Apa itu virtualisasi server?

Virtualisasi server adalah fungsi kunci dari TI perusahaan modern. Misalnya, ketika Anda memesan penerbangan, streaming acara musik langsung atau mengakses aplikasi perusahaan dari jarak jauh, aplikasi yang berjalan di belakang pengalaman tersebut selalu dihosting di server virtual. Infrastruktur ini memungkinkan organisasi untuk menjalankan ribuan beban kerja sekaligus mengurangi penggunaan perangkat keras fisik.

Dalam lingkungan server tradisional, organisasi mendedikasikan satu server fisik untuk satu aplikasi, sehingga sebagian besar server kurang dimanfaatkan. Virtualisasi server mengubah hal itu. Beberapa mesin virtual (VM) berbagi satu server fisik, masing-masing dengan sumber daya khusus sendiri dan terisolasi dari yang lain. Hasilnya adalah infrastruktur yang lebih murah untuk dijalankan, lebih cepat untuk menskalakan dan lebih efisien untuk dikelola.

Saat ini, virtualisasi server merupakan hal yang sangat penting dalam komputasi awan dan operasi pusat data modern. Sebuah studi SkyQuest memperkirakan pasar virtualisasi server global sebesar 9,0 miliar USD pada tahun 2024. Laporan tersebut memproyeksikan bahwa itu akan mencapai 13,96 miliar USD pada tahun 2033, tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 5,0%.¹

Seiring dengan konsolidasi pusat data dan pengelolaan lingkungan multicloud hybrid, tuntutan terhadap infrastruktur tervirtualisasi semakin meningkat. Virtualisasi server juga memberi organisasi fleksibilitas untuk mendukung beban kerja kecerdasan buatan (AI) dan memenuhi persyaratan kedaulatan data untuk mengelola infrastruktur di seluruh wilayah.

Untuk memahami virtualisasi server, ada baiknya melakukan ulasan beberapa teknologi terkait yang mendukung infrastruktur TI modern:

• Virtualisasi
• Kontainer
• Kubernetes
• Layanan berbasis cloud

Virtualisasi menggunakan perangkat lunak untuk membuat lapisan abstraksi di atas perangkat keras fisik, membagi sumber daya server tunggal (misalnya, CPU, memori, penyimpanan dan jaringan) menjadi beberapa mesin virtual (VM).

Setiap VM menjalankan sistem operasi independennya sendiri dan berperilaku seperti server terpisah, meskipun berbagi perangkat keras yang mendasarinya yang sama.

Ketika organisasi memodernisasi infrastruktur mereka, kontainer muncul bersama mesin virtual sebagai bagian penting dari bagaimana tim membangun dan menerapkan aplikasi.

Di mana VM memvirtualisasi perangkat keras, kontainer memvirtualisasi sistem operasi, hanya mengemas aplikasi dan dependensinya, membuatnya lebih ringan dan lebih cepat untuk menerapkan.

Kubernetes telah menjadi platform standar untuk mengoekestrasikan kontainer dalam skala besar, mengotomatiskan penerapan, penskalaan, dan manajemen di seluruh lingkungan hybrid cloud dan multicloud.

Kubernetes umumnya digunakan dengan layanan mikro, yang memungkinkan organisasi untuk memecah aplikasi menjadi layanan independen yang lebih kecil yang lebih mudah digunakan dan dikelola.

Penyedia layanan cloud seperti Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure dan IBM® Cloud memberikan infrastruktur dan layanan perangkat lunak melalui tiga model utama yang dibangun di atas server virtual:

• Infrastruktur sebagai layanan (IaaS) menyediakan sumber daya komputasi virtual, penyimpanan dan sumber daya jaringan yang dapat dikonfigurasi dan disediakan oleh organisasi secara layanan mandiri. Virtual Private Server (VPS), misalnya, adalah penawaran umum IaaS, memberikan sumber daya khusus bagi bisnis tanpa biaya memiliki perangkat keras fisik.

• Platform as a service (PaaS) menawarkan platform cloud sesuai permintaan lengkap (misalnya, perangkat keras, perangkat lunak, infrastruktur) untuk mengembangkan, menjalankan, dan mengelola aplikasi.

• Software as a service (SaaS), model yang paling banyak digunakan, memberikan aplikasi yang berjalan seluruhnya di cloud (misalnya, Zoom, Google Workspace).

Virtualisasi server bergantung pada berbagai komponen yang bekerja sama untuk membuat dan mengelola lingkungan virtual:

• Bare Metal Server: Perangkat keras server fisik yang mendasari, juga disebut sebagai bare metal server, menyediakan sumber daya yang digunakan bersama oleh semua virtual servers.

• Hypervisor: Hypervisor adalah lapisan perangkat lunak yang berada langsung di bare metal server, mengelola alokasi sumber daya dan menjaga setiap VM tetap terisolasi dari yang lain. Platform virtualisasi utama termasuk VMware vSphere (Broadcom), Microsoft Hyper-V, IBM® PowerVM, Red Hat KVM, dan Citrix.

• Mesin virtual (VM): Mesin virtual adalah lingkungan virtual individu dengan kemampuan untuk menjalankan sistem operasi dan aplikasi mereka sendiri seolah-olah pada perangkat keras khusus.

• Sistem operasi tamu: Mesin virtual pada host fisik yang sama masing-masing dapat menjalankan sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh, satu VM dapat menjalankan server Windows sementara yang lain menjalankan Linux pada mesin bare metal yang sama.

• Antarmuka jaringan virtual: Jaringan yang ditentukan oleh perangkat lunak (SDN) memungkinkan VM berkomunikasi satu sama lain dan dengan jaringan eksternal. Perusahaan retail, misalnya, dapat menjalankan server web, basis data, dan pemrosesan pembayaran pada VM terpisah pada mesin fisik yang sama, dengan masing-masing memiliki koneksi jaringan dan kebijakan keamanan sendiri.

Dalam virtualisasi server, tidak ada pendekatan universal tunggal. Metode yang tepat bergantung pada kebutuhan beban kerja, kebutuhan kinerja dan tingkat isolasi serta manajemen sumber daya yang dibutuhkan. Berikut ini adalah beberapa jenis utama virtualisasi server: 

• Virtualisasi penuh
• Para-virtualisasi
• Virtualisasi tingkat OS
• Virtualisasi dengan bantuan perangkat keras

Virtualisasi penuh sepenuhnya mensimulasikan perangkat keras yang mendasarinya, memungkinkan sistem operasi tamu berjalan seperti pada mesin fisik khusus. Hypervisor menangani semua interaksi antara OS tamu dan perangkat keras.

Dalam hal ini, hampir semua OS dapat berjalan sebagai tamu. Kemampuan ini menjadikan virtualisasi penuh pendekatan yang paling banyak digunakan di lingkungan perusahaan.

Dengan para-virtualisasi, OS tamu dimodifikasi untuk berkomunikasi langsung dengan hypervisor daripada menggunakan simulasi perangkat keras penuh.  Pendekatan ini menurunkan penggunaan sumber daya dan meningkatkan kinerja, terutama untuk beban kerja intensif I/O.

Alih-alih membuat VM terpisah, virtualisasi tingkat OS mempartisi satu sistem operasi ke dalam kontainer. Kontainer ini berfungsi sebagai instance pengguna terisolasi yang berbagi kernel host, sehingga ringan dan cepat dalam penyediaan.

Docker adalah alat paling populer untuk jenis virtualisasi server ini, biasanya digunakan dalam pengaturan layanan mikro dan DevOps di mana aplikasi berkomunikasi melalui antarmuka pemrograman aplikasi (API).

Virtualisasi dengan bantuan perangkat keras menggunakan ekstensi prosesor (misalnya, Intel VT-x dan AMD-V) untuk menangani tugas virtualisasi di tingkat perangkat keras, mengurangi beban kerja pada hypervisor, dan meningkatkan kinerja keseluruhan.

Integrasi perangkat keras ini memungkinkan prosesor modern untuk mendukung beban kerja virtual dengan lebih efisien, terutama untuk aplikasi komputasi intensif seperti AI dan machine learning (ML). Platform perusahaan seperti IBM® PowerVM dan VMware ESXi menggunakan integrasi perangkat keras untuk memberikan virtualisasi yang lebih cepat untuk beban kerja yang membutuhkan ketersediaan dan kinerja tinggi.

Virtualisasi server terkadang dikacaukan dengan kontainerisasi. Sementara kedua teknologi terkait, mereka mengambil pendekatan yang berbeda untuk menjalankan beban kerja yang efisien.

• Virtualisasi server mereproduksi seluruh komputer dalam perangkat lunak, dengan setiap VM menjalankan sistem operasi terpisah pada perangkat keras fisik bersama.

• Kontainer berbagi kernel OS yang mendasarinya dan hanya mengemas aplikasi dan dependensinya, membuatnya lebih kecil dan lebih cepat untuk diterapkan.

Sebagian besar organisasi menggunakan kedua teknologi tersebut, dengan Kubernetes mengatur kontainer di seluruh lingkungan tersebut.

Virtualisasi server menawarkan manfaat operasional dan finansial, termasuk manfaat utama berikut:

• Optimalisasi sumber daya: Virtualisasi server memungkinkan beberapa beban kerja berjalan pada satu mesin, memungkinkan organisasi untuk mendapatkan lebih banyak dari perangkat keras yang ada.

• Efisiensi biaya: Mengonsolidasikan beban kerja ke server fisik yang lebih sedikit menghasilkan penghematan biaya di seluruh perangkat keras, daya, pendinginan, dan ruang pusat data, mengurangi pengeluaran modal dan biaya operasi.

• Skalabilitas: Virtualisasi server memungkinkan organisasi untuk meningkatkan atau menurunkan penggunaan sumber daya berdasarkan permintaan aktual, menghindari biaya penyediaan perangkat keras yang berlebihan untuk beban kerja yang hanya melonjak sesekali.

• Peningkatan produktivitas: Menyediakan server fisik baru dapat memakan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu, sedangkan penyediaan VM hanya membutuhkan waktu beberapa menit. Manajemen lingkungan virtual yang terpusat membantu tim TI merespons perubahan dengan lebih cepat, menjalankan lingkungan sesuai permintaan, dan mengotomatiskan tugas, sehingga memberikan hasil yang lebih cepat.

• Ketahanan bisnis: Virtualisasi server mendukung ketahanan bisnis dengan memungkinkan bisnis mereplikasi dan memigrasi mesin virtual di seluruh host fisik dengan gangguan minimal. Jika host fisik gagal, VM melakukan fail over ke yang lain secara otomatis dan migrasi langsung membuat aplikasi tetap berjalan selama pemeliharaan terencana atau kegagalan tak terduga.

• Keberlanjutan: Konsolidasi server mengurangi permintaan manufaktur perangkat keras dan menurunkan persyaratan pendinginan. Bagi organisasi dengan komitmen keberlanjutan atau persyaratan pelaporan ESG, pergeseran ini berarti berkurangnya konsumsi energi pusat data dan berkurangnya dampak lingkungan.

• Keamanan yang ditingkatkan: Virtualisasi server menciptakan isolasi antara beban kerja. Misalnya, insiden keamanan di satu VM tidak secara otomatis mempengaruhi orang lain di host yang sama. Organisasi dapat menerapkan kebijakan keamanan data di tingkat VM dan menggunakan pemantauan untuk menandai aktivitas yang tidak biasa di seluruh jaringan.

Virtualisasi server menawarkan berbagai contoh penggunaan perusahaan, mulai dari operasi TI sehari-hari hingga strategi infrastruktur yang lebih kompleks:

• Pencadangan dan pemulihan bencana (BDR)
• DevOps dan lingkungan pengujian
• Virtualisasi desktop
• Migrasi cloud
• Komputasi berkinerja tinggi
• Kedaulatan digital

AI mengubah cara organisasi mengandalkan virtualisasi server. Ketika perusahaan pindah dari pilot AI ke produksi penuh, server virtual menghadapi tuntutan lebih besar yang mencakup lebih banyak beban kerja, penggunaan sumber daya yang lebih tinggi dan persyaratan daya pemrosesan, serta toleransi yang lebih sedikit terhadap waktu henti.

Pusat data virtual modern semakin menggunakan AI untuk mengelola sumber daya server dengan lebih efisien. Daripada mengandalkan konfigurasi manual, organisasi bisa memantau penggunaan CPU, konsumsi memori, kemacetan penyimpanan, dan penyebaran VM secara real time, menyeimbangkan kembali beban kerja saat kondisi berubah. Perencanaan kapasitas prediktif mengambil pendekatan ini lebih jauh, mengantisipasi permintaan sebelum mencapai puncaknya daripada bereaksi setelah fakta.

AI juga berdampak pada keamanan virtualisasi server. Dengan terus memantau lalu lintas antara VM dan menganalisis pola perilaku, organisasi dapat mengidentifikasi ancaman lebih awal dan merespons lebih cepat daripada yang memungkinkan alat berbasis aturan tradisional.

Untuk organisasi yang mengelola beban kerja AI yang sensitif, virtualisasi server mendukung kedaulatan AI dengan menjaga beban kerja tersebut pada infrastruktur yang dikendalikan oleh organisasi.