MESIN VIRTUAL (VIRTUAL MACHINE)

DEFINISI MESIN VIRTUAL

Sebuah mesin virtual (VM) adalah sebuah perangkat lunak implementasi dari mesin (yaitu komputer ) yang mengeksekusi instruksi seperti mesin fisik.

Virtual adalah istilah yang awalnya berasal dari optik, untuk memahami objek di cermin. Objek dalam cermin adalah cerminan dari suatu benda fisik yang sebenarnya, tetapi cermin tidak benar-benar objek. Ini berarti bahwa gambar tersebut terlihat seperti objek aktual dan terlihat menjadi di lokasi yang sama.

Sebuah mesin virtual (VM) adalah implementasi perangkat lunak dari sebuah mesin (misalnya komputer) yang mengeksekusi program-program seperti mesin fisik. Mesin virtual dipisahkan menjadi dua kategori utama, didasarkan pada penggunaan dan tingkat korespondensi untuk setiap mesin nyata. Sebuah mesin virtual sistem menyediakan lengkap platform sistem yang mendukung pelaksanaan lengkap sistem operasi (OS). Sebaliknya, mesin virtual proses didesain untuk menjalankan satu program , yang berarti bahwa ia mendukung satu proses Karakteristik penting dari sebuah mesin virtual adalah bahwa perangkat lunak yang berjalan di dalam terbatas pada sumber daya dan abstraksi yang disediakan oleh mesin virtual tidak dapat keluar dari dunia virtual.

Sebuah mesin virtual pada awalnya ditentukan oleh Popek dan Goldberg sebagai "yang efisien, terisolasi duplikat dari mesin yang nyata". gunakan saat ini mencakup mesin virtual yang tidak memiliki surat-menyurat langsung ke perangkat keras yang nyata.

MANFAAT DARI MESIN VIRTUAL

Ada beberapa manfaat yang dapat diperoleh bila menggunakan vm, antara lain:

1. untuk keperluan uji program (trial and error), tidak perlu me-restart PC untuk beralih system operasi (dual boot) atau berpindah computer.

2. Dapat mengembangkan peranti lunak multiplatform dengan cepat karena adanya lebih dari system operasi yang berjalan bersamaan.

3. Dapat menambah intensitas penggunaan computer tanpa harus memebeli atau menambah computer.

4. bermigrasi dengan mudah dari satu system operasi ke system operasi lain tanpa harus takut kehilanagan data karena salah partisi

5. dapat membuat jaringan antar PC dengan mesin virtual walaupun PC tidak terpasang Network card maupun hub atau switch. VM akan secara otomatis menyediakannya.

6. vmware memeberikan fleksibilitas penggunaan system operasi secara bersamaan, sehingga bias mempelajari system operasi yang berbeda tanpa harus kehilanagn banyak waktu.

Top of Form

Bottom of Form

MACAM-MACAM MESIN VIRTUAL

1. Virtual Machine Sistem

     VM sistem memungkinkan pembagian sumber daya perangkat keras yang ada ke dalam VM-VM yang berbeda, masing-masing menjalankan system operasinya sendiri. Lapisan perangkat lunak yang menyediakan virtualisasi disebut virtual machine monitor atau hypervisor. Sebuah hypervisor bias berjalan pada perangkat keras (Tipe 1 atau native VM) atau di atas sebuah sistem operasi (Tipe 2 atau hosted VM). Keunggulan utama dan VM sistem adalah:

• Berbagai lingkungan sistem operasi dapat berjalan pada komputer yang sama, dalam isolasi antar lingkungan yang kyat VM dapat menyediakan instruction set architecture (ISA) yang berbeda dengan yang ada pada perangkat keras.

• Sistem operasi guest (yang berjalan di atas VM) tidak harus merupakan sistem operasi yang sama (sehingga bisa menjalankan sistem operasi terdahulu untuk menggunakan perangkat lunak yang belum di-port ke versi yang lebih baru). Penggunaan VM untuk mendukung berbagai sistem operasi yang berbeda menjadi populer pada embedded system, di mana sistem operasi real time digunakan bersamaan dengan sistem operasi high level seperti Linux atau Windows. Kegunaan lainnya adalah untuk men-sandbox (mengisolasi perubahan kodekode yang masi belum terpercaya ) dari OS yang belum bisa dipercaya, karena masih dalam tahap pengembangan. VM memiliki manfaat lain pada pengembangan system operasi seperti akses debugging yang lebih baik dan reboot yang lebih cepat. 

2. Virtual Machine Proses

    Suatu VM proses, kadang disebut application virtual machine, berjalan sebagai applikasi normal di dalam sebuah sistem operasi dan mendukung satu proses. VM Proses diciptakan saat proses tersebut dimulai dan dihancurkan (destroyed) ketika prosesnya exit. Tujuannya adalah menyediakan environment pemrograman yang platform-independent yang mengabstraksi detil-detil perangkat lunak atau sistem operasi, dan mengizinkan suatu program tereksekusi dengan cara yang sama pada platform manapun.

     VM proses menyediakan abstraksi tingkat-tinggi (dibandingkan abstraksi tingkat rendah dari VM sistem) – yaitu abstraksi bahasa pemrograman tingkat tinggi. VM proses diimplementasi menggunakan interpreter.

Tipe VM ini menjadi populer dengan bahasa pemrograman Java, yang diimplementasi dengan Java Virtual Machine. Contoh lainnya adalah .NET Framework, yang berjalan atas VM disebut Common Language Runtime.  Kasus istimewa dari VM proses adalah sistem yang mengabstraksi mekanisme komunikasi dari cluster komputer (yang mungkin heterogen). VMnya tidak terdiri dari satu proses, melainkan satu proses per mesin fisik di dalam cluster. VM tersebut dirancang untuk mempermudah pekerjaan memrogramkan aplikasi parallel dengan membiarkan programmer fokus pada algoritma daripada mekanisme komunikasi yang disediakan oleh interconnect dan sistem operasi. Kenyataan bahwa komunikasi terjadi tidak disembunyikan, dan cluster tidak diusahakan direpresentasi sebagai satu mesin.

3. Virtualisasi Penuh

     Virtualisasi penuh dalam ilmu komputer ialah teknik virtualisasi yang digunakan untuk implementasi pada berbagai macam lingkungan virtual machine, yang mana pada virtualisasi penuh menyediakan simulasi lengkap dari perangkat keras. Simulasi lengkap ini menyebabkan semua perangkat lunak yang bisa dieksekusi langsung pada perangkat keras dieksekusi juga pada VM, termasuk semua sistem operasi.

    Salah satu ilustrasi dari virtualisasi penuh adalah dalam program kontrol dari sistem operasi CP/CMS dari IBM. Setiap pengguna dari CP/CMS diberikan sebuah sistem komputer (yang sebenarnya merupakan virtual machine) yang berdiri sendiri. Virtual machine tersebut memiliki semua kemampuan dari perangkat keras yang mendasarinya, dan untuk penggunanya, virtual machine tidak dapat dibedakan dengan sebuah sistem yang tersendiri. Simulasi dilakukan secara menyeluruh dan didasarkan prinsip operasi dari perangkat keras sehingga mencakup instruction set, main memory, interrupts, exceptions, and device ccess. Hasilnya adalah sebuah mesin yang dapat dibagi antar banyak pengguna.

     Virtualisasi penuh hanya dimungkinkan dengan kombinasi perangkat keras dan perangkat lunak yang tepat. Sebagai contoh, tidak dimungkinkan untuk kebanyakan sistem IBM System/360. Sistem x86 juga dulunya disangka tidak dapat menjalankan virtualisasi penuh (walaupun banyak VM di sistem ini cukup dekat untuk disebut virtualisasi penuh misalnya Vmware Workstation, VMware Server, VirtualBox, Parallels Desktop for Mac, Adeos, Mac-on-Linux, Win4BSD, and Win4Lin Pro), tetapi dengan menggunakan teknik binary translation, VMware bisa menjalankan virtualisasi penuh.

      Tantangan utama pada virtualisasi penuh adalah simulasi dari operasi yang memerlukan hak khusus seperti instruksi M/K. Pengaruh dari setiap operasi yang dilakukan dalam VM harus dijaga agar tetap di dalam VM – operasi virtual tidak diizinkan untuk mengubah status pada VM lain, program kontrol, atau perangkat keras. Instruksi yang pengaruhnya diatur oleh program control bisa langsung dieksekusi oleh perangkat keras. Sedangkan instruksi yang bisa berpengaruh sampai ke luar VM harus dibungkus dan disimulasikan.

     Virtualisasi penuh sejauh ini terbukti sukses untuk keperluan pembagian sebuah sistem komputer untuk digunakan banyak pengguna dan untuk isolasi pengguna dengan pengguna lain dan dengan program kontrol untuk memperoleh keandalan dan keamanan sistem.

 4. Virtualisasi Paruh

     Virtualisasi paruh dalam ilmu komputer ialah teknik virtualisasi yang digunakan untuk pengimplementasian pada berbagai macam lingkungan virtual machine, yang mana pada virtualisasi paruh ini lingkungan VM hanya menyediakan simulasi perangkat keras secara sebagian saja. Tidak semua fitur perangkat keras disimulasikan sehingga tidak semua perangkat lunak dapat berjalan tanpa modifikasi terlebih dahulu.

    Kunci utama dari partial virtualization adalah virtualisasi alamat, yang artinya setiap virtual machine terdiri dari sebuah alamat yang independen. Kemampuan ini haruslah didukung oleh kemampuan untuk merelokasi alamat dari sebuah perangkat keras, sudah ada pada kebanyakan implementasi praktis dari virtualisasi paruh.

   Virtualisasi paruh adalah awal dari adanya virtualisasi penuh. Virtualisasi paruh digunakan pada generasi pertama dari sistem time-sharing CTSS dan sistem paging eksperimental pada IBM M44/44X. Istilah ini juga bias digunakan untuk mendeskripsikan system operasi yang menyediakan ruang alamat yang terpisah untuk pengguna atau proses yang berbeda.
     Virtualisasi paruh ini jauh lebih mudah diimplementasi daripada virtualisasi penuh, seringkali sanggup menyediakan VM yang berguna dan tangguh serta mendukung aplikasi-aplikasi penting. Kekurangannya adalah masalah kompabilitas perangkat keras terdahulu dan portabilitas (tidak mendukung banyak sistem). Jika suatu fitur perangkat keras tidak disimulasikan maka perangkat lunak yang menggunakan fitur tersebut akan gagal berjalan.

5. Virtualisasi Asli

    Virtualiasi asli adalah teknik dimana VM digunakan untuk mensimulasi statu environment perangkat keras lengkap supaya sistem operasi yang tidak dimodifikasi dapat dijalankan untuk tipe CPU yang sama di terisolasi lengkap di dalam wadah VM. Native virtualization memanfaatkan kemampuan bantuan perangkat keras yang tersedia di dalam prosesor-prosesor termutakhir dari Intel (Intel VT) dan Advanced Micro Devices (AMD-V) untuk menyediakan performa mendekati sistem aslinya.

    Virtualisasi asli, juga dikenal sebagai virtualisasi terakselerasi atau virtualisasi hybrid adalah kombinasi virtualisasi penuh dan teknik akselerasi I/O dan sering dipakai untuk sangat meningkatkan performa virtualisasi penuh. Biasanya, metode ini dimulai dengan Virtual Machine Monitor yang mampu virtualisasi penuh lalu, berdasarkan analisa performa, menjalankan teknik akselerasi terpilih. I/O dan network drivers adalah bagian yang paling umum diakselerasi dalam virtualisasi asli.

source :
http://bebas.vlsm.org/v06/Kuliah/SistemOperasi/2008/240/08._Virtual_Machine_VM_.pdf

KEUNTUNGAN DAN KELEMAHAN DARI MESIN VIRTUAL

Keuntungan utama dari VM adalah:

• beberapa OS lingkungan bisa hidup berdampingan pada komputer yang sama, dalam isolasi kuat dari satu sama lain
• mesin virtual dapat menyediakan set instruksi arsitektur (ISA) yang agak berbeda dari mesin nyata
• aplikasi provisioning, pemeliharaan, ketersediaan tinggi dan pemulihan bencana \

 Kelemahan utama dari VM adalah:

• mesin virtual kurang efisien dibandingkan mesin yang sebenarnya ketika mengakses hardware secara tidak langsung
• ketika VMS multiple bersamaan berjalan pada host fisik yang sama, setiap VM mungkin menunjukkan kinerja yang bervariasi dan tidak stabil (Kecepatan Eksekusi, dan bukan hasil), yang sangat tergantung pada beban kerja yang dikenakan pada sistem dengan VM yang lain, kecuali teknik yang tepat digunakan untuk isolasi temporal antara mesin virtual .