Cloud Computing dan WSN (Wireless Sensor Network)

Nama/NIM: Kadek Meliantari/1404505081

Jurusan/Fakultas/Perguruan Tinggi: Teknologi Informasi/Teknik/Universitas Udayana

Mata Kuliah: Manajemen Jaringan dan Server

Dosen: I Putu Agus Eka Pratama, S.T., M.T.

1. Teknologi Cloud Computing merupakan salah satu teknologi di dalam proses manajemen server dan jaringan.

A. Definisi Cloud Computing menurut NIST

Dalam draf NIST (National Institute of Standard and Technology) yang berjudul The NIST Definition of Cloud Computing, Peter Meeldan Timothy Grance mendefinisikan Cloud Computing sebagai sebuah model yang memungkinkan adanya penggunaan sumber daya (resource) secara bersama-sama dan mudah, menyediakan jaringan akses dimana-mana, dapat konfigurasi, dan layanan yang digunakan sesuai keperluan (on demand). Sehingga dapat dikatakan bahawa layanan pada Cloud Computing dapat disediakan dengan cepat dan meminimalisir interaksi dengan penyedia layanan (vendor/provider) Cloud Computing.

　

B. Cloud Computing memiliki nilai lebih dalam On Demand Service yaitu 3 Jenis Layanan dan 4 Model Deployment pada Cloud Computing

Tiga Jenis layanan pada Cloud Computing :

1. Software as a Service (SaaS)

Jenis layanan yang diberikan kepada konsumen dengan bentuk menggunakan/pemakaian aplikasi. Aplikasi dapat diakses dari berbagai perangkat klien baik melalui tatapmuka klien, seperti browser web (misalnya, email berbasis web), atau tatapmuka program. Cukup dengan komputer atau perangkat mobile, jaringan, server, sistem operasi, aplikasi web browser, dan koneksi internet saja konsumen dpat dengan mudah menggunakan layana Cloud Computing tipe ini.

2. Platform as a Service (PaaS)

merupakan jenis layanan pada Cloud Computing yang menekankan pada penyediaan platform untuk membantu proses pengembangan perangkat lunak secara cepat dan mudah. Layanan platform yang diberikan kepada konsumen umumnya juga berbasis web, dimana di dalamnya telah tersedia banyak fitur yang memudahkan programmer dan pengguna awam dalam mengembangkan aplikasi tanpa memerlukan banyak proses penulisan sumber code (coding).

3. Infrastructure as a Service (IaaS)

Jenis layanan yang diberikan kepada konsumen untuk pengolahan penyediaan, penyimpanan, jaringan, dan sumber daya lainnya yang mendasar komputasi di mana konsumen dapat menyebarkan dan menjalankan perangkat lunak sewenang-wenang, yang dapat mencakup sistem operasi dan aplikasi. Konsumen tidak mengelola atau mengendalikan jenis layanan tipe ini tetapi memiliki kontrol atas sistem operasi, penyimpanan, dan aplikasi dikerahkan namun kontrol mungkin terbatas dalam memilih jaringan (misalnya, firewall host).

　

Empat Jenis Deployment pada Cloud Computing :

1. Private Cloud

Model Cloud Computing yang ditujukan untuk penggunaan yang terbatas oleh satu organisasi yang terdiri dari beberapa konsumen (misalnya, unit bisnis). Private Cloud umumnya dikelola, dan dioperasikan oleh organisasi, lingkungan laboratorium riset, sekolah, perpustakaan, dan lain-lain.

2. Community Cloud

Model Cloud Computing yang ditujukan untuk penggunaan eksklusif oleh komunitas tertentu konsumen dari organisasi yang telah berbagi keprihatinan (pertimbangan misalnya, misi, persyaratan keamanan, kebijakan, dan kepatuhan). Community Cloud dikelola, dan dioperasikan oleh satu atau lebih dari organisasi di masyarakat, instansi, lembaga maupun suatu kelompok tertentu.

3. Public Cloud

Model Deployment yang dimana layanan Cloud Computing dibuka untuk public oleh masyarakat umum (jaringan internet dan memiliki IP Public). sehingga layanan data dan informasi di dalamnya dapat digunakan dan dibagikan dengan mudah ke seluruh pengguna.

4. Hybrid Cloud

Hybrid Cloud adalah model Deployment Cloud Computing yang merupakan gabungan dari Private Cloud dan Public Cloud. Pada model ini digunakan aturan atau SLA yang merujuk kepada data mana saja yang akan diletakkan di media penyimpanan (strorage) Public Cloud (internet) dan adata mana saja yang akan diletakkan di storage Private Cloud (Intranet). Hail ini bertujuan dalam memudahkan dalam manajemen keamanan dan manajemen data.

2. Teknologi Wireless Network (WSN) merupakan salah satu Teknologi yang berkembang pada dinia Wireless Network

1. Definisi
   Secara umum Wireless Sensor Network (WSN) didefinisikan sebagai salah satu jenis dari jaringan wireless (nirkabel) terdistribusi, yang memanfaatkan teknologi Embedded System (system benam) dan seperangkat node sensor, untuk melakukan proses sensor, monitoring, pengiriman data, dan penyajian informasi ke pengguna, melalui komunikasi di internet. 
   
   
2. Ciri-ciri
   Terdapat enam buah ciri-ciri dari Wireless Sensor Network

1. Terdiri Atas Minimal Dua Buah Node Sensor
   WSN terdiri dari dua buah node yang bersifat otonomi tidak bergantung pada server), dapat melayani dirinya sendiri dan dapat melayani node sensor lainnya. Adanya minimal dua buah node brfungsi untuk melakukan pemindaian(sensing) terhadap lingkungan sesuai tujuan dan studi kasus untuk kemudian dikirim ke komputer server, menjamin pembagian kerja dengan hasil yang lebih baik dan memudahkan node sensor untuk saling berkomunikasi satu sama lain.
2. Self Organizing Network (SON)
   Self Organizing Network (SON) memiliki arti bahwa Wireless Sensor Network(WSN) terdiri atas sejumlah node sensor yang memilki kemampuan cerdas dalam bentuk implementasi Artificial intelligence(kecerdasan buatan) untuk dapat melakukan proses perencanaan(planning), konfigurasi, manajemen dan optimasi terhadap jaringan computer yang ditempatinya. Konsep SON menjadikan jaringan computer memiliki kemandirian dan kemampuan untuk melakuka manajemen dan organisasi di dalam lingkup dirinya sendiri contoh implementasinya pada NGMN(Next Generation Mobile Networks) dan 3GPP(3^rd Generatio Partnership Project).
3. Self Network Maintenance (SNM)
   SNM merupakan kemampuan dari WSN untuk melakukan pemeliharaan, perawatan, dan perbaikan jaringan komputer yang di tempatinya oleh node sensor secara mandiri atau otonomi. Selain itu memberikan kemampuan kepada node sensor untuk dapat merespon apabila terjadi perubahan rute dari alamat asal (source) menuju alamat tujuan(destination) sehingga dalam hal tabel routing dapat berubah secara cepat mengikuti kondisi dan kebutuhan jaringan.
4. Pengiriman Paket Data Bersifat Broadcast
   Broadcast adalah proses untuk pengiriman paket data secara langsung dalam jumlah banyak dan terus menerus yang di tujukan ke semua client(node sensor). Namun dalam proses pengiriman bukan hanya bagaimana antar node-node melakukan pengumpulan data dan mengirimkan ke server tapi juga melakukan broadcast ke node sensor lainnya. Broadcast data bermanfaat bagi node sensor lainnya untuk memperoleh data yang sama.
5. Menggunakan Multi Hop Routing
   Multi Hop Routing merupakan kemampuan untuk mengirimkan paket data dari node sensor asal ke node sensor tujuan agar pengiriman paket data dapat diterima node penerima untuk penyimpanan data maupun pengolahan data menjadi informasi.
6. Komunikasi Dilakukan dalam Jarak yang Relatif Pendek
   Komunikasi antara node sensor dilakukan dalam jarak relatif dekat karena :

1. Node sensor pada WSN adalah perangkat komputer kecil dengan sumber daya kecil maka dalam implementasinya dipasang dengan jarak dekat dan berkomunikasi dengan jarikan nirkabel.
2. Node sensor pada WSN memiliki keterbatasan sumber daya maka implementasinya dilakukan berdekatan untuk menghemat sumber daya juga mempercepat komunikasi antar node sensor.
   
   

1. Hubungan WSN dan Cloud Computing

Wireless Sensor Network (WSN) diimplementasikan dan dikolaborasikan kedalam jaringan Cloud Computing. Cloud Computing menawarkan kemudahan dan penghematan sumber daya melalui tiga jenis layanan kepada para penggunanya sesuai dengan kebutuhan. Tiga jenis layanan tersebut adalah IASS Cloud (Infrastucture As A Service), PAAS Cloud (Platform As A Service) dan SAAS Cloud (Software As A Service). Diantara ketiga jenis layanan tersebut, jenis layanan IASS adalah jenis layanan yang paling sering digunakan bersama teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Namun layanan SAAS dan PAAS  Cloud juga digunakan bersama-sama dengan WSN pada integrasi WSN ke dalam Cloud Computing. Seperti pada saat pemanfaatan WSN Cloud dalam bentuk aplikasi siap pakai berbasis SAAS Cloud, pengguna cukup menggunakan perangkat yang terhubung ke internet dan sebuah web browser untuk dapat menggunakan aplikasi dan layanan berbasis WSN. Hubungan WSN dengan Cloud Computing tercipta karena adanya integrasi node-node sensor pada WSN ke dalam jaringan public (internet) yang berbasiskan teknologi Cloud Computing, sehingga dapat mengakomodasikan kemampuan komputasi yang lebih baik, juga mampu menyedikan media penyimpanan yang lebih handal untuk semua data hasil pemindaian oleh node-node sensor tersebut.

1. Implementasi
   Implementasi Wireless Sensor Network dalam Bidang Kesehatan
   Mengingat bidang kesehatan merupakan bidang yang berhubungan langsung  dengan kelangsungan hidup manusia, bidang kesehatan mengimplementasujab Teknologi Informasi di dalamnya, yang umum dikenal dengan E-Health. Berikut contoh implementasi Wireless Sensor Network pada bidang kesehatan.
   
   
   
   
   Smart Gateway untuk WSN Healthcare System
   Implementasi pertama dari WSN di bidang kesehatan (healthcare) adalah penyediaan Smart Gateway untuk WSN Healthcare System. Adapun arsitektur dari WSN healthcare yang di desain oleh Yaoming Chen, terdiri atas empat bagian utama, beserta dengan fungsinya masing – masing.

1. Bagian Monitoring Project
   Bagian Monitoring Project berhubungan dengan WSN pada lingkungan tempat di mana pasian berada. Sensor akan mengumpulkkan semua data mengenai status kesehatan pasian. Data – data ini dikirim ke server untuk diolah menjadi informasi penting, data – data ini bersifat jamak atau banyak.
2. Monitor Healthcare Center
   Bagian Monitor Healthcare Center merupakan bagian untuk memantau status kesehatan dari semua pasien yang telah dipindai oleh node – node sensor pada WSN.
3. Care Giver
   Bagian Care Giver merupakan bagian di mana para pekerja (dokter, perawat) turut serta memperoleh data dan informasi mengenai kesehatan pasien. Pada Care Giver pun juga terdapat pasien yang telah dipindai oleh WSN.
4. Public Communication Network (PCN)
   Bagian PCN merupakan bagian dimana semua jaringan internet untuk media terkoneksi ke semua perangkat dan juga node sensor pada WSN, sehingga ketiga bagian diatas (Monitoring Project, Healthcare Center, Care Giver) dapat saling terhubung.

Untuk mengimplementasikan WSN Health Care System ini, diperlukan desain perangkat keras (hardware) yang menghubungkan antara WSN dengan Smart Gateway dan Care Giver. Desain Hardware meliputi:

1. WSN Connection Mechanism
   Pada bagian ini, WSN terhubungan dengan Smart Gateway melalui akses yang diberikan di dalamnya. Dengan adanya koneksi anyata WSN dengan Smart Gateway maka data –data kesehatan pasian dari hasil pemindaian dapat dikirim dengan baik. Smart Gateway menyediakan dua buah koneksi ke WSN, yaitu melalui Software dan Hardware.
2. Interconnection Section
   Pada bagian ini, terjadi proses koneksi semua perangkat untuk dapat terhubung satu sama lain. Koneksi dimulai dari penyediaan koneksi fisik bagi semua perangkat lainnya melalui media internet, sinyal, serta penyediaan protocol dan Rate Conversion.
3. Center Control Unit
   Bagian ketiga merupakan bagian paling penting di dalam arsitektur hardware untuk WSN Healthcare System. Karena, peranan dari Center Control Unit adalah sebagai penyedia sumber daya untuk performansi komputasim isu efisiensi energy dan Cost Effective.
   Smart Gateway terdiri dari komponen-komponen berikut :

1. Modul untuk WSN yang berfungsi untuk koneksi dengan jaringan WSN, agar dapat memperoleh data dan informasi hasil pemindaian yang diberikan node-node sensor di dalamnya
2. Center Control Unit (CCU) yang di dalamnya memiliki CPU, Memory, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), ELAN Controller, dan USB Host.
3. UART berhubungan dengan modul GSM untuk kemudahan koneksi ke internet memanfaatkan jaringan GSM (terutama untuk perangkat mobile)
4. WLAN AP memiliki bagian internet, WLAN, dan GSM/GPRS untuk kemudahan di dalamnya penyediaan akses internet.

Salah satu alat yang digunakan di dalamnya untuk implementasi WSN Health Care System adalah Center Control Board, dengan system operasi Linux. Smart Gateway bertindak sebagai sebuah jembatan (bridge) yang menghubungkan antara WSN, Health Care Center, rumah sakir, dan perangkat lainnya.  Node-node pada WSN melakukan pemindaian pada tubuh pasien dan memperoleh data informasi pasien kemudian data tersebut dikirim ke server. Pengelola server yang bergerak di bidang kedokteran kemudian memutuskan diagnose serta keterangan tindakan penanganan termasuk pengobatan ke pasien melalui SMS ataupun website sehingga pasien dapat mengakses secara cepat.

C. Hubungan antara WSN dengan Cloud Computing dilihat dari bagaimana integrasi WSN ke dalam jaringan internet

Wireless Sensor Network (WSN) diimplementasikan dan dikolaborasikan kedalam jaringan Cloud Computing. Cloud Computing menawarkan kemudahan dan penghematan sumber daya melalui tiga jenis layanan kepada para penggunanya sesuai dengan kebutuhan. Tiga jenis layanan tersebut adalah IASS Cloud (Infrastucture As A Service), PAAS Cloud (Platform As A Service) dan SAAS Cloud (Software As A Service). Diantara ketiga jenis layanan tersebut, jenis layanan IASS adalah jenis layanan yang paling sering digunakan bersama teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Namun layanan SAAS dan PAAS  Cloud juga digunakan bersama-sama dengan WSN pada integrasi WSN ke dalam Cloud Computing. Seperti pada saat pemanfaatan WSN Cloud dalam bentuk aplikasi siap pakai berbasis SAAS Cloud, pengguna cukup menggunakan perangkat yang terhubung ke internet dan sebuah web browser untuk dapat menggunakan aplikasi dan layanan berbasis WSN. Hubungan WSN dengan Cloud Computing tercipta karena adanya integrasi node-node sensor pada WSN ke dalam jaringan public (internet) yang berbasiskan teknologi Cloud Computing, sehingga dapat mengakomodasikan kemampuan komputasi yang lebih baik, juga mampu menyedikan media penyimpanan yang lebih handal untuk semua data hasil pemindaian oleh node-node sensor tersebut.