Perkembangan Internet sejak 1993 sangat
pesat, bahkan karena perkembangan tersebut, Internet Society secara
resmi telah mengumumkan: “1993 is the year the Internet ‘happened’ “.
Penelitian pada tahun 1994 memperlihatkan perkembangan tersebut terutama
oleh bertambahnya aliran data WWW yang meningkat sebesar 25% setiap
bulannya dibandingkan dengan aliran data FTP yang meningkat sebesar 5%.
Dengan perkembangan yang sebesar itu, aliran data WWW telah melebihi
aliran data FTP pada bulan Mei 1995. Penelitian lain juga menunjukkan
bahwa aliran data WWW mencapai 37% dari jumlah total byte yang lewat di
jaringan tulang punggung NSF.
Di satu
sisi peningkatan yang pesat ini sangat menggembirakan, tetapi di sini
lain -setidaknya untuk saat ini- perkembangan tersebut cukup
mengkhawatirkan. Kekhawatiran ini terutama disebabkan oleh keterbatasan
kapasitas prasarana Internet dan perkembangan kapasitas ini tidak dapat
mengimbangi perkembangan penggunaan Internet.
Salah
satu contoh ekstrem terjadinya beban jaringan yang tinggi adalah pada
saat terjadinya event astronomi tahun 90-an: tabrakan komet
Shumaker-Levy 9 dengan planet Jupiter. Ini adalah salah satu contoh
publikasi ‘real-time’ di Internet. Gambar-gambar teleskop dari seluruh
dunia ditempatkan pada server FTP dan WWW hanya beberapa jam setelah
tabrakan tersebut. Beban pada server pada beberapa lokasi NASA sangat
tinggi sehingga beberapa mesin harus ditambah untuk melayani beban
permintaan atas gambar komet tersebut. Selama seminggu setelah tabrakan
itu, Jet Propulsion Laboratories (JPL) NASA mencatat telah terjadi lebih
dari 880.000 akses. Server lain yang terletak di Goddard Space Flight
Center diakses lebih dari 420.000 kali dan mengirim data lebih dari 6
Terabyte.
Mirroring, Replicating, dan Caching
Pada
kasus seperti di atas, kita dapat memperhatikan dua fenomena yaitu
server WWW mengalami kelebihan beban dan aliran data yang lewat di
jaringan sangat tinggi. Ada beberapa upaya yang dilakukan untuk
mengurangi kemungkinan terjadinya kasus-kasus seperti di atas. Beberapa
upaya tersebut adalah dengan menggunakan metoda yang dikenal dengan
mirroring dan replicating, serta dengan caching. Mirroring dan
replicating adalah metode yang menduplikasikan file dan/atau server pada
tempat-tempat lain di Internet. Server yang tersebar di Internet
mempercepat waktu respon dan mengurangi aliran data pada jalur wide area
network (WAN). Metode mirroring ini tentu saja cukup membantu dalam
mengurangi akses ke server asal tetapi ini bukan solusi yang ideal.
Masalahnya adalah pengguna masih dapat memilih server mana yang akan
dituju. Seorang pengguna mungkin memilih server asal dengan beberapa
alasan. Mungkin ia tidak pernah tahu adanya mirror site, ia lupa nama
server mirror tersebut, atau ia tidak percaya mirror site itu
menyediakan file-file yang up-to-date.
Berbeda
dengan metode di atas, metode caching berorientasi kepada client.
Metode caching di Internet mirip dengan cache memory pada komputer yaitu
dengan menempatkan object-object (dalam bentuk file) yang baru saja
diakses pada situs yang dekat dengan client sehingga ketika file
tersebut diakses kembali, maka file tersebut diambil dari situs yang
dekat. Hal ini dimungkinkan karena protokol HTTP yaitu protokol jaringan
yang digunakan pada aplikasi WWW mengenal fasilitas yang disebut
sebagai server proxy. Proxy ini bertindak sebagai perantara antara
client dengan server pada waktu pengaksesan dokumen.
Untuk
lebih memperjelas, kita perhatikan gambar 1. Pada gambar tersebut host A
dan B menjalankan program client dan host C menjalankan program server.
Host A dan B terletak dalam satu LAN yang umumnya lebih cepat
dibandingkan dengan kecepatan hubungan LAN tersebut ke Internet
menggunakan WAN. Kita tinjau model hubungan client-server yang biasa
berlaku pada aplikasi WWW. Pada hubungan seperti ini, client meminta
koneksi dengan server. Setelah koneksi terjadi, client meminta akses
terhadap dokumen di server. Server kemudian memberikan jawaban atas
permintaan client dengan mengirimkan dokumen yang diminta. Pada kasus
seperti contoh ini dapat terjadi inefisiensi atas penggunaan bandwidth
WAN jika dokumen yang sama diakses berkali-kali. Sebagai contoh,
pengguna di host A meminta dokumen pada host C dan keesokan harinya
pengguna di host B juga meminta dokumen yang sama pada host C. Tentu
saja akan lebih mudah jika dokumen tersebut diambil dari host A, waktu
pengiriman dokumen lebih singkat dan bandwidth WAN ke Internet dapat
dihemat.
Pada contoh di atas terlihat
bagaimana upaya yang mungkin dilakukan untuk menghemat bandwidth. Kasus
pengambilan dokumen yang sama berkali-kali merupakan kasus yang umum
dalam aplikasi WWW dan FTP. Tentu saja akan sangat baik jika user di
host B dapat mengambil dokumen yang sebelumnya telah diambil user di
host A. Penggunaan metode ini hanya dapat berlangsung jika user di host B
mengetahui bahwa duplikat dokumen yang diinginkannya telah berada di
host A dan host A menjalankan aplikasi server sehingga user di host B
memilih untuk mengambil dokumen tersebut dari host A. Kelemahan metode
ini terlihat jelas jika jumlah user dan host banyak dan perilaku mereka
biasanya saling bebas sehingga dokumen yang telah diambil user yang satu
belum tentu akan diambil oleh user yang lain. Kelemahan lain adalah
setiap host client juga harus menjalankan aplikasi server dan user yang
ingin mengambil dokumen harus mengetahui di mana duplikat dokumen
tersimpan.
Cara yang
lebih baik adalah jika setiap user mengakses suatu dokumen, maka
duplikat dokumen tersebut juga disimpan di sebuah situs yang dekat
dengan user. Pada skenario ini terdapat tiga host yang terlibat dalam
sebuah hubungan client-server agar dokumen yang diminta user dapat
tersimpan di situs yang dekat. Hubungan client-server demikian tidak
lagi seperti hubungan client-server sederhana yang telah digambarkan di
atas. Dalam hubungan seperti ini, host ketiga yang disebut sebagai proxy
bertindak sebagai perantara antara client dengan server yaitu
meneruskan permintaan dari client kepada server jika perlu. Jika dokumen
yang ada di proxy dianggap masih baru maka dokumen yang diminta client
cukup diambil dari proxy. Pada posisi ini, proxy akan bertindak sebagai
server dari sisi client dan sebagai client dari sisi server, karena itu
yang sebenarnya terjadi adalah dua buah hubungan client-server sederhana
(gambar 2). Walaupun demikian, user tidak akan merasakan terjadinya dua
hubungan tersebut karena pada tingkat aplikasi yang tampak hanyalah
user melakukan hubungan langsung dengan server tempat dokumen tersebut
berada.
Proses
duplikasi dokumen yang dijelaskan di atas memiliki kemiripan dengan
metode mirroring. Perbedaan utama antara keduanya terletak pada
orientasi duplikasi dokumen. Metode mirroring lebih berorientasi kepada
server sedangkan metode proxy-cache lebih berorientasi kepada client. Di
sini kita dapat melihat kelebihan penggunaan metode proxy-cache
dibandingkan dengan mirroring. Proxy-cache dapat ditempatkan secara
terdistribusi dan dekat dengan client yaitu dengan menempatkannya satu
LAN dengan client. Server mirror, walaupun ditempatkan secara
terdistribusi, memiliki kelemahan karena user yang ingin mengambil
dokumen yang sama dalam waktu yang tidak berbeda jauh harus mengadakan
hubungan client-server melalui jalur WAN yang biasanya memiliki
bandwidth lebih sempit dibandingkan bandwidth LAN.
Jenis-jenis Cache
Masalah
lain yang dihadapi dalam penduplikasian dokumen adalah bagaimana
menjaga agar dokumen yang diduplikasikan sama dengan dokumen yang
terakhir ada di server asli. Server mirror atau cache harus melakukan
pembaruan kembali dokumen agar user percaya bahwa dokumen yang ia terima
dari server mirror atau server proxy-cache sama dengan dokumen yang
terdapat di server. Saat ini terdapat setidaknya dua jenis pembaruan
kembali yang biasa digunakan yaitu jenis persistent dan jenis
non-persistent. Pada jenis persistent, jika terdapat dokumen dalam cache
maka dokumen yang disampaikan ke user adalah dokumen yang berada dalam
cache tersebut. Dokumen tersebut selalu diambil dari cache kecuali jika
user memaksa agar dokumen diambil langsung dari sumbernya. Contoh jenis
ini adalah seperti yang digunakan oleh browser Netscape. Untuk
memerintahkan Netscape agar mengambil langsung dari sumber dokumen, user
harus memilih ikon reload. Kelemahan utama jenis ini adalah pembaruan
kembali dokumen harus dipaksakan dan tidak ada mekanisme untuk memeriksa
apakah dokumen yang disimpan masih sama dengan dokumen yang terdapat
pada server asal atau dokumen harus diambil kembali dari server asal
tersebut.
Berbeda dengan cache jenis
persistent, cache non-persistent memiliki mekanisme untuk memperbarui
dokumen di dalam cache sehingga dokumen yang diterima oleh user dapat
selalu sama dengan dokumen di server asal tanpa perlu dipaksa oleh user.
Mekanisme pembaruan kembali dokumen dalam cache ini menggunakan dua
buah algoritma yang saling mendukung: algoritma Ageing dan algoritma
Least Recently Used (LRU). Algoritma LRU bertugas untuk menjaga agar
selalu tersedia tempat untuk menyimpan dokumen yang baru diakses. Jika
cache sudah hampir penuh, algoritma ini menghapus dokumen-dokumen yang
lama tidak diakses (least recently used) sampai batas tertentu.
Algoritma Ageing memeriksa tanggal dokumen yang terdapat di dalam cache
untuk menentukan apakah dokumen tersebut harus dihapus. Di samping itu
algoritma Ageing juga menentukan apakah dokumen yang sedang diakses user
perlu diambil dari server asal atau cukup dengan menggunakan dokumen
yang terdapat di dalam cache. Server proxy umumnya menggunakan cache
non-persistent karena kelebihan yang disebutkan di atas.
Hierarki Cache
Server
proxy dapat dihubungkan dengan server-server proxy lain dan membentuk
hierarki seperti pada sebuah organisasi. Jika server proxy bergabung
dalam sebuah hierarki, sebuah server proxy bisa memilih untuk mengambil
dokumen yang diinginkan dari server proxy lain dalam hierarki atau
mengambil dari server asal. Saat ini National Laboratory of Applied
Network Research (NLARN) sedang mengembangkan prototipe hierarki cache
dengan beberapa buah server proxy-cache pada tingkat hierarki yang
paling tinggi (root cache). Hierarki ini terdiri dari cache pada tingkat
nasional, regional, dan organisasi. Dalam prototipe ini cache pada
tingkat nasional melayani permintaan akses untuk domain negara tersebut.
Misalnya terdapat permintaan dokumen dari URL http://www.titech.ac.jp
yang berada di bawah domain jp (Jepang), maka dokumen tersebut diminta
dari cache tingkat nasional di Jepang.
Institut
Teknologi Bandung sekarang juga sedang mengembangkan hierarki cache
untuk jaringan di dalam kampus. Dalam hierarki yang kami kembangkan
terdapat beberapa server proxy-cache yang diletakkan secara
terdistribusi agar dapat mengurangi beban lalu lintas jaringan.
Berdasarkan pengalaman kami, di jaringan gedung Pusat Antar Universitas
dalam satu minggu dapat terjadi transfer data yang mencapai 1 Gigabyte
untuk aplikasi WWW dan penggunaan server proxy-cache untuk gedung ini
dapat menghemat lalu lintas data aplikasi WWW sampai sekitar 23%. Jadi
dengan contoh kasus ini dapat terlihat bagaimana keuntungan menggunakan
server proxy-cache untuk menghemat bandwidth WAN.
0 comments:
Post a Comment