Pengembangan Pembagian Beban Kerja Server Cluster DockerSwarm Berbasis Raspberry Dengan Metode Loadbalancer IpHash Serta Terautomasi Ansible

Abstrak

Perkembangan teknologi saat ini mempercepat penyebaran informasi, hal ini meningkatkan traffic dan tekanan pada infrastruktur. Menghadapi ini, sistem yang reliable, availability, dan maintainability diperlukan. Dengan container dan Raspberry Pi sebagai server. Memberikan keunggulan selain 3 karakteristik sistem tersebut juga dari sumberdaya yang diperlukan. Raspberry Pi dapat terhubung ke jaringan LAN maupun nirkabel. Fokus penelitian ini pada perancangan dan implementasi sistem berbasis empat Raspberry Pi, tiga sebagai webserver Nginx, dan satu sebagai kontroler. Sistem ini menggunakan teknologi containerization di lingkungan DockerSwarm dan diintegrasikan Ansible untuk otomatisasi tugas. Tujuan penelitian ini adalah menciptakan sistem yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan, memanfaatkan Raspberry Pi untuk efisiensi daya, dan memberikan manfaat dalam hal skalabilitas dan otomatisasi. Sistem ini menggunakan empat Raspberry Pi dengan algoritma IP HASH untuk pembagian beban kerja. Komponen utama mencakup input dari pengguna, pemrosesan beban kerja oleh load balancer, dan output melalui antarmuka web browser. Load balancer bertanggung jawab atas distribusi lalu lintas dan pemantauan status server untuk mengalihkan lalu lintas jika diperlukan. Pengujian menunjukkan system dengan load balancer lebih efisien dalam penggunaan CPU dengan perbandingan CPU 39.1% pada ws1 dengan loadbalancer dan 51.2% tanpa loadbalancer, 38.9% pada ws2 dengan loadbalancer dan 51.7% tanpa loadbalancer, serta 6.3% pada ws3 ketika loadbalancer mengalihkan request saat server 1 atau 2 mati dan efektif dalam mengalihkan request saat server bermasalah dengan persentase kegagalan melayani request sebesar 18% atau 18 request dari 1000 request sedangkan tanpa loadbalancer request tidak dapat dilayani ketika server yang dituju mati. Ini membuktikan reliable, availability, dan maintainability pada sistem ini terpenuhi.

Abstract

Current technological advancements have accelerated the dissemination of information, increasing traffic and pressure on infrastructure. To handle this, reliable, available, and maintainable systems are required. Utilizing containers and Raspberry Pi as servers offers significant advantages, particularly in resource efficiency. Raspberry Pi can connect to networks via LAN cables or wirelessly. This research focuses on designing and implementing a system based on four Raspberry Pis three as Nginx web servers and one as a controller. The system employs containerization technology within a Docker Swarm environment and integrates Ansible for task automation. The goal is to create an adaptable system that leverages Raspberry Pi for energy efficiency, scalability, and automation benefits. The system uses the IP HASH algorithm for workload distribution, with key components including user input, workload processing by the load balancer, and output via a web browser interface. The load balancer handles traffic distribution and server status monitoring, redirecting traffic as needed. Testing shows that the system with a load balancer is more efficient in CPU usage 39.1% on ws1 with a load balancer and 51.2% without, 38.9% on ws2 with a load balancer and 51.7% without, and 6.3% on ws3 when redirecting requests during server 1 or 2 failures. It effectively redirects requests during server issues, with a failure rate of 18% (18 out of 1000 requests), while requests cannot be served when the targeted server is down without a load balancer. This demonstrates the system's reliability, availability, and maintainability.