Apa itu arsitektur cloud?

Berdasarkan kebutuhan bisnis, arsitektur cloud berfungsi sebagai strategi desain untuk menghubungkan infrastruktur berbasis cloud untuk menjalankan dan menerapkan aplikasi. Arsitektur cloud dirancang dengan mempertimbangkan beban kerja dan biaya operasional organisasi, sehingga dapat memberikan fleksibilitas, skalabilitas, dan efisiensi biaya dalam komputasi cloud.

Komputasi cloud adalah elemen penting dalam operasi bisnis modern, yang memungkinkan akses sesuai permintaan melalui internet ke berbagai sumber daya komputasi, seperti aplikasi, server fisik dan virtual servers, penyimpanan data, alat pengembangan, serta kemampuan jaringan dan lain sebagainya—sumber daya ini dihosting di pusat data jarak jauh dan dikelola oleh penyedia layanan cloud (CSP).

Biasanya, penyedia layanan cloud terkemuka—Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud, Microsoft Azure—atau VMware menyediakan sumber daya ini dengan model pembayaran berdasarkan penggunaan atau melalui langganan bulanan. Komputasi awan memungkinkan bisnis menyimpan dan mengakses data melalui server jarak jauh, sehingga mengurangi biaya untuk membangun dan memelihara infrastruktur TI lokal secara tradisional.

Komputasi cloud menawarkan berbagai keuntungan bagi bisnis, termasuk peningkatan kinerja dan efisiensi, kemampuan untuk skalabilitas tanpa batas, serta nilai strategis yang lebih tinggi. Menurut laporan dari McKinsey, komputasi cloud dapat menghasilkan sekitar USD 3 triliun EBITDA (laba sebelum bunga, pajak, depresiasi, dan amortisasi) pada tahun 2030. Studi ini juga menunjukkan bahwa nilai yang dihasilkan dari penggunaan cloud untuk mendorong inovasi bisnis lebih dari lima kali lipat dibandingkan nilai yang didapat hanya dari pengurangan biaya TI. Contoh penggunaan bisnis yang diperkirakan akan meningkatkan nilai komputasi cloud meliputi analitik big data, Internet of Things (IoT), dan otomatisasi.

Arsitektur komputasi cloud terdiri atas empat komponen utama yang berfungsi untuk mengabstraksi, mengintegrasikan, dan membagikan sumber daya yang dapat diskalakan di satu atau beberapa lingkungan cloud.

1. Sebuah front-end
2. Back-end
3. Sebuah jaringan
4. Platform pengiriman berbasis cloud

Arsitektur cloud bervariasi berdasarkan pendorong bisnis unik organisasi dan persyaratan teknologi. Namun, semuanya memiliki tujuan yang sama: menyusun peta jalan yang memperhitungkan beban kerja aplikasi, model penerapan cloud, manajemen layanan, serta kebutuhan desain.

Arsitektur cloud front-end mengacu pada sisi pengguna atau klien dari sistem komputasi cloud. Terdiri dari antarmuka pengguna grafis (GUI), dasbor, dan alat navigasi yang memberikan akses instan ke layanan dan sumber daya cloud sesuai permintaan. Komponen utama mencakup aplikasi perangkat lunak dan program yang diinstal pada perangkat (seperti, ponsel, laptop, atau desktop)  yang digunakan untuk mengakses platform atau layanan cloud. Contoh kemampuan arsitektur cloud front-end adalah mengakses aplikasi komunikasi video berbasis web, (seperti Zoom atau Webex), melalui laptop, atau memesan makanan menggunakan platform pengiriman seluler (seperti Uber Eats atau DoorDash).

Front-end mencakup semua elemen yang berhubungan dengan pengguna (misalnya, pengunjung situs e-commerce), sementara back-end, (atau ‘server-side’) merujuk pada struktur situs dan pemrograman fungsi utamanya. Hal ini mencakup seluruh teknologi di balik layar (server cloud, cloud database, dan API antarmuka pemrograman aplikasi (API), untuk mengakses file) yang digunakan oleh penyedia layanan CSP untuk mendukung front-end. Teknologi ini mencakup kode yang memungkinkan komunikasi antara database atau server web dengan browser web atau sistem operasi mobile.

Komponen arsitektur cloud back-end meliputi hal berikut:

• Aplikasi: Aplikasi back-end adalah perangkat lunak atau platform yang mengirimkan permintaan layanan klien di front-end.
• Layanan cloud computing:  Layanan back-end dalam arsitektur cloud mengelola akses dan utilitas sumber daya berbasis cloud (seperti penyimpanan cloud, pengembangan aplikasi, layanan web, keamanan, dan lainnya).
• Waktu proses cloud:  Waktu proses menyediakan lingkungan (yang mencakup sistem operasi, perangkat keras, dan memori) yang diperlukan untuk menjalankan layanan di cloud. Virtualisasi memainkan peran penting dalam mengaktifkan beberapa waktu proses pada server yang sama. (Baca lebih lanjut tentang virtualisasi di bawah ini).
• Penyimpanan cloud: Penyimpanan cloud di back-end merujuk pada layanan penyimpanan yang fleksibel dan dapat diskalakan, serta pengelolaan data yang digunakan untuk mendukung kinerja aplikasi.
• Infrastruktur Infrastruktur mencakup semua sumber daya atau perangkat keras back-end, seperti server, basis data, CPU (central processing unit), perangkat jaringan (seperti router dan sakelar), GPU (unit pemrosesan grafis), dan lainnya. dan semua perangkat lunak yang digunakan untuk menjalankan dan mengelola layanan berbasis cloud. Dalam komputasi cloud, istilah infrastruktur terkadang dirancukan dengan arsitektur cloud, namun ada perbedaan yang jelas. Seperti cetak biru dalam pembangunan gedung, arsitektur cloud berfungsi sebagai rencana desain untuk membangun infrastruktur cloud.
• Perangkat lunak manajemen: Middleware mengoordinasikan komunikasi antara front-end dan back-end dalam sistem komputasi cloud. Komponen ini memungkinkan pengiriman layanan secara real-time untuk memastikan pengalaman pengguna front-end yang lancar.
• Alat keamanan: Alat keamanan memberikan perlindungan back-end (atau keamanan sisi layanan) terhadap potensi serangan siber dan kegagalan sistem. Firewall virtual melindungi aplikasi web, mencegah kehilangan data dan memastikan cadangan dan pemulihan bencana. Komponen back-end termasuk enkripsi, pembatasan akses dan protokol otentikasi untuk melindungi data dari pelanggaran.

Koneksi internet biasanya menghubungkan front-end dengan fungsi back-end. Intranet—jaringan komputer pribadi yang hanya dapat diakses oleh pengguna yang berwenang dan terbatas pada satu institusi—atau koneksi antar cloud, juga dapat digunakan untuk menghubungkan back-end dan front-end. Jaringan cloud harus memiliki bandwidth tinggi dan latensi rendah, memastikan pengguna dapat mengakses data dan aplikasi mereka secara terus-menerus tanpa gangguan. Jaringan juga harus memiliki kelincahan yang memungkinkan akses cepat dan efisien ke sumber daya antara server dan lingkungan berbasis cloud.

Komponen jaringan penting dalam arsitektur cloud lainnya mencakup penyeimbang beban, content delivery network (CDN), dan jaringan yang ditentukan perangkat lunak (SDN) untuk memastikan data mengalir dengan lancar dan aman antara pengguna front-end dan sumber daya back-end.

Ada tiga jenis utama model pengiriman cloud (juga dikenal sebagai model layanan cloud): IaaS, PaaS dan SaaS. Model-model ini tidak saling eksklusif. Sebagian besar perusahaan besar menggunakan ketiganya sebagai bagian dari tumpukan pengiriman cloud mereka:

• IaaS, atau Infrastructure-as-a-Service, adalah akses sesuai permintaan ke server fisik dan virtual servers, penyimpanan dan jaringan—infrastruktur TI back-end untuk menjalankan aplikasi dan beban kerja di cloud. IaaS memungkinkan organisasi untuk menskalakan dan mengecilkan sumber daya infrastruktur sesuai kebutuhan. Layanan cloud ini membantu mereka menghindari biaya tinggi untuk membangun dan mengelola pusat data lokal, sambil menyediakan fleksibilitas untuk menangani beban kerja yang sangat bervariasi atau mendadak meningkat.
  
  
• PaaS, atau Platform-as-a-Service, menyediakan akses sesuai permintaan ke platform komputasi cloud yang lengkap, memungkinkan pengguna untuk mengembangkan, menjalankan, dan mengelola aplikasi. PaaS dapat menyederhanakan migrasi aplikasi yang ada ke cloud melalui platform ulang (memindahkan aplikasi ke cloud dengan modifikasi yang memanfaatkan skalabilitas cloud, penyeimbangan beban, dan kemampuan lainnya dengan lebih baik) atau refactoring (mendesain ulang beberapa atau semua aplikasi menggunakan layanan mikro, kontainer , dan teknologi cloud native lainnya). 
  
  
• SaaS, atau Perangkat sebagai layanan, adalah layanan berbasis cloud yang menyediakan akses langsung ke aplikasi siap pakai, (seperti Salesforce atau Mailchimp), yang dapat digunakan sesuai permintaan tanpa perlu instalasi atau pengelolaan di server lokal. SaaS mengalihkan semua pengembangan perangkat lunak dan manajemen infrastruktur ke penyedia layanan cloud. Karena (aplikasi) perangkat lunak sudah terinstal dan dikonfigurasi, pengguna dapat langsung mengaktifkan server berbasis cloud dan mulai menggunakan aplikasi dalam hitungan jam. Kemampuan ini mengurangi waktu yang dihabiskan untuk instalasi dan konfigurasi dan mempercepat penerapan perangkat lunak.

Menurut laporan Gartner, hampir dua pertiga (65,9%) dari pengeluaran TI perusahaan akan digunakan untuk Software-as-a-Service pada tahun 2025, naik dari 57,7% pada tahun 2022.

Platform layanan populer lainnya termasuk yang berikut:

• Komputasi tanpa server (atau tanpa server): Tanpa server adalah model pengembangan aplikasi cloud yang memungkinkan pengembang untuk membuat dan menjalankan kode tanpa harus menyediakan atau mengelola server atau infrastruktur backend.
  
  
• Business-Process-as-a-Service (BPaaS): BPaaS adalah platform alih daya proses bisnis yang menggabungkan layanan IaaS, PaaS, dan SaaS.
  
  
• Fungsi sebagai Layanan (FaaS): FaaS adalah bagian dari SaaS di mana kode aplikasi hanya berjalan sebagai respons terhadap peristiwa atau permintaan tertentu. FaaS memudahkan DevOps dan tim lainnya untuk menjalankan dan mengelola aplikasi layanan mikro .

Berikut ini adalah beberapa teknologi paling penting untuk mengembangkan arsitektur cloud.

Ada empat model pengiriman cloud utama, masing-masing menawarkan fitur unik untuk menjalankan beban kerja dan mengoptimalkan nilai bisnis.

Cloud publik adalah model komputasi di mana a penyedia layanan cloud membuat sumber daya komputasi (misalnya, aplikasi perangkat lunak, platform pengembangan, VM,  bare metal servers, dll.) tersedia bagi pengguna melalui internet publik. CSP menjual sumber daya ini sesuai dengan model harga berbasis langganan atau bayar per penggunaan.

Lingkungan cloud publik bersifat multi-tenant, di mana pengguna berbagi kumpulan sumber daya virtual yang secara otomatis disediakan dan dialokasikan ke penyewa individu melalui antarmuka layanan mandiri. Fitur ini memungkinkan penyedia layanan memaksimalkan penggunaan perangkat keras dan infrastruktur pusat data, sehingga mereka dapat menawarkan layanan cloud kepada pelanggan dengan biaya minimal dan akses yang fleksibel dari mana saja.

Cloud pribadi adalah lingkungan cloud penyewa tunggal di mana semua sumber daya diisolasi dan dioperasikan secara eksklusif untuk satu organisasi. Cloud pribadi menggabungkan berbagai manfaat komputasi cloud dengan keamanan dan kontrol infrastruktur TI on premises. Misalnya, perusahaan di sektor yang menghadapi regulasi ketat, seperti layanan kesehatan atau lembaga keuangan, dapat memilih cloud pribadi untuk menyimpan data sensitif mereka, dengan menerapkan langkah-langkah keamanan khusus seperti firewall, jaringan pribadi virtual (VPN), enkripsi data, dan penggunaan kunci API.

Cloud hybrid menggabungkan infrastruktur cloud publik, cloud pribadi, dan lokal (‘on-prem’) untuk membentuk satu kesatuan infrastruktur TI. Pendekatan ini memungkinkan perusahaan memanfaatkan keunggulan dari setiap lingkungan komputasi guna memenuhi kebutuhan bisnis mereka secara optimal. Organisasi lebih menyukai model hybrid cloud karena ketangkasannya dalam memindahkan aplikasi dan beban kerja di seluruh lingkungan cloud berdasarkan tujuan teknologi atau bisnis.

Misalnya, perusahaan yang menangani data sensitif seperti kekayaan intelektual (seperti, informasi identifikasi pribadi (PII), atau catatan medis, dan lainnya), dapat memilih untuk menyimpan data tersebut di cloud pribadi. Untuk beban kerja lainnya, seperti hosting web atau hosting konten, bisnis dapat memilih pengaturan cloud publik karena penghematan biaya dan kemampuannya untuk menskalakan dan menurunkan sumber daya berdasarkan lalu lintas pengguna (misalnya, meningkatkan skala selama kampanye media sosial yang mempromosikan produk baru).

Menurut IBM Transformation Index: State of Cloud, lebih dari 77% profesional bisnis dan TI telah mengadopsi pendekatan cloud hybrid.

Saat ini, sebagian besar bisnis perusahaan menggabungkan cloud hybrid dengan lingkungan multicloud. Multicloud adalah model komputasi cloud yang memadukan layanan cloud dari berbagai penyedia dalam satu infrastruktur TI. Bersama-sama, model hybrid dan multicloud menciptakan arsitektur hybrid multicloud yang menawarkan fleksibilitas kepada bisnis untuk menciptakan yang terbaik dari kedua dunia komputasi cloud untuk memigrasikan, membangun, dan mengoptimalkan aplikasi di berbagai cloud.

Hybrid multicloud memberikan fleksibilitas dan kontrol optimal bagi organisasi untuk memilih layanan cloud yang paling hemat biaya. Selain itu, organisasi dapat menempatkan dan menskalakan beban kerja (misalnya menerapkan lebih dekat dengan lingkungan edge), yang meningkatkan kinerja. Setiap penyedia cloud menawarkan layanan uniknya. Bisnis dapat mengombinasikan berbagai solusi jaringan, penyimpanan, dan cloud dari beberapa penyedia untuk menemukan solusi terbaik sesuai kebutuhan mereka. Misalnya, perusahaan dapat memanfaatkan IBM Cloud untuk kemampuan data dan kecerdasan buatan (AI) yang canggih, Microsoft Azure untuk fitur keamanan dan kepatuhannya, serta Google Cloud untuk jaringan global yang luas.

Lingkungan komputasi cloud itu kompleks, dan mengevaluasi semua solusi yang terkait dengan arsitektur cloud bisa jadi hal yang menakutkan. Organisasi yang ingin memigrasikan aplikasi ke cloud dan menerapkan layanan berbasis cloud biasanya mempekerjakan arsitek cloud—spesialis TI yang merancang, mengimplementasikan, mengelola, dan memantau arsitektur cloud secara keseluruhan. Para profesional teknologi ini bekerja sama dengan pemimpin pemangku kepentingan dan tim TI dan untuk mengevaluasi solusi cloud, merancang strategi yang paling sesuai dengan tujuan bisnis perusahaan.

Arsitek cloud idealnya merancang rencana yang hemat biaya dan disesuaikan dengan kebutuhan bisnis, menggabungkan strategi infrastruktur dan platform, meningkatkan keamanan dan ketahanan siber, serta mencakup model manajemen yang efektif. Seorang arsitek cloud biasanya memiliki satu atau lebih sertifikasi yang membuktikan keterampilan dan keahliannya dalam platform cloud tertentu. Semua CSP utama—IBM Cloud, Microsoft Azure, AWS, Google Cloud, dan banyak lagi—menawarkan sertifikasi dalam arsitektur cloud.

Kerangka kerja arsitektur cloud yang jelas harus mencakup praktik dan pedoman terbaik untuk membantu arsitek merancang solusi cloud yang kuat, berkinerja tinggi, dan aman. Praktik terbaik harus mencakup hal berikut:

• Mengotomatiskan operasi untuk mengurangi biaya dan mendukung keandalan, ketersediaan, dan keamanan solusi.
• Menghormati gravitasi data—konsep bahwa data memiliki massa dan kekuatannya sendiri. Semakin besar volume data, semakin banyak upaya yang diperlukan untuk memindahkannya, yang biasanya memerlukan lebih banyak waktu, biaya, dan sumber daya pemrosesan. Menerapkan solusi yang mengalihkan komputasi ke data di mana ia berada untuk mengurangi biaya operasi dan kompleksitas.
• Pilih platform yang paling sesuai untuk setiap beban kerja guna memaksimalkan kemampuan platform tersebut, sehingga dapat mengoptimalkan tingkat layanan dan kinerja operasional beban kerja.

Dengan arsitektur cloud yang disesuaikan, Anda dapat mengembangkan strategi berkinerja tinggi dan hemat biaya dengan manfaat yang luas.