Shared Data dan Transaction

Shared Data

Pengertian Sharing Data / Resource Sharing

Dalam sistem terdistribusi, beberapa komputer yang berbeda saling terhubung satu sama lain melalui jaringan sehingga komputer yang satu dapat mengakses dan menggunakan sumber daya yang terdapat dalam situs lain. Misalnya, user di komputer A dapat menggunakan laser printer yang dimiliki komputer B dan sebaliknya user di situs B dapat mengakses file yang terdapat di komputer A.

• Pengaksesan resource pada sistem terdistribusi yang memerlukan:

- Nama resource (untuk pemanggilan)

- Alamat (lokasi resource tersebut)

- Rute (bagaimana mencapai lokasi tersebut)

• Name Service memiliki konsentrasi pada aspek penamaan, dan pemetaan antara nama & alamat, bukan pada masalah rute, yang dibahas di Jaringan Komputer.

• Resource yang dipakai dalam Name Service adalah: komputer, layanan, remote object, berkas, pemakai.

• Keuntungan Shared Data

- Mengurangi biaya duplikasi usaha pengumpulan data

- Aman-menjaga data dalam lingkungan yang aman

- Back-up data

• Kelemahan Shared Data

Kemudahan sharing file dalam jaringan yang ditujukan untuk dipakai oleh orang-orang tertentu, seringkali mengakibatkan bocornya sharing folder dan dapat dibaca pula oleh orang lain yang tidak berhak. Hal ini akan selalu terjadi apabila tidak diatur oleh administrator jaringan.

Sementara data sharing salah satu basis ini menguntungkan, pengarsipan dataset melalui organisasi yang berdedikasi adalah lebih baik.

Pusat data memiliki infrastruktur terpusat dan in-house semua aspek keahlian dalam menelan data, Kurasi, persiapan, dokumentasi, penyimpanan, penyebaran, dukungan pengguna dan promosi.

• Tujuan Shared Data

Sharing resources bertujuan agar seluruh program, peralatan atau peripheral lainnya dapat dimanfaatkan oleh setiap orang yang ada pada jaringan komputer tanpa terpengaruh oleh lokasi maupun pengaruh dari pemakai.

• Manfaat Share Data

Walaupun perangkat sekarang sudah memiliki kemampuan yang cepat dalam proses-proses komputasi, atau misal mengakses data, tetapi pengguna masih saja menginginkan ssitem berjalan dengan lebih cepat. Apabila hardware terbatas, kecepatan yang diinginkan user dapat di atasi dengan menggabung perangkat yang ada dengan sistem.

Fault Tolerance

Salah satu tujuan dalam membangun sebuah system terdistribusi adalah memungkinkan untuk melakukan improvisasi terhadap kehandalan sistem. Ini dilakukan karena setiap system pasti akan menemukan kesalahan atau gangguan. Sehingga perlu untuk dibuat pencegahan atau solusi untuk mengatasi masalah tersebut. Availability: kalau mesin mati (down), sistem tetap harus berjalan dengan jumlah layananan yang tersisa. Dalam suatu sistem terdistribusi komponen dalam system yang sangat vital terutama pada resources (critical resources) berjumlah seminimal mungkin. Yang dimaksud dengan critical resources adalah komponen dalam system yang harus ada untuk menjalankan sistem terdistribusi. 

            Secara umum, ada dua jenis fault tolerant, yaitu fault tolerant secara hardware dan secara software. Untuk itu, masing - masing Software dan Hardware harus di replikasi. Sehingga kalau terjadi kegagalan / error maka yang lain akan menangani. Data dalam sistem terdistribusi tidak boleh hilang, oleh karena itu copy dari data atau resource lainnya tersebut disimpan secara redundan pada server lain, tapi tetap harus dijaga konsistensi datanya. Hal ini memang berkaitan dengan replikasi. Dengan membuat system terdistribusi yang fault tolerance maka Sistem harus bisa mendeteksi kegagalan dan melakukan tindakan dasar sebagai berikut:

1.Mask the fault (menutupi kegagalan): tugas harus dapat dilanjutkan dengan menurunkan kinerja tapi tanpa terjadi kehilangan data atau informasi.

2.Fail Gracefully: membuat suatu antisipasi terhadap suatu kegagalan ke suatu prosedur yang telah di rencanakan dan memungkinkan untuk menghentikan proses dalam waktu yang singkat tanpa menghilangkan  informasi atau data.

Transaksi (Transaction)

Transaksi merupakan bagian dari pengeksekusian sebuah program yang melakukan pengaksesan basis data dan bahkan juga melakukan serangkaian perubahan data.  DBMS yang kita gunakan harus menjamin bahwa setiap transaksi harus dapat dikerjakan secara utuh atau tidak sama sekali.  Tidak boleh ada transaksi yang hanya dikerjakan sebagian, karena dapat menyebabkan inkonsistensi basis data.  Untuk itu transaksi selalu merubah basis data dari satu kondisi konsisten ke kondisi konsisten lain.

Sebuah transaksi berpeluang untuk ‘mengganggu’ integritas basis data yang dapat membuat kondisi/hubungan antar data tidak seperti seharusnya.  Untuk menjamin agar integritas dapat tetap terpelihara maka setiap transaksi harus memiliki sifat-sifat:

1.      Atomik, dimana semua operasi dalam transaksi dapat dikerjakan seluruhnya atau tidak sama sekali.

2.      Konsisten, dimana eksekusi transaksi secara tunggal harus dapat menjamin data tetap konsisten setelah transaksi berakhir.

3.      Terisolasi, jika pada sebuah sistem basis data terdapat sejumlah transaksi yang dilaksanakan secara bersamaan, maka semua transaksi yang dilaksanakan pada saat yang bersamaan tersebut harus dapat dimulai dan bisa berakhir.

4.      Bertahan, dimana perubahan data yang terjadi setelah sebuah transaksi berakhir dengan baik, harus dapat bertahan bahkan jika seandainya sistem menjadi mati

Terhentinya suatu transaksi tidak selalu diakibatkan oleh kegagalan insidental baik dari perangkat keras (crash) ataupun kemacetan sistem operasi (hang).  Tapi lebih sering terjadi karena user sengaja menghentikan transaksi atau karena penghentian transaksi oleh DBMS akibat adanya kondisi tak diinginkan, seperti deadlock atau timeout.

Sebuah transaksi dapat menghasilkan dua kemungkinan:

a.       Jika dilaksanakan lengkap seluruhnya, transaksi tersebut telah di commit dan basis data mencapai keadaan konsisten baru.

b.      Jika transaksi tidak sukses, maka transaksi dibatalkan dan basis data dikembalikan ke keadaan konsisten sebelumnya (rollback).

Transaksi yang sudah di commit tidak dapat dibatalkan lagi.  Jika ada kesalahan, maka harus dilakukan transaksi lain yang membalik dampak transaksi sebelumnya. Status-status yang dapat dicapai oleh sebuah transaksi sejak mulai dilaksanakan hingga selesai atau batal adalah:

1.      Aktif (Active), yang merupakan status awal (initial state) sebuah transaksi yang menunjukkan transaksi tersebut masih dieksekusi.

2.      Berhasil Sebagian (Partially Committed), yaitu keadaan yang dicapai transaksi tepat pada saat operasi terakhir dalam transaksi selesai dikerjakan.

3.      Gagal (Failed), yang merupakan keadaan dimana sebuah transaksi terhenti pengeksekusiannya sebelum tuntas sama sekali.

4.      Batal (Aborted), yaitu keadaan dimana sebuah transaksi dianggap tidak/belum dikerjakan yang tentu dengan terlebih dahulu diawali dengan mengembalikan semua data yang telah diubah ke nilai-nilai semula. (yang menjadi tanggung jawab DBMS).

5.      Berhasil Sempurna (Committed), keadaan dimana transaksi telah dinyatakan berhasil dikerjakan seluruhnya dan basis data telah merefleksikan perubahan-perubahan yang memang diinginkan transaksi.

Ketika sebuah transaksi mulai dikerjakan, maka transaksi itu berada dalam status aktif.  Jika terjadi penghentian sebelum operasi berakhir, maka transaksi segera beralih ke statusgagal/failed.  Namun, bila keseluruhan transaksi selesai dikerjakan, maka transaksi itu berada pada status berhasil sebagian/partially committed, dimana perubahan-perubahan data masih berada di dalam memori utama yang bersifat volatile/tidak permanen.  Transaksi dalam status ini masih mungkin untuk pindah ke status failed, karena ada pembatalan transaksi baik sengaja maupun tidak.  Jika tidak beralih ke status failed, maka nilai-nilai data yang ada di memori utama akan direkam ke dalam disk yang bersifat permanen.  Begitu proses perekaman selesai, maka transaksi beralih ke status committed.  Sementara itu, transaksi yang berada pada status failed, maka DBMS harus menjalan proses rollback.  Proses tersebut dapat berupa:

·     Mengulangi pelaksanaan transaksi / restart, yang dilakukan pada transaksi yang failed akbiat kemacetan perangkat keras ataupun perangkat lunak dan bukannya penghentian transaksi secara sengaja oleh user.

·        Mematikan transaksi / kill, yang dilakukan untuk transaksi yang dihentikan secara sengaja oleh user atau akibat adanya kesalahan lojik dalam penulisan aplikasi.

Begitu salah satu dari pilihan proses tersebut selesai dilakukan, maka transaksi berpindah ke status batal (aborted).  Status berhasil sempurna/committed maupun batal/abortedmerupakan status terminasi, yaitu status akhir dalam pelaksanaan transaksi.

Sinkronisasi dan Asinkronisasi

Sinkronisasi adalah Adalah satu kunci kerja dari komunikasi data. Transmiter mengirimkan pesan 1 bit pada satu saat melalui medium ke receiver. Receiver harus menandai awal dan akhir blok dari bit, juga harus diketahui durasi untuk masing-masing bit sehingga dapat sample lajur dari timing untuk membaca masing-masing bit (merupakan tugas dari timming).

Contoh : jika ada perbedaan misalkan 1 % (clock receiver 1% lebih lambat atau lebih cepat daripada clock transmitter), maka pada pensamplingan pertama akan meleset dari tengah bit dan setelah jumlah waktu tertentu, akan mengalami error.

Sinkronisasi di bagi menjadi 2, yaitu :

1.           Asynchronous

          Untuk mencegah problem timming dengan tidak mengirim aliran bit panjang yang tidak putus putusnya. Bit-bit dikirim per-karakter pada setiap waktu yang mana masing-masing karakter mempunyai panjang 5-8 bit. Timing atau synchronisasi harus dipertahankan antara tiap karakter; receiver mempunyai kesempatan untuk men-synchron-kan awal dari tiap karakter baru.

2.       Synchronous / timing

Lebih efisien, karena blok-blok karakter / bit-bit ditransmisikan tanpa kode start dan stop, tetapi tiap blok blok dimulai dengan suatu pola preamble bit dan diakhiri dengan pola postamble bit. Pola-pola ini adalah kontrol informasi.Waktu kedatangan dan keberangkatan untuk masing-masing bit dapat diramalkan. Frame adalah data plus kontrol informasi. Format framenya tergantung dari metode transmisi, yaitu:

1.       Transmisi orientasi karakter

·                 Blok-blok data dikerjakan sebagai barisan karakter (biasanya 8 bit karakter), frame dimulai dengan 1 atau lebih karakter sinkronisasi. Karakter sinkronisasi biasanya disebut dengan “SYN” yang merupakan bit pattern unik sinyal yang diterima penerima permulaan dari blok.

·                 Penerima kemudian merubah blok-blok data yang datang oleh karakter SYN dan menerima data sampai karakter postamble (informasi yang terletak pada bagian belakang blok data yang dikirimkan) terlihat dan begitu seterusnya

2.       Transmisi bit.

·                Blok-blok data dikerjakan sebagai barisan bit-bit, tidak ada data maupun informasi kontrol diperlukan untuk menginter-prestasikan dalam satuan karakter 8 bit

Perbandingan asinkron dan sinkron

·                Untuk blok-blok data yang cukup besar, transmisi sinkronisasi jauh lebih efisien daripada asinkron. Transmisi asinkron memerlukan overhead 20 % atau lebih.

·                Bila menggunakan transmisi sinkron biasanya lebih kecil dari 1000 bit, yang mengandung 48 bit kontrol informasi (termasuk flag), maka untuk pesan 1000 bit, overheadnya adalah 48 / 1048 X 100% = 4.6%

Urutan pengerjaan sinkronisasi yaitu :

1.             Sinkronisasi bit: Ditandai awal & akhir untuk masing-masing bit

2.             Sinkronisasi karakter / kata: Ditandai awal dan akhir untuk masing-masing karakter / satuan kecil lainnya dari data

3.             Sinkronisasi blok / pesan :Ditandai awal dan akhir dari satuan besar data. Dan untuk pesan yang besar, dibagi-bagi menjadi beberapa blok kemudian baru dikirimkan pengurutan blok-blok yang telah dibagi tersebut adalah tugas dari timming. Sedangkan pengaturan level sinyal adalah tugas dari sintax dan untuk melihat arti dari pesan adalah tugas dari semantik.

PROSES TIME AND COORDINATION

1.       a.            Pengetahuan Logical Clock & Synchronisation

 Logical Clock

Logical clock adalah software counter yang bertambah secara monoton dimana nilainya tidak perlu menanggung hubungan tertentu ke suatu physical clock. Hampir seluruh komputer memiliki sebuah circuit untuk menunjukkan waktu. Pada kenyataannya circuit tersebut bukanlah penunjuk waktu (jam) yang sebenarnya. Kata yang tepat untuk mendeskripsikan circuit tersebut adalah timer. Timer pada suatu komputer pada umumnya merupakan suatu crystal quartz yang termekanisasi. Jika dihadapkan pada suatu tekanan, kristal tersebut akan berosilasi pada frekuensi tertentu bergantung pada jenis kristal dan bagaimana kristal tersebut dipotong serta seberapa besar tekanan yang diberikan. Terdapat 2 register yang berasosiasi dengan kristal tersebut. Sebuah counter dan holding register. Setiap interript akan diregenerasi dan counter akan kembali terisi oleh nilai yang terdapat pada holding register. Dengan begini sangat memungkinkan untuk memrogram sebuah timer untuk meregenerasi 60 interrupt tiap detiknya atau sesuai dengan frekuensi yang diinginkan. Setiap interrupt disebut dengan satu clock tick.

Synchronisation

Sinkronisasi adalah proses pengaturan jalannya beberapa proses pada saat yang bersamaan. Secara garis besar mungkin sinkronisasi adalah menyamakan sesuatu secara bersamaan. Sinkronisasi adalah suatu proses pengendalian akses dari sumber daya terbagi pakai (shared resource) oleh banyak thread sedemikian sehingga hanya satu thread yang dapat mengakses sumber daya tertentu pada satu waktu.

b.      Proses Koordinasi pada sistem  Terdistribusi

Sistem tedistribusi memungkinkan kita untuk saling mengkoordinasikan dan saling bekerja sama dalam melakukan aktifitas secara lebih efisien dan lebih efektif. Tujuan utama dari system terdistribusi dapat direpresentasikan dengan : resource sharing , openness, concurrency, scalability, fault-tolerance dan transparency.

Proses koordinasi nya

Dijalankan secara bersamaan (execute concurrently) interaksi untuk bekerjasama dalam mencapai tujuan yang sama mengkoordinasikan aktifitas dan pertukaran informasi yaitu pesan

yang dikirim melalui jaringan komunikasi. Jika kita melihat sistem terdistribusi sebagaikoleksi (mungkin proses multithreaded, maka bagian komputasi dari sistem terdistribusi dibentuk oleh proses, masing-masing terkait dengan aktivitas komputasi spesifik, yang pada prinsipnya, dilakukan secara independen dari kegiatan lainnya proses. Dalam model ini, bagian koordinasi sistem terdistribusi menangani komunikasi kerjasama antara proses. Membentuk perekat yang mengikat kegiatan yang dilakukan oleh proses menjadi keseluruhan.

c.    Perbedaan Model Sinkronisasi dan Asinkronisasi

Sistem basis data terdistribusi dapat menyimpan duplikat dari data yang sama dalam site yang berbeda agar perolehan informasi yang semakin cepat dan toleransi kesalahan. Proses ini disebut replikasi. Replikasi pada relasi bersifat redundan pada dua atau lebih situs. Replikasi pada relasi disebut replikasi penuh bila relasi tersebut disimpan pada semua situs. Basis data disebut redundan penuh jika tiap-tiap site mengandung duplikat dari keseluruhan basis data.

Replikasi dilakukan karena memiliki kelebihan sebagai berikut:

·     jika situs asli yang menyimpan relasi R mengalami kegagalan, relasi R tetap dapat diakses melalui replikanya query pada relasi R dapat berjalan secara paralel di simpul (situs) yang berbeda lebih sedikit transfer data, yaitu tidak perlu lagi mengambil data suatu relasi melalui jaringan karena sudah ada replika dalam situs lokal.Sementara itu, dalam melakukan replikasi, ada dua strategi, yaitu :

·          sinkron yaitu: sebelum seluruh proses transaksi update dinyatakan selesai, data yang telah dimodifikasi disinkronkan ke setiap duplikatnya; proses ini harus menunggu hingga data di tempat penyimpanan duplikat selesai ditulis sebelum dilakukan perubahan lainnya sehingga menjadi lebih kompleks

·          asinkron yaitu: copy data diperbaharui secara periodik berdasarkan data utama yang diperbaharui; proses penulisan data selesai tanpa perlu menunggupenulisan data di tempat penyimpanan duplikat selesai; proses ini memang meningkatkan kinerja sistem namun risikonya, inkonsistensi data bisa terjadi.

SHARE DATA

2.      a.    Konsep dan operasi Shared Data antara server dan client

Dalam sistem terdistribusi, beberapa komputer yang berbeda saling terhubung satu sama lain melalui jaringan sehingga komputer yang satu dapat mengakses dan menggunakan sumber daya yang terdapat dalam situs lain. Misalnya, user di komputer A dapat menggunakan laser printer yang dimiliki komputer B dan sebaliknya user di situs B dapat mengakses file yang terdapat di komputer A. Konsep  Sharing Client – Server Jaringan client atau server adalah     jaringan dimana    komputer client bertugas   melakukan permintaan data dan server bertugas melayani permintaan tersebut.

Client

v   User akan membuat permintaan melalui software client. Aplikasi ini berfungsi :

v   Memberikan interface bagi user untuk melakukan jobs.

v   Format request data ke bentuk yang dapat dimengerti oleh server

v   Menampilkan hasil yang diminta pada layar

Server

Jaringan client atau server, server khusus digunakan untuk pemrosesan, penyimpanan dan manajemen data. Server bertugas menerima request dari client, mengolahnya, dan mengirimkan kembali hasilnya ke client.

Untuk itu, server membutuhkan komputer khusus dengan spesifikasi hardware yang jauh lebih baik dan bertenaga dibandingkan hardware untuk client karena komputer harus mampu melayani:

v   Request secara simultan dalam jumlah besar

v   Aktivitas manajemen jaringan

v   Menjamin keamanan pada resource jaringan

b.   Proses Layanan pada Saat Terjadi Crash atau Fault Tolerance & Data Transaction dan Urutan Operasi yang Dijalani Oleh Server

Sebuah kecelakaan (atau sistem crash) dalam komputasi adalah suatu kondisi di mana sebuah komputer atau program, baik aplikasi atau bagian dari sistem operasi, berhenti berfungsi dengan baik, sering keluar setelah menghadapi kesalahan. Seringkali program menyinggung mungkin muncul untuk membekukan atau hang sampai layanan pelaporan kecelakaan dokumen rincian kecelakaan itu. Jika program adalah bagian penting dari kernel sistem operasi, seluruh komputer dapat kecelakaan. Hal ini berbeda dari hang atau membekukan dimana aplikasi atau OS terus berjalan tanpa respon jelas untuk masukan.

Banyak crash adalah hasil dari eksekusi instruksi mesin tunggal, tetapi penyebab ini berlipat ganda. Penyebab khas adalah ketika program counter diatur ke alamat yang salah atau buffer overflow menimpa sebagian kode program karena bug sebelumnya. Dalam kedua kasus, itu cukup umum untuk prosesor untuk mencoba untuk mengeksekusi data atau nilai memori acak. Karena semua nilai data adalah mungkin tetapi hanya beberapa nilai instruksi valid, ini sering mengakibatkan pengecualian instruksi ilegal.

c. Konsep Dasar Replication

Replikasi adalah suatu teknik untuk melakukan copy dan pendistribusian data dan objek-objek database dari satu database ke database lain dan melaksanakan sinkronisasi antara database sehingga konsistensi data dapat terjamin. Dengan menggunakan teknik replikasi ini, data dapat didistribusikan ke lokasi yang berbeda melalui koneksi jaringan lokal maupun internet. Replikasi juga memungkinkan untuk mendukung kinerja aplikasi, penyebaran data fisik sesuai dengan penggunaannya, seperti pemrosesan transaksi online dan DSS (Desiscion Support System) atau pemrosessan database terdistribusi melalui beberapa server.

Replikasi adalah proses menyalin dan memelihara objek database dalam beberapa database yang membentuk suatu sistem database terdistribusi. Replikasi dapat meningkatkan kinerja dan melindungi ketersediaan aplikasi karena data pilihan alternatif akses ada. Sebagai contoh, sebuah aplikasi biasanya dapat mengakses database lokal daripada server jauh untuk meminimalkan lalu lintas jaringan dan mencapai kinerja maksimum. Selanjutnya, aplikasi dapat terus berfungsi jika server lokal mengalami kegagalan, tetapi server lain dengan data direplikasi tetap dapat diakses.