misalnya, KVM switch, monitor, dan workstation atau laptop
yang digunakan untuk memantau atau mengontrol data center.
Total Facility Power mencakup semua beban peralatan IT seperti yang
telah dijelaskan diatas di atas ditambah segala sesuatu yang mendukung peralatan
IT yang menggunakan beban, seperti:
1. Komponen pengiriman Power, termasuk sistem UPS, switchgear,
generator, power distribution units (PDUs), batteries, dan kerugian
distribusi eksternal untuk peralatan IT
2. Cooling system components, seperti chillers, cooling towers, pumps,
computer room air handling units (CRAHs), computer room air
conditioning units (CRACs), dan direct expansion air handler (DX)
units
3. Beban komponen lain, seperti pencahayaan data center.
DCiE dinyatakan dalam persentase, dengan nilai target 100%. Perhitungan
ini menyatakan berapa persen energi yang dibayar, digunakan oleh peralatan
komputasi dalam data center. Data center pada umumnya mempunyai DCiE
45
40%. Total Facility Power adalah energi total yang digunakan khusus dalam data
center. Sedangkan IT Equipment Power adalah total energi yang dikonsumsi oleh
peralatan yang digunakan untuk mengatur, memproses, menyimpan, ataupun
mengantarkan data untuk komputasi. Pengukuran berkelanjutan akan memberikan
pengertian yang lebih dalam terhadap infrastruktur data center. Serta memberikan
penjelasan tetang faktor yang paling mempengaruhi efisiensi fasilitas secara
keseluruhan.
2.12 Cluster Server
Server merupakan suatu elemen penting dalam suatu sistem informasi.
Dimana server merupakan sebuah sistem komputer yang menyediakan jenis layanan
tertentu dalam sebuah jaringan komputer. Sehingga sebuah server harus memiliki
kemampuan yang berkali–kali lipat dari komputer pribadi dan dengan harga yang
berkali–kali lipat juga. Solusinya untuk mengatasinya adalah dengan cluster server.
Cluster server adalah sekumpulan komputer (umumnya server jaringan) independen
yang beroperasi serta bekerja secara erat dan terlihat oleh klien jaringan seolah-olah
komputer-komputer tersebut adalah satu buah unit komputer. Sehingga cluster server
ini mempunyai kemampuan komputasi yang relatif baik.
Clustering terbagi kedalam beberapa jenis yaitu High Availability, Load
Balancing Cluster dan Grid Computing.
2.12.1 High Availability
High Availability cluster atau yang juga sering disebut Failover Cluster pada
umumnya diimplementasikan untuk tujuan meningkatkan ketersediaan layanan yang
disediakan oleh cluster tersebut. Elemen cluster akan bekerja dengan memiliki node
redundan, yang kemudian digunakan untuk menyediakan layanan saat salah satu
46
elemen cluster mengalami kegagalan. Ukuran yang paling umum dari kategori ini
adalah dua node, yang merupakan syarat minimum untuk melakukan redudansi.
Dimana implementasi cluster jenis ini akan mencoba untuk menggunakan redudansi
komponen cluster untuk menghilangkan kegagalan disuatu tititk (Single Point of
Failure).
2.12.2 Load Balancing Cluster
Cluster jenis ini beroperasi dengan mendistribusikan beberapa pekerjaan
secara merata melalui beberapa node yang bekerja dibelakang (Back end node).
Umumnya cluster ini akan dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga dengan beberapa
front-end load –balancing redundan.
2.12.3 Grid Computing
Grid Computing biasa disebut computer cluster, tapi difokuskan pada
throughput seperti utilitas perhitungan ketimbang menjalankan pekerjaan–pekerjaan
yang sangat erat yang biasanya dilakukan oleh super komputer. Grid Computing
dioptimalkan untuk beban pekerjaan yang mencakup banyak pekerjaan independen
atau paket – paket pekerjaan, yang tidak harus berbagi data yang sama antar
pekerjaan selama proses komputasi dilakukan. Grid bertindak untuk mengatur alokasi
pekerjaan kepada komputer–komputer yang akan melakukan tugas tersebut secara
independen.
