sistem operasi - Erfanti Fatkhiyah

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

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 pointto-point jarak jauh
(seringkali disewa
dari perusahaan
telekomunikasi
Speed  100
kilobits/second
Broadcast umumnya
digunakan pd kondisi
memerlukan banyak pesan
Node:
Biasanya memiliki
jumlah
Prosesor
mainframe
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 (fixedsize), 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 dibroadcast 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