MENGANALISIS PROSES SERVICE DAN EVENT SISTEM OPERASI JARINGAN



Layanan pada Sistem Operasi Jaringan
Services on the Server of Network Operating System. Seperti telah dibahas pada postingan sebelumnya, sistem operasi jaringan atau Network Operating System (NOC) merupakan sebuah sistem operasi untuk mengkoordinasikan kegiatan dari beberapa komputer dalam sebuah jaringan. Sistem operasi ini tentu berbeda dengan sistem operasi seperti Windows, Mac OS, atau UNIX yang dirancang untuk single user untuk mengendalikan satu komputer. Sistem Operasi ini menyediakan fungsi khusus untuk :

    menghubungkan sejumlah komputer dan perangkat lainnya ke sebuah jaringan
    mengelola sumber daya jaringan
    menyediakan layanan
    menyediakan keamanan jaringan bagi multiple users

Umumnya, sistem operasi ini terdiri atas banyak layanan atau service yang ditujukan untuk melayani pengguna, seperti:

    layanan berbagi berkas (file sharing)
    layanan berbagi alat pencetak (printer sharing)
    DNS Service
    HTTP Service, dan sebagainya.

Di sisi server, layanan sistem operasi jaringan diantaranya:
1. Mail Server
Mail server yaitu layanan atau perangkat lunak program yang mendistribusikan file atau informasi sebagai respons atas permintaan yang dikirim via email, juga digunakan pada bitnet untuk menyediakan layanan serupa http://FTP.

2. DHCP Server
DHCP atau Dinamyc Host Configuration Protocol adalah sebuah layanan yang secara otomatis memberikan nomor IP kepada komputer yang memintanya. Komputer yang memberikan nomor IP inilah yang disebut sebagai DHCP server, sedangkan komputer yang melakukan request disebut DHCP Client.

3. Web Server
Web Server adalah layanan server yang berfungsi menerima permintaan HTTP atau HTTPS dari klien yang dikenal dengan web browser dan mengirimkan kembali hasilnya dalam bentuk halaman-halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML. Salah satu server web yang terkenal di linux adalah Apache. Apache merupakan server web antar platform yang dapat berjalan di beberapa platform seperti Linux dan Windows.

Web Server juga merupakan sebuah komputer yang menyediakan layanan untuk internet. Server disebut juga dengan host. Agar anda dapat memasukkan web yang anda rancang ke dalam internet, maka anda harus memiliki ruangan terlebih dahulu dalam internet (hosting), ruangan inilah yang disediakan oleh server.

4. DNS Server
DNS atau Domain Name System adalah distribute database system yang digunakan untuk pencarian nama komputer di jaringan yang mengunakan TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). DNS server berfungsi untuk menterjemahkan (mentranslasi) IP address sebuah server menjadi nama domain. DNS digunakan pada aplikasi yang terhubung ke Internet seperti web browser atau e-mail, dimana DNS membantu memetakan host name sebuah komputer ke IP address.

DNS dapat disamakan fungsinya dengan buku telepon. Dimana setiap komputer di jaringan Internet memiliki host name (nama komputer) dan Internet Protocol (IP) address. Secara umum, setiap client yang akan mengkoneksikan komputer yang satu ke komputer yang lain, akan menggunakan host name. Lalu komputer anda akan menghubungi DNS server untuk mencek host name yang anda minta tersebut berapa IP address-nya. IP address ini yang digunakan untuk mengkoneksikan komputer anda dengan komputer lainnya.

Sebagai contoh, http://aantomatika.blogspot.com mempunyai IP address 223.255.219.30. Ketika seseorang mengakses blog tersebut yang berarti merequest situs http://aantomatika.blogspot.com, DNS request tersebut akan diarahkan oleh DNS server ke server yang memiliki IP address 223.255.219.30.

5. FTP Servers
FTP (File Transfer Protocol) server adalah layanan sistem operasi yang berfungsi untuk memberikan layanan tukar menukar file dimana server tersebut selalu siap memberikan layanan FTP apabila mendapat permintaan (request) dari FTP client.

FTP client adalah computer yang merequest koneksi ke FTP server untuk tujuan tukar menukar file berupa download, upload, rename file, deleting file, dll sesuai dengan permission yang diberikan oleh FTP server. Tujuan dari FTP server adalah sebagai berikut :

    sharing data
    menyediakan indirect atau implicit remote computer
    menyediakan tempat penyimpanan bagi user
    menyediakan transfer data yang reliable dan efisien

6. Proxy Server
Proxy server adalah server yang berfungsi melayani permintaan dokumen World Wide Web dari pengguna internet, dapat menyimpan sementara (cache) file html server lain untuk mempercepat akses internet. Dapat dikatakan proxy server bekerja dengan menjembatani komputer (program internet seperti browser, download manager dan lainnya) ke internet.

CARA PENJADWALAN PROSES

Deskripsi Penjadwalan Proses

                Penjadwalan merupakan kumpulan dan mekanisme di sistem operasi yang berkaitan dengan urutan kerja yang dilakukan sistem komputer. Penjadwalan bertugas memutuskan:

•        Proses yang harus berjalan

•       Kapan dan selama berapa lama proses itu berjalan

Sasaran Utama Penjadwalan Proses

Optimasi kinerja menurut kriteria tertentu.

Kriteria untuk mengukur dan optimasi kinerja penjadwalan :

1. Adil (fairness), proses – proses diperlakukan sama yaitu mendapat jatah pemroses yang sama dan tak ada proses yang tak kebagian layanan pemroses sehingga mengalami startvation. Sasaran penjadwalan seharusnya menjamin tiap proses mendapat pelayanan dari pemroses yang adil.
2. Efisiensi, Efisiensi atau utilisasi pemroses dihitung dengan perbandingan (rasio) waktu sibuk pemroses. Sasaran penjadwalan menjaga agar pemroses tetap dalam keadaan sibuk sehingga efisiensi mencapai maksimum.
3. Waktu Tanggap (Response Time)

Waktu tanggap berbeda untuk:

-          Sistem Interaktif

-          Sistem waktu nyata

Waktu tanggap pada sistem interaktif

Waktu tanggap dalam sistem interaktif didefinisikan sebagai waktu yang dihabiskan dari saat karakter terakhir dari perintah dimasukkan atau transaksi sampai hasil terakhir muncul di layar (terminal).

Waktu tanggap ini disebut juga terminal rensponse time.

Waktu tanggap pada sistem waktu nyata

Pada sistem waktu nyata (real-time), waktu tanggap didefinisikan sebagai waktu dari saat kejadian (internal atau eksternal) sampai instruksi pertama rutin layanan yang dimaksud dieksekusi, disebut juga event response time.

Sasaran penjadwalan adalah meminimalkan waktu tanggapnya

5. Turn Arround Time

Turn arround time adalah waktu yang dihabiskan dari saat program atau job mulai masuk ke sistem sampai proses diselesaikan sistem.

Waktu yang dimaksud adalah waktu yang dihabiskan di dalam sistem, diekspresikan sebagai penjumlahan waktu eksekusi (waktu pelayanan job) dan waktu menunggu.

Turn arround time = waktu eksekusi + waktu menunggu

Sasaran penjadwalan adalah meminimalkan turn arround time.

6. Throughput

Throughput adalah jumlah kerja yang dapat diselesaikan dalam satu unit waktu. Cara untuk mengekspresikan throughput adalah dengan jumlah job pemakai yang dapat dieksekusi dalam satu unit/interval waktu.

Sasaran penjadwalan adalah memaksimalkan jumlah job yang diproses per satu interval waktu. Lebih tinggi angka throughput, lebih banyak kerja yang dilakukan sistem.

2 TIPE-TIPE PENJADWALAN

Terdapat tiga tipe penjadwalan berada secara bersama-sama pada sistem operasi yang kompleks, yaitu:

1. Penjadwalan jangka pendek (short-term scheduller)
2. Penjadwalan jangka menengah (medium-term scheduller)
3. Penjadwalan jangka panjang (long-term scheduller)

Penjadwalan Jangka Pendek

Penjadwalan ini bertugas menjadwalkan alokasi pemroses diantara proses-proses ready di memori utama.

Sasaran utama penjadwalan ini memaksimumkan kinerja untuk memenuh satu  kumpulan kriteria yang diharapkan. Penjadwalan ini dijalankan setiap terjadi pengalihan proses untuk memilih proses berikutnya  yang harus dijalankan.

Penjadwalan jangka menengah

                Setelah eksekusi selama suatu waktu, proses mungkin ditunda karena membuat permintaan layanan I/O atau memanggil suatu system call.

                Agar ruang memori bermanfaat, maka proses dipindahkan dari memori utama ke memori skunder agar tersedia ruang untuk proses-proses lain

                aktivitas pemindahan proses yang ditunda dari memori utama ke memori sekunder dsb swapping

Penjadwal jangka menengah:

•       Menangani proses-proses swapping

•       Mengendalikan transisi dari suspended-to-ready proses-proses swapping

            Begitu penyebab tertunda hilang maka proses dimasukan kembali ke memori utama dan ready

Penjadwalan jangka panjang

                Penjadwalan jangka panjang bekerja terhadap antrian batch dan memilih batch berikutnya yang harus di eksekusi.

                Batch biasanya adalah proses-proses dengan penggunaan sumber daya yang intensif (yaitu waktu pemroses, memori, perangkat masukan atau keluaran), program-program ini berprioritas rendah, digunakan sebagai pengisi (agar pemroses sibuk) selama periode aktifitas job-job interaktif rendah.

              Sasaran utama penjadwalan jangka panjang adalah memberi keseimbangan job-job campuran.

3 STRATEGI  PENJADWALAN

Terdapat 2 strategi penjadwalan, yaitu:

1. Penjadwalan nonpreemptive (run-to-completion)
2. Penjadwalan Preemptive

Penjadwalan nonpreemptive

                Begitu proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses tidak dapat diambil alih oleh proses lain sampai proses itu selesai.

Penjadwalan preemptive

                Saat proses diberi jatah waktu pemroses maka pemroses dapat diambil alih proses lain sehingga proses disela sebelum selesai dan harus dilanjutkan menunggu jatah waktu pemroses tiba kembali pada proses itu.

Penjadwalan preemptive berguna pada sistem dimana proses-proses yang mendapat perhatian/tanggapan pemroses secara cepat. Misalnya:

•       Pada sistem-sistem waktu nyata, kehilangan interupsi (yaitu interupsi tidak segera dilayani) dapat berakibat fatal.

•       Pada sistem-sistem interaktif time-sharing, penjadwalan preemptive penting agar dapat menjamin waktu tanggap yang memadai.

4 Algoritma-algoritma Penjadwalan

•       Terdapat banyak algoritma penjadwalan, baik nonpreemptivemaupun preemptive .

•       Algoritma-algoritma yang menerapkan strategi nonpreemptive di antaranya:

•       FIFO (First-in,First out) atau FCFS (First-come,First serve).

•       SJF (Shortest Job First).

•       HRN (Highest-Ratio Next).

•       MFQ(Multiple Feedback Queues).

•       Algoritma-algoritma yang menerapkan strategi preemptive di antaranya:

•       RR (Round-Robin).

•        SRF  (Shortest-Remaining-First).

•        PS  (Priority Schedulling).

•        GS (Guaranteed Schedulling).

Klasifikasi lain selain berdasarkan dapat/tidaknya suatu proses diambil alih secara paksa adalah klasifikasi berdasarkan adanya prioritas di proses-proses, yaitu:

1.  Algoritma penjadwalan tanpa berprioritas.
2.  Algoritma penjadwalan berprioritas,terdiri dari:

•        Algoritma penjadwalan  berprioritas statik.

•        Algoritma penjadwalan berprioritas dinamis.

4.1  Penjadwalan Round-Robin (RR)

Penjadwalan ini merupakan:

•        Penjadwalan preemptive, bukan di-preempt  oleh proses lain tapi oleh penjadwal berdasarkan lama waktu berjalannya proses, disebut preempt-by-time.

•        Penjadwalan tanpa prioritas.

•       Semua proses dianggap penting dan diberi sejumlah waktu pemroses yang disebut kwanta (quantum) atau time-slice dimana proses itu berjalan.

Ketentuan

Ketentuan algoritma round robin adalah sebagi berikut:

1. Jika kwanta habis dan proses belum selesai maka proses menjadi runnable dan pemroses dialihkan ke proses lain
2. Jika kwanta belum habis dan proses menunggu suatu kejadian (selesainya operasi I/O), maka proses menjadi blocked  dan pemroses dialihkan ke proses lain.

3. Jika kwanta belum habis tapi proses telah selesai maka proses diakhiri dan pemroses di alihkan ke proses lain

Algoritma penjadwalan ini dapat diimplementasi sebagai berikut:

•       Mengelola senarai proses ready (runnable) sesuai urutan kedatangan.

•       Ambil proses yang berada di ujung depan antrian menjadi running.

•       Bila kwanta belum habis dan proses selesai maka ambil proses diujung depan antrian proses ready.

•       Jika kwanta habis dan proses belum selesai maka tempatkan proses running ke ekor antrian proses ready dan ambil proses di ujung depan antrian proses ready.

Masalah penjadwalan ini adalah menentukan besar kwanta, yaitu :

•       Kwanta terlalu besar menyebabkan waktu tanggap besar dan turn arround time rendah.

•       Kwanta terlalu kecil mengakibatkan peralihan proses terlalu banyak sehingga menurunkan efisiensi pemroses.

Harus ditetapkan kwanta waktu yang optimal berdasar kebutuhan sistem terutama dari hasil percobaan atau data historis. Besar kwanta waktu beragam bergantung beban sistem. 

Berdasarkan kriteria penilaian penjadwalan :

•       Fairness

    Penjadwalan RR adil bila dipandang dari persamaan pelayanan oleh pemroses.

•       Efisiensi

    Penjadwalan RR cenderung efisien pada sistem interaktif.

•       Waktu tanggap (response time)

    Penjadwalan RR memuaskan untuk sistem interaktif, tidak memadai untuk sistem waktu nyata.

•       Turn arround time

    Penjadwalan RR cukup bagus.

•       Throughput

                Penjadwalan RR cukup bagus.

Penggunaan

•       cocok untuk sitem interactive-time sharing dimana kebanyakan waktu program adalah untuk menunggu keyboard, sehingga dapat dijalankan proses-proses lain.

4.2 PenjadwalanFIFO(first-in,first-out)

Penjadwalan ini merupakan:

•       Penjadwalan non-preemptive (run-to-completion).

•       Penjadwalan tidak berprioritas.

Ketentuan

Penjadwalan FIFO adalah penjadwalan paling sederhana, yaitu :  

•       Proses-proses diberi jatah waktu pemroses berdasarkan waktu kedatangan.

•       Begitu proses mendapat jatah waktu pemroses, proses dijalankan sampai selesai.

Penjadwalan ini dikatakan adil dalam arti resmi (dalam semantiks / arti antrian, yaitu proses yang datang duluan, dilayani duluan juga), tapi dinyatakan tak adil karena job-job yang perlu waktu lama membuat job-job pendek menunggu. Job-job tak penting dapat membuat job-job penting menunggu.

FIFO jarang digunakan secara mandiri tapi dikombinasikan dengan skema lain, misalnya:

•       Keputusan berdasarkan prioritas proses. Untuk proses-proses berprioritas sama diputuskan berdasarkan FIFO.

Berdasarkan kriteria penilaian penjadwalan.

•       Fairness

Penjadwalan FIFO adil bila dipandang dari semantik antrian.

•       Efisiensi

Penjadwalan FIFO sangat efisiensi.

•       Waktu tanggap(response time)

Penjadwalan FIFO sangat jelek, tidak cocok untuk sistem interaktif apalagi waktu nyata.

•       Turn arround time

                Penjadwalan FIFO jelek.

•       Throughput

                Penjadwalan FIFO jelek.

Penggunaan

•       cocok untuk sistem batch yang sangat jarang interaksi dengan pemakai. Contoh aplikasi aplikasi analisis numerik, pembuatan tabel.

•       Penjadwalan ini sama sekali tak berguna untuk sistem interaktif karena tidak memberi waktu tanggap yang bagus.

4.3 Penjadwalan Berprioritas (ps)

•       Ide penjadwalan adalah tiap proses diberi prioritas dan proses berprioritas  tertinggi running (mendapat jatah waktu pemroses).

•       Prioritas dapat diberikan secara:

•       Prioritas statis (static priorities).

•       Prioritas dinamis (dynamic priorities).

Prioritas statis

                prioritas statis berarti  prioritas tak berubah.

Keunggulan

•       Mudah diimplementasikan.

•       Mempunyai overhead relatif kecil.

Kelemahan

•       Penjadwalan tak tanggap perubahan lingkungan yang mungkin menghendaki  penyesuaian prioritas.

Prioritas Dinamis

                Prioritas dinamis merupakan mekanisme menanggapi perubahan lingkungan sistem beroperasi. Prioritas awal yang diberikan ke proses mungkin hanya berumur pendek setelah disesuaikan ke nilai yang lebih tepat sesuai lingkungan.

                Kelemahan

                Implementasi mekanisme prioritas dinamis lebih kompleks dan mempunyai overhead lebih besar. Overhead ini diimbangi dengan peningkatan daya tanggap sistem.

Contoh Penjadwalan Berprioritas

                Proses-proses  yang sangat banyak operasi I/O  menghabiskan kebanyakan waktu menunggu selesainya operasi I/O.

                Proses-proses ini diberi prioritas sangat tinggi sehingga  begitu proses memerlukan pemroses segara diberikan, proses akan segera memulai permintaan I/O berikutnya sehingga menyebabkan proses blockedmenunggu selesainya operasi I/O.

                Dengan demikian pemroses dapat dipergunakan proses-proses lain. Proses-proses I/O bound berjalan paralel bersama proses-proses lain yang benar-benar memerlukan pemroses, sementara proses-proses I/O bound itu menunggu selesainya operasi DMA.

                Proses-proses yang sangat banyak operasi masukan/keluaran kalau harus menunggu lama untuk memakai pemroses (karena prioritas rendah) hanya akan membebani memori karena harus disimpan  tanpa perlu  proses-proses itu di memori karena tidak selesai-selesai menunggu operasi masukan dan menunggu jatuh pemroses.

               

4.4 Penjadwalan dengan banyak antrian (MFQ)

Penjadwalan ini merupakan:

•       Penjadwalan preemptive (by-time)

•       Penjadwalan berprioritas dinamis

Penjadwalanini untuk mencegah banyaknya swapping dengan proses-proses yang sangat banyak menggunakan pemeroses (karena menyelesaikan tugasnya memakan waktu lama) diberi jatah waktu (jumlah kwanta) lebih banyak dalam suatu waktu.

Penjadwalan ini menghendaki kelas-kelas prioritas bagi proses-proses yang ada. Kelas tertinggi berjalan selama satu kwanta, kelas berikutnya berjalan selama dua kwanta, kelas berikutnya berjalan empat kwanta, dan seterusnya. Kententuan yang berlaku adalah sebagai berikut:

•       Jalankan proses kelas tertinggi.

•       Jika proses menggunakan seluruh kwanta yang di alokasikan maka diturunkan kelas prioritas-nya.

•       Proses yang masuk untuk pertama kali ke sistem langsung diberi kelas tertinggi.

Mekanisme ini dapat mencegah proses yang perlu berjalan lama swapping bekali-kali dan mencegah proses-proses interaktif yang singkat harus menunggu lama

Penggunaan 

Sistem dengan banyak proses lambat, memerlukan waktu lama dan juga terdapat banyak proses singkat.

4.5 Penjadwalan terpendek(SJF)

Penjadwalan ini merupakan:

Penjadwalan non-preemptive(run-to-completion).

Penjadwalan tak berprioritas

Penjadwalan ini mengansumsikan waktu jalan proses (sampai selesai) diketahui sebelumnya. Mekanisme penjadwalan adalah menjadwalkan proses dengan waktu jalan terpendek lebih dulu sampai selesai. Penjadwalan mempunyai evisien tinggi dan turn arround time rendah.

contoh

Terdapat empat proses A, B, C, D dengan waktu jalan selama 8, 7, 6, 5 kwanta.

•       Gambar 5-3(a) menunjukan penjadwalan cara I, dengan proses-proses dijadwalkan berurutan sebagai A, B, C, D