|
2.2.1 Pendahuluan
Berbagai aplikasi yang bersifat masif akan memerlukan suatu infrastruktur atau fasilitas daya komputasi tinggi (High Performance Computing/HPC). Salah satu contoh nyata adalah aplikasi identifikasi sekuens DNA flu burung H1N (Life Science) yang jika dijalankan pada komputer desktop biasa akan memakan waktu harian bahkan mingguan karena pengolahan data yang sangat besar (masif). Contoh lain adalah komputasi dinamika fluida (Computational Fluid Dynamic/CFD) dan perhitungan cuaca atau sistem informasi geografis yang multi dimensi/spasial (Environmental Modelling) serta aplikasi animasi grafis kualitas tinggi (Rendering Engine) yang layak untuk dijalankan di komputer Grid.
Infrastruktur Grid pada dasarnya adalah kumpulan komputer-komputer kluster dalam suatu organisasi maya (Virtual Organization/VO) sehingga kemampuan pemrosesan bisa menjadi semakin lebih tinggi lagi dengan memanfaatkan bersama mesin-mesin yang lain. Ada beberapa aplikasi yang telah dibangun berdasar software (freeware) pada HPC UGM, yaitu:
-
Quantum Chemistry: Gamess dan Gromacs (Aplikasi dibidang kimia dan biologi)
-
HMMER (Aplikasi database sensitif)
-
ClustalW (Aplikasi bidang biologi: DNA dan protein)
-
MrBayes (Aplikasi bidang statistik)
-
NCBI BLAST (Aplikasi bidang biologi: teori evolusi)
-
T-Coffe (Aplikasi bidang biologi: DNA dan protein)
-
Glimmer (Aplikasi bidang biologi DNA)
-
Phylip (Aplikasi bidang biologi: Genetika)
-
Emboss (Aplikasi bidang biologi: Molekular)
-
Octave (Matlab’s Open Source Version)
Namun demikian aplikasi-aplikasi tersebut belum banyak dimanfaatkan karena secara traditional fasilitas grid ini sangat sulit dimanfaatkan oleh pengguna biasa yang berlatar-belakang non-teknis atau bukan dari bidang teknologi informasi karena invokasi (tatacara memasukkan perintah untuk menjalankan aplikasi) adalah melalui baris-baris perintah teks saja (shell command line). Beberapa inisiatif sudah banyak dilakukan antara lain dengan memberi pengguna suatu antarmuka berbasis web walaupun perintah-perintahnya masih berupa teks pra-pilih (pre-select command) sehingga kurang fleksibel dalam mengakomodasi keperluan pengguna.
Berdasar fakta di atas, maka perlu adanya upaya untuk mengefektifkan infrastruktur tersebut, yaitu dengan Portal Berbasis Grafik sebagai lapisan interface, untuk meningkatkan kemudahan pemakai. Secara struktural i-HPC diperlihatkan seperti Gambar 11.
Gambar 11 Struktur i-HPC INHERENT
Pada sub program yang kedua tersebut terbagi atas kegiatan-kegiatan:
-
Protyping grid computing,
-
Pengembangan aplikasi Grid Portlet Grafik, dan
-
Lokakarya/Workshop, pelatihan, dan penyebarluasan
2.2.2 Kegiatan Protyping grid computing
Gambar 12. Infratruktur untuk kegiatan prototyping grid computing di JTE-FT UGM
- Nama Produk : Prototipe Grid Computing
Hasil kegiatan ini adalah berupa sistem prototipe, dimaksudkan untuk
mengembangan piranti lunak dan piranti keras yang nantinya akan
digunakan pada mesin produksi yang sebenarnya. Platform prototipe
terdiri atas komponen-komponen murah (low-cost Components
Off-The-Selves/COTS) dengan detail 1 (satu) PC sebagai simpul
pengendali pusat (frontend node) dan 4 (tiga) sebagai simpul-simpul
komputasi (computing nodes). Standard prosedur pengembangan portal dan
aplikasi Grid telah ditetapkan sesuai rencana yaitu semua pengembangan
harus melalui tahapan ujicoba pada mesin-mesin prototype ini sebelum
dimigrasikan ke infrastructure produksi, di lokasi permanen Grid UGM,
hpc.ugm.ac.id yang merupakan bagian dari situs utama i-riset.ugm.ac.id.
Konfigurasi prototype Grid seperti diilustrasi Gambar 3. :
Gambar 13. Prototype Grid di JTE-UGM
-
Spesifikasi :
-
Cluster komputasi di Jurusan Teknik Elektro mengunakan 1 buah IBM
PC Intel Core2Duo 2.20 GHz 64 bit dengan memori 1 G dan 4 buah IBM PC
AMD 64 bit X2 Dual Procesor 5000+ dengan memori 1 G. Headnode
hpc.te.ugm.ac.id dengan alamat IP 222.124.24.22
-
Switch Hub 24 port : Gigabit Ethernet Allied Telesyn AT-GS900/24
-
Operating system : Opensource Fedora 6.0 yang dikonfigurasi sebagai computation node (4 buah), dan sebuah komputer sebagai head mode
- Fungsionalitas :
Secara fungsional, sistem ini telah berjalan dan digunakan untuk
mengembangkan aplikasi-aplikasi yang berjalan dalam komputer kluster.
2.2.3 Pengembangan aplikasi Grid Portlet Grafik
-
Pendahuluan
Di Universitas Gadjah Mada telah mengembangkan komputasi parallel sejak INHERENT 2006. Kemudian Teknik Elektro meneruskan pembuatan cluster komputasi ini melalui program INHERENT 2007. Saat ini UGM memiliki dua cluster komputasi yaitu :
-
Cluster komputasi di PPTIK UGM menggunakan 16 buah PC HP Proliant Intel Dual Core 3.00 GHz 32 bit dengan memori 1 G. Headnode hpc.ugm.ac.id dengan alamat IP 167.205.136.8
Di Universitas Gadjah Mada telah mengembangkan komputasi parallel sejak INHERENT 2006. Kemudian Teknik Elektro meneruskan pembuatan cluster komputasi ini melalui program INHERENT 2007. Saat ini UGM memiliki dua cluster komputasi yaitu :
-
Cluster komputasi di PPTIK UGM menggunakan 16 buah PC HP Proliant Intel Dual Core 3.00 GHz 32 bit dengan memori 1 G. Headnode hpc.ugm.ac.id dengan alamat IP 167.205.136.8
-
Cluster komputasi di Jurusan Teknik Elektro mengunakan 1 buah IBM PC Intel Core2Duo 2.20 GHz 64 bit dengan memori 1 G dan 4 buah IBM PC AMD 64 bit X2 Dual Procesor 5000+ dengan memori 1 G. Headnode hpc.te.ugm.ac.id dengan alamat IP 222.124.24.22
Penggabungan kedua cluster komputasi tersebut menjadi sebuah grid diharapkan dapat menjadi miniatur grid komputasi UGM dan UI. Beberapa service yang terkait dengan pembangunan grid computing JTE UGM, PPTIK UGM dan UI adalah :
-
NTP UGM yang beralamatkan di ntp.ugm.ac.id (222.124.24.3)
-
DNS server Teknik Elektro UGM yang beralamatkan di 222.124.24.18
-
DNS server UGM yang beralamatkan di ns1.ugm.ac.id (222.124.24.2)
-
DNS server ITB
-
NTP UI yang beralamatkan di ntp.ui.edu
-
DNS server UI
Service-service ini harus terkonfigurasi dengan baik untuk mendukung jalannya grid komputasi.
Gambar 14: Jaringan Infrastruktur Grid Computing (HPC) di UGM dan Interkoneksinya dengan Sistem Grid Computing di UI (Universitas Indonesia)
Beberapa middleware grid komputasi dan grid portal memanfaatkan beberapa TCP Port untuk keperluan memberikan service. Oleh sebab itu traffic incoming maupun outgoing menuju port-port ini harus diizinkan oleh policy sekuriti baik yang ada di mesin-mesin gateway maupun di mesin headnode. Beberapa port yang digunakan untuk memberikan service grid sebagai berikut :
-
Globus Toolkit
-
gsiftp 2811/TCP
-
web container 8443/TCP
-
UCLA Grid Portal
-
TCP port 8081
-
TCP port 9443
Gambar 5 memberikan informasi konektivitas Cluster JTE UGM, Cluster PPTIK UGM dan Cluster UI. Cluster JTE UGM terhubung melalui jaringan lokal UGM dengan cluster di PPTIK UGM hanya saja proses routing data dari cluster JTE ke cluster PPTIK masih belum optimal walaupun demikian pengecekan dengan utiliti ‘mtr’ menunjukan pengiriman 20 paket data dari headnode elektro menuju headnode PPTIK memiliki loss 0%. Cluster JTE UGM terhubung ke cluster UI melalui jaringan lokal UGM diteruskan melalui jaringan STM-1 INHERENT. Cluster PPTIK UGM terhubung ke cluster UI melalui jaringan STM-1 INHERENT. Pengecekan dengan ‘mtr’ dari JTE maupun PPTIK ke UI dari 20 paket data memiliki loss 0%.
Penggabungan kedua cluster komputasi tersebut menjadi sebuah grid diharapkan dapat menjadi miniatur grid komputasi UGM dan UI. Beberapa service yang terkait dengan pembangunan grid computing JTE UGM, PPTIK UGM dan UI adalah :
-
NTP UGM yang beralamatkan di ntp.ugm.ac.id (222.124.24.3)
-
DNS server Teknik Elektro UGM yang beralamatkan di 222.124.24.18
-
DNS server UGM yang beralamatkan di ns1.ugm.ac.id (222.124.24.2)
-
DNS server ITB
-
NTP UI yang beralamatkan di ntp.ui.edu
-
DNS server UI
Service-service ini harus terkonfigurasi dengan baik untuk mendukung jalannya grid komputasi.
2.2.4 Pengembangan aplikasi Grid Portlet Grafik
Pengembangan aplikasi Grid Portlet Grafik untuk invokasi pekerjaan (Graphical Grid Portlet for Job Invocation) berbasis grafik ini adalah dalam rangka memberi kemudahan pengguna lebih lanjut untuk memanfaatkan infrastruktur Grid secara kolaboratif antar universitas di INHERENT.
Hasil Implementasi
Bingkai-kerja (framework) utama berbasis perangkat-lunak sumber-terbuka gratis (free opensource software/FOSS) Gridsphere adalah suatu paket portal standar JSR-168 yang pada tahap awal dikembangkan oleh komunitas GridLab. Pemodelan yang dipergunakan adalah Model ActionPortlet : tags, beans and events. Gridsphere framework menyediakan antarmuka pengguna dasar sehingga kerumitan pengaksesan sumberdaya-sumberdaya Grid bisa disembunyikan dari pengguna. Satu katakunci (password) tunggal sudah cukup untuk bisa mengakses beberapa sumberdaya yang berbeda. Menyediakan antarmuka pemrograman aplikasi (Application Programming Interface/API) yang mirip dengan JAVA Servlet API dan mampu dengan mudah berintegrasi dengan portlet pihak-ketiga. Arsitektur layanan aplikasi adalah ditunjukkan oleh Gambar 15.
Gambar 15. Arsitektur Layanan Aplikasi
Secara singkat GridPortlet mengelola sumberdaya registri (Registry Resource), menyediakan layanan job submission, menjamin Reliable File Transfer (RFT), dan mengimplementasikan pengelolaan otentikasi dan sertifikasi melalui Myproxy. Sumberdaya registri (Registry Resource) menterjemahkan hand-written XML registry, mendefinisikan sumberdaya perangkat-keras dan layanan.
Sebagai langkah awal pengembangan, antarmuka layanan aplikasi komputasi Octave (klon Matlab), sudah dilaksanakan. Trend saat ini adalah menuju aplikasi terpadu yang dikemas melalui suatu layanan web (Web Services) dengan pendekatan komunikasi Simple Object Access Protocol (SOAP). Ilustrasi konseptual seperti di Gambar 16:
Gambar 16. Soap Communication Concept
Pengembangan aplikasi Grid berbasis grafis sudah mencapai tahap finalisasi yang secara prinsip pengguna akan sangat mudah memanfaatkan fasilitas pengolahan ‘salin dan tempel’ (copy and paste) dan akhirnya ‘kirim’ pengolahannya ke komputer Grid.
Gambar 17. Halaman Utama akses ke Grid UGM
Gambar 18. Halaman isian pengguna baru Grid UGM
Gambar 19. Invokasi job pada server grid di TE. FT. UGM : http://hpc.te.ugm.ac.id:8081
2.2.5 Lokakarya/Workshop, pelatihan, dan penyebarluasan informasi
Lokakarya telah dilaksanakan pada hari Selasa tanggal 11 Desember yang berlangsung di Ruang Video Confference PPTIK UGM
Gambar 20. Kegiatan Lokakarya dan Seminar
Demi kebelangsungan program Grid Computing ini maka INHERENT- JTE membangun situs Forum Komunikasi Grid Computing dimaksudkan untuk banyak forum komunikasi untuk menampung hasih-hasil penelitian dan pengalaman dan komunikasi antar pengguna grid computing antar universitas maupun masyarakat luas, dan dapat diakses secara terbuka di situs :
http://grid.te.ugm.ac.id . Ternyata telah direspon positif oleh universitas-universitas lain secara informal.
Gambar 21 Forum komunikasi Grid Computing http://grid.te.ugm.ac.id
« . . . Sebelumnya
|
