Panduan Lengkap Arsitektur Komputasi Awan: Fleksibilitas, Desain, dan Penghematan Biaya

Dibandingkan dengan pengaturan berbasis perangkat keras klasik, arsitektur komputasi awan menyediakan fleksibilitas, pilihan desain, dan kesempatan penghematan biaya yang jauh lebih besar. Namun, manfaat ini datang dengan harga karena platform awan biasanya lebih kompleks untuk dipahami dan memiliki lebih banyak bagian bergerak daripada infrastruktur fisik on-prem rata-rata.

Artikel ini adalah pendahuluan arsitektur komputasi awan dan komponen yang beroperasi di dalam lingkungan awan. Baca lebih lanjut untuk mempelajari bagaimana sistem berbeda bekerja bersama untuk menciptakan cloud yang fungsional dan menyediakan sumber daya TI sesuai permintaan (server, aplikasi, database, jaringan, dll.) kepada pengguna akhir.

Arsitektur Komputasi Awan Dijelaskan

Arsitektur komputasi awan merujuk pada campuran sistem dan teknologi yang, saat terintegrasi, menciptakan infrastruktur TI yang mengabstraksi, menggabungkan, dan berbagi sumber daya sesuai permintaan di seluruh jaringan. Setiap arsitektur awan memiliki dua komponen utama:

• Front end (elemen yang terlihat oleh pengguna akhir, seperti aplikasi web dan browser, perangkat seluler, antarmuka pengguna, dll.).
• Back end (bagian "awan" dari sistem dengan penyimpanan data, server dedicated, OS, langkah keamanan, dll.).

Arsitektur komputasi awan juga memerlukan jaringan melalui mana front dan back end berkomunikasi. Dua komponen biasanya berbagi data melalui Internet kecuali arsitek memilih untuk menggunakan jaringan pribadi (pilihan utama dalam arsitektur awan pribadi dan hibrid).

Tidak peduli jenis jaringan, lapisan komunikasi antara front dan back end harus memiliki:

• Bandwidth tinggi.
• Tanpa latensi.
• Ketersediaan tinggi
• Keamanan jaringan teratas.

Pada inti desainnya, arsitektur komputasi awan adalah campuran dari:

• Event-driven architecture (EDA): Desain perangkat lunak di mana layanan yang terpisah menghasilkan, mendeteksi, dan bereaksi terhadap peristiwa sistem.
• Service-oriented architecture (SOA): Sistem di mana serangkaian komponen menyediakan layanan kepada elemen lain melalui protokol komunikasi.

Perusahaan memiliki banyak alasan untuk menerapkan arsitektur komputasi awan meskipun sistem ini lebih kompleks daripada pengaturan on-prem. Beberapa alasan utama adalah:

• Waktu ke pasar yang lebih cepat.
• Penyediaan sumber daya yang lebih cepat.
• Skalabilitas waktu nyata (naik dan turun).
• Kemampuan untuk menggunakan solusi cloud-native (seperti Kubernetes).
• Kepatuhan yang lebih andal karena visibilitas data yang lebih baik.
• Penghematan biaya (tidak perlu perangkat keras on-prem dan kontrol yang ketat atas penggunaan sumber daya).

Front End Arsitektur Komputasi Awan

Front end bertindak sebagai klien dalam arsitektur dan dapat berkomunikasi dengan back end melalui Internet atau jaringan pribadi. Komponen front end terlihat oleh pengguna akhir dan memungkinkan akses ke platform awan.

Dua elemen utama dari front end adalah:

• Aplikasi atau perangkat lunak (biasanya browser web atau aplikasi asli) yang digunakan klien untuk mengakses dan berinteraksi dengan platform awan. Aplikasi atau browser memiliki UI yang dianggap oleh beberapa arsitek awan sebagai komponen front end terpisah.
• Perangkat sisi klien melalui mana pengguna terhubung dan berinteraksi dengan browser atau aplikasi (telepon seluler, tablet, PC, laptop, dll.).

Elemen front end bertanggung jawab untuk:

• Mengaktifkan pengguna untuk berinteraksi dengan awan.
• Mengirim kueri ke back end melalui middleware.
• Meminta layanan dari back end.
• Menampilkan semua info terkait awan (penggunaan sumber daya, kekhawatiran keamanan, peringatan pemantauan, pola penggunaan, dll.).

Awan memproses lebih banyak pemrosesan daripada perangkat sisi klien, yang merupakan manfaat lain komputasi awan yang sangat berguna untuk tim remote-first dan perusahaan dengan kebijakan BYOD.

Back End Arsitektur Komputasi Awan

Dalam arsitektur komputasi awan, back end merujuk pada awan itu sendiri. Komponen ini berisi berbagai sistem, server, dan unit penyimpanan yang memiliki beberapa peran kunci:

• Menjalankan program dan aplikasi terkait awan.
• Memberikan fungsionalitas kepada front end dan merespons kueri apa pun yang dikirim pengguna.
• Menyebarkan dan menskalakan sumber daya.
• Memantau semua operasi dan aktivitas.
• Menjaga data dan proses awan tetap aman.
• Menghubungkan semua layanan dan aplikasi.
• Menjalankan mekanisme kontrol lalu lintas.
• Mengatur protokol awan.

Penyedia awan adalah satu yang mengelola komponen back end. Namun, beberapa perusahaan memilih untuk mengembangkan dan memelihara awan mereka sendiri, dalam hal ini tim internal menjadi bertanggung jawab atas operasi back end. Perusahaan juga dapat membagi tugas back end antara tim internal dan tim penyedia (pilihan umum di perusahaan yang sangat diatur yang harus mematuhi HIPAA atau PCI).

Sementara front end hanyalah UI dengan koneksi, back end adalah apa yang memberi awan prinsip utama:

• Sumber daya sesuai permintaan yang dapat dikonfigurasi pengguna tanpa bantuan penyedia layanan.
• Kemampuan bagi klien untuk terhubung terlepas dari lokasi.
• Pooling sumber daya yang memungkinkan penyedia untuk menggabungkan sumber daya dan melayani banyak pengguna dalam lingkungan multi-tenant yang dinamis.
• Elastisitas cepat untuk respons yang cepat terhadap permintaan konsumen.
• Layanan yang diukur yang memungkinkan pengguna akhir untuk memantau penggunaan awan secara detail.

Back end memiliki lebih banyak komponen dan jauh lebih besar dari bagian front-endnya. Di bawah ini adalah penjelasan lebih dekat tentang setiap komponen back end yang dapat ada dalam arsitektur komputasi awan.

Application Layer

Saat pengguna akhir berinteraksi dengan front end, lapisan aplikasi di back end menerima kueri dan menangani permintaan klien. Lapisan ini memiliki beberapa peran vital:

• Memberikan akses pengguna ke layanan awan.
• Menghubungkan back dan front end.
• Merespons kueri front end.
• Menkoordinir kebutuhan konsumen dengan sumber daya di back end.

Service Layer

Lapisan layanan menambahkan utilitas ke back end arsitektur komputasi awan. Komponen ini menangani setiap tugas dan permintaan melalui layanan untuk penyimpanan data, lingkungan pengembangan aplikasi, layanan web, dll.

Layanan dapat melakukan berbagai tugas dan fungsi dalam runtime awan. Jenis layanan yang dapat digunakan klien tergantung pada model pengiriman. Ada tiga metode pengiriman berbasis awan utama:

• Infrastructure as a Service (IaaS): IaaS menyediakan akses dan kontrol atas sumber daya arsitektur komputasi awan (penyimpanan data, server, infrastruktur jaringan, VM, dll.).
• Software as a Service (SaaS): SaaS memungkinkan klien untuk hosting perangkat lunak aplikasi di awan. Dalam model SaaS, penyedia menangani semua upgrade dan pengembangan, dan vendor memelihara infrastruktur yang mendasarinya.
• Platform as a Service (PaaS): Model PaaS menyediakan platform sesuai permintaan kepada pengguna untuk pengembangan perangkat lunak. Penyedia hosting stack teknologi lengkap dan toolset, tetapi pengguna menangani pengembangan perangkat lunak, manajemen aplikasi, dan pembaruan.

Model pengiriman bukan model penerapan awan (seperti hibrid, komunitas, atau multi-cloud). Sementara model pengiriman menentukan jenis layanan yang dapat diakses pengguna, model penerapan mendefinisikan jenis awan yang dimaksud.

Middleware

Middleware merujuk pada komponen perangkat lunak yang memungkinkan perangkat dan aplikasi yang terhubung jaringan untuk berkomunikasi. Komponen ini bertanggung jawab atas koneksi antara:

• Aplikasi.
• Layanan.
• Runtime awan.
• Unit penyimpanan.
• Perangkat infrastruktur.
• Solusi keamanan.
• Front end.

Seperti di pusat data tradisional, middleware bergantung pada database dan aplikasi komunikasi untuk mendirikan koordinasi antara sistem yang berbeda.

Cloud Storage

Penyimpanan adalah bagian dari back end yang menyimpan semua data awan. Jenis dan kapasitas penyimpanan awan bervariasi berdasarkan penyedia awan dan persyaratan klien. Layanan komputasi awan ini memungkinkan pengguna untuk menyimpan data di awan alih-alih di penyimpanan data on-site, yang merupakan opsi yang lebih aman dan lebih nyaman.

Cloud Infrastructure

Meskipun pengguna akhir tidak pernah melihat atau berinteraksi dengan infrastruktur awan, awan juga memerlukan perangkat keras. Infrastruktur awan mencakup semua fitur standar ruang server di pusat data, termasuk:

• Server.
• Central Processing Units (CPUs).
• Graphics Processing Units (GPUs).
• Motherboards.
• Unit penyimpanan (hard drive dan SSD).
• Perangkat jaringan dengan router dan switch.
• Kartu jaringan dan akselerator.
• Infrastruktur pendingin dan daya.

Lapisan infrastruktur juga mencakup perangkat lunak yang diperlukan untuk menjalankan dan mengelola semua perangkat keras.

Hypervisor

Hypervisor adalah perangkat lunak yang menciptakan dan menjalankan mesin virtual. Hypervisor mengalokasikan sumber daya dari satu perangkat (CPU, memori, penyimpanan, dll.) dan memungkinkan beberapa mesin virtual dengan OS terpisah untuk berjalan pada perangkat yang sama.

Virtualisasi yang disediakan oleh hypervisor meningkatkan efisiensi server, penyimpanan, dan jaringan dalam cloud multi-tenant. Namun, komponen ini dapat mempengaruhi kinerja keseluruhan jika perangkat host memiliki terlalu banyak VM.

Management Software

Perangkat lunak manajemen arsitektur komputasi awan memastikan semua operasi dan program berjalan lancar dan efisien. Beberapa tugas yang dilakukan sistem ini adalah:

• Audit keamanan dan kepatuhan.
• Pemantauan kinerja dan kapasitas.
• Pelacakan penggunaan.
• Penerapan aplikasi baru.
• Integrasi data.
• Manajemen pemulihan bencana.

Perangkat lunak manajemen juga mencakup program dan alat untuk otomatisasi. Otomatisasi adalah nilai inti awan dan salah satu poin jual utama teknologi. Dalam arsitektur komputasi awan, alat otomatisasi memiliki tiga tugas vital:

• Menskala naik atau turun untuk memenuhi kebutuhan penggunaan atau lalu lintas.
• Memastikan tata kelola di seluruh lingkungan awan.
• Bereaksi terhadap peristiwa berdasarkan instruksi dari ambang batas yang telah ditentukan atau kebijakan awan.

Security Layer

Lapisan keamanan adalah aspek penting dari arsitektur awan. Karena sebagian besar awan tingkat penyedia adalah lingkungan multi-tenant berisiko tinggi, vendor biasanya bergantung pada berbagai teknik untuk memastikan keamanan komputasi awan, seperti:

• Cadangan data teratur dan tidak dapat diubah.
• Enkripsi data (at-rest, in-motion, dan in-use)
• Alat debugging kelas atas.
• Firewall virtual (baik untuk seluruh setup maupun di antara penyewa).
• Prinsip keamanan zero-trust.
• Autentikasi multifaktor dan kata sandi yang kuat.
• Sistem deteksi intrusi (IDSes).
• Perangkat lunak anti-malware dan virus.
• Pencegahan ransomware.

Best Practices Arsitektur Komputasi Awan

Tidak ada satu cara untuk membangun arsitektur komputasi awan yang efisien, tetapi beberapa pedoman berlaku untuk setiap desain. Berikut adalah praktik terbaik yang harus dipertimbangkan saat merancang arsitektur baru atau menyesuaikan yang ada:

• Terapkan pendekatan security-first: Saat menciptakan arsitektur, tim keamanan atau SecOps Anda harus menyematkan perlindungan ke dalam desain dari awal. Semakin kuat sistem keamanan di awal, semakin sedikit risiko yang akan Anda hadapi dengan kebocoran dan pelanggaran data saat Anda mengembangkan lingkungan.
• Perencanakan lonjakan penggunaan: Cobalah untuk meramalkan dan memahami bagaimana pengaturan akan berperilaku selama beban kerja reguler dan puncak. Pastikan arsitektur berfungsi baik dalam setiap skenario dan siapkan mekanisme penskalaan yang optimal.
• Jangan mengambil risiko dengan keamanan siber: Selain merencanakan keamanan dari awal, Anda juga harus melindungi arsitektur Anda dengan semua langkah keamanan siber yang tersedia. Temukan penyedia yang menawarkan enkripsi data, manajemen patch teratur, perlindungan endpoint, pemulihan bencana cloud, dan kebijakan yang kuat.
• Siapkan pemantauan berkelanjutan: Memantau lingkungan secara berkelanjutan dengan alat seperti Nagios untuk masalah kinerja dan penggunaan menciptakan pola yang menyeluruh yang membantu mengoptimalkan pengaturan.
• Optimalkan dan potong biaya: Manfaatkan proses otomatis dan pelacakan utilizasi untuk menghilangkan biaya yang tidak perlu dan memastikan Anda tidak berlebihan dalam membeli sumber daya.

Siap Pindah dari Perangkat Keras On-Prem?

Konsep arsitektur komputasi awan masih belum jelas bagi banyak manajer dan tim. Memberikan anggota staf non-teknis artikel ini akan membantu demistifikasi awan dan membawa bisnis Anda satu langkah lebih dekat ke migrasi awan.