Sistem Terdistribusi

Mari kita bayangkan masa depan, saat hampir semua aktivitas manusia memanfaatkan komputer sebagai sarana utamanya. Berbagai basis data berskala besar telah disimpan dalam format elektronis. Demikian pula berbagai aplikasi yang mendasarkan pada basis data telah dikomputerisasi dalam sebuah lingkungan jaringan komputer yang meliputi berbagai instansi dan perusahaan. Pada saat itu dimensi ruang benar-benar telah berkontraksi sedemikian rupa sehingga dunia maya seakan-akan telah menjadi dunia nyata dan berbagai aspek kehidupan manusia terhubung melalui suatu jaring-jaring yang amat kompleks.

Ilustrasi berikut ini bisa menggambarkannya. Misalnya si A sakit dan pergi ke dokter langganannya. Jika hasil diagnosa mengharuskan si A harus masuk ke rumah sakit, maka pemilihan RS dan pemesanan tempat dapat dilakukan pada saat itu juga melalui komputer di tempat praktek dokter. Selanjutnya komputer di RS dapat mengontak komputer perusahaan asuransi kesehatan untuk urusan pembayaran biayanya. Jika si A memerlukan obat atau peralatan khusus, maka komputer si dokter dapat memberitahu di apotik mana obat atau peralatan tersebut tersedia. Cerita ini dapat diperpanjang, tapi intinya adalah bahwa satu aksi dapat memicu berbagai aktivitas lain yang saling berhubungan.

Ilustrasi di atas nampaknya tidak lagi jauh dari kenyataan yang ada saat ini. Sesungguhnya dapat dikatakan bahwa teknologi untuk menuju ke sana saat ini sudah dimiliki manusia. Selain teknologi mikroelektronik dan telekomunikasi, maka teknologi lain yang berperanan penting adalah teknologi sistem komputer terdistribusi (distributed computer systems).

Sistem komputer terdistribusi adalah sebuah sistem yang memungkinkan aplikasi komputer beroperasi secara terintegrasi pada lebih dari satu lingkungan yang terpisah secara fisis. Sistem informasi kesehatan yang diilustrasikan di atas menunjukkan komponen-komponen aplikasi yang terdistribusi (di tempat praktek dokter, di rumah sakit, di apotik, dan di perusahaan asuransi kesehatan). Ciri khas sistem komputer terdistribusi adalah heterogenitas dalam berbagai hal: perangkat keras, sistem operasi, dan bahasa pemrograman. Adalah tidak mungkin untuk mengembangkan sistem terdistribusi yang homogen secara paksaan, karena secara alamiah sistem komputer terdistribusi tumbuh dari lingkungan yang heterogen. Kata kunci dalam menjembatani perbedaan-perbedaan yang muncul adalah interoperabilitas (interoperability).

CORBA
Interoperabilitas adalah kemampuan saling bekerjasama antar sistem komputer. Sebenarnya interoperabilitas bukanlah barang baru, karena protokol komunikasi datapun (TCP/IP misalnya) pada dasarnya diciptakan untuk mewujudkan interoperabilitas. Yang belum banyak dikenal adalah interoperabilitas pada level perangkat lunak aplikasi.

Dalam konteks sistem komputer terdistribusi, meskipun komponen-komponen aplikasi dibuat dengan bahasa pemrograman yang berbeda, menggunakan development tools yang berbeda, dan beroperasi di lingkungan yang beragam, mereka tetap harus dapat saling bekerjasama.

Interoperabilitas perangkat lunak menuntut homogenitas pada suatu level tertentu. Untuk itu diperlukan semacam 'standarisasi'. Berawal dari keperluan ini lahirlah CORBA (Common Object Request Broker Architecture). CORBA adalah hasil 'kesepakatan' antara sejumlah vendor dan pengembang perangkat lunak terkenal seperti IBM, Hewlett-Packard, dan DEC, yang tergabung dalam sebuah konsorsium bernama OMG (Object Management Group).

CORBA adalah sebuah arsitektur software yang berbasis pada teknologi berorientasi obyek atau Object Oriented (OO) dengan paradigma client-server. Dalam terminologi OO, sebuah obyek berkomunikasi dengan obyek lain dengan cara pengiriman pesan (message passing). Konteks komunikasi ini kemudian dipetakan ke dalam model client-server: satu obyek berperan sebagai client (si pengirim pesan) dan yang lain bertindak sebagai server (yang menerima pesan dan memroses pesan yang bersangkutan). Sebagai contoh, dalam ilustrasi di awal tulisan ini, jika si pasien memerlukan obat tertentu, maka obyek aplikasi di tempat praktek dokter berlaku sebagai client dan mengirim pesan ke obyek aplikasi di apotik guna mengetahui apakah obat yang diperlukan tersedia di sana.

Keunikan dari CORBA adalah kemampuannya dalam menangani heterogenitas antara client dan server (dalam terminologi CORBA, obyek server dinamakan implementasi obyek (object implementation). Keduanya dapat saja diimplementasikan dalam hardware, sistem operasi, bahasa pemrograman, dan di lokasi yang berbeda, tetapi tetap bisa saling berkomunikasi. Kuncinya ada pada sebuah lapisan software yang disebut dengan ORB(Object Request Broker). Arsitektur CORBA dan ORBnya ditunjukkan pada gambar 1.

Tidak seperti pada lazimnya bahasa OO (C++ atau Java), proses pengiriman pesan dari client ke implementasi obyek tidak dilakukan secara langsung. Pertama, stub dan skeleton "mengisolasi" client dan implementasi obyek dari tugas-tugas level rendah seperti proses marshalling dan unmarshalling data. Selanjutnya ORB berfungsi sebagai "pialang" yang menjembatani heterogenitas antara kedua obyek. ORB menangani perbedaan platform, pelacakan lokasi obyek, dan proses transfer pesan sedemikian rupa sehingga transparan terhadap kedua obyek. Dengan demikian pemrograman client dan implementasi obyek bisa berkonsentrasi sepenuhnya pada aspek fungsionalitas keduanya.

Mekanisme yang ditunjukkan pada Gambar 1 merupakan dasar operasi sistem berbasis CORBA. Sebagai contoh, dalam kasus si A di atas, program di tempat praktek dokter bertindak sebagai client bagi program di rumah sakit. Bila si A perlu dirawat di rumah sakit, maka program sang dokter akan mengirimkan pesan ke program di rumah sakit melalui ORB. Menariknya, kedua program tersebut dapat dikembangkan tanpa perlu banyak ikatan antara keduanya, misalnya menggunakan bahasa pemrograman apa, sistem operasi apa, dan sebagainya. Cukup berangkat dari sebuah 'kesepakatan' yang dituangkan dalam sebuah interface (lihat bagian tentang Pemrograman Berbasis CORBA), maka kedua program tersebut bisa dikembangkan secara independen.

Pemrograman Berbasis CORBA

Bagaimana mungkin dua obyek yang dikembangkan secara terpisah, dengan perangkat dan bahasa yang berbeda, serta dijalankan di komputer yang berbeda pula bisa saling berkomunikasi? Apa yang bisa "mempertemukan" perbedaan-perbedaan itu? Kuncinya adalah konsep tentang interface. Dalam teknologi OO, interface dapat dikatakan sebagai "ikatan kontrak" antara dua obyek yang akan berkomunikasi. Bagi obyek server, interface berfungsi sebagai "iklan" tentang apa saja yang bisa dikerjakannya. Bagi client, interface berfungsi untuk mengetahui layanan-layanan apa yang disediakan oleh server. Dalam CORBA, spesifikasi interface merupakan hal yang pertama kali dilakukan, layaknya dalam kehidupan nyata di mana sebelum terjadi transaksi, dibuat dulu kontraknya. Spesifikasi interface dibuat menggunakan sebuah bahasa khusus yang bersifat standar yang disebut Interface Definition Language (IDL).

Sintaks IDL sendiri mirip dengan sintaks bahasa C++. Berikut ini contoh sebuah spesifikasi interface untuk layanan yang disediakan oleh obyek aplikasi di apotik. Ingat bahwa spesifikasi ini berlaku baik untuk client maupun implementasi obyek.

interface checkObat {

float checkHarga(in string namaObat);

boolean checkTersedia(in string namaObat);

};

Sekilas definisi di atas mirip dengan definisi kelas dalam C++. Perbedaan yang paling nyata adalah tidak ada kode program untuk fungsi checkHarga dan checkTersedia ! Perlu diingat bahwa interface hanya menyatakan apa yang tersedia (aspek what), tidak menyebutkan bagaimana menyediakannya (aspek how). Kita tidak akan membahas sintaks IDL dalam kesempatan ini. Fokus kita adalah bagaimana menggunakan spesifikasi interface yang dibuat dengan IDL ini untuk membuat client dan implementasi obyek dalam aplikasi.

Interface yang ditulis dengan IDL hanya merupakan kerangka bagi program client dan implementasi obyek. Pemrogram masih harus mengisi detil-detil keduanya sehingga membentuk program yang utuh. Pada contoh interfacecheckObat di atas misalnya, fungsi-fungsi checkHarga dan checkTersedia harus diimplementasikan.

Yang perlu diperhatikan dalam pemrograman client dan implementasi obyek adalah bahasa pemrograman yang digunakan. Bahasa yang bisa digunakan adalah yang memiliki pemetaan (mapping) dengan IDL. Pemetaan ini menyebutkan ekuivalensi tipe data, fungsi, dan konstruksi pemrograman IDL lainnya dalam konstruksi pemrograman bahasa yang bersangkutan. Pada umumnya bahasa pemrograman populer seperti C, C++, Java, Smalltalk, dan COBOL telah memiliki pemetaan ini. Seperti telah dijelaskan di depan, client dan implementasi obyek dapat menggunakan bahasa pemrograman yang berbeda.

Langkah selanjutnya adalah kompilasi program. Program client, implementasi obyek, dan spesifikasi interface dikompilasi. Spesifikasi interface dikompilasi dengan kompiler IDL, menghasilkan kode stub (untuk client) dan skeleton (untuk implementasi obyek). Tiap bahasa yang didukung memiliki kompiler IDL sendiri. Selanjutnya dilakukan proses linking untuk menghasilkan program yang bisa dieksekusi. Proses ini ditunjukkan oleh gambar 2 berikut ini.

Sampai sejauh ini kita bisa melihat bahwa IDL menyelesaikan masalah heterogenitas dan distribusi lokasi obyek. Masih ada hal yang belum terpecahkan: bagaimana client dapat mengakses implementasi obyek? Lazimnya dalam bahasa-bahasa pemrograman hal ini dilakukan melalui nama (pengidentifikasi) obyek. Tapi bagaimana jika implementasi obyek terletak di komputer yang berbeda dan dibuat dengan bahasa yang berbeda pula? CORBA menggunakan referensi obyek untuk tujuan ini. Tiap implementasi obyek memiliki sebuah referensi obyek sebagai handle untuk mengakses dirinya. Referensi obyek dibuat oleh ORB pada saat obyek tersebut diciptakan, bersifat unik, dan tetap valid selama obyek tersebut ada. Referensi obyek juga menyembunyikan lokasi fisis dari obyek yang bersangkutan. Dengan referensi obyek, client dapat mengakses sebuah implementasi obyek tanpa harus mengetahui di mana persisnya lokasi obyek tersebut. Referensi obyek dapat dikirimkan ke aplikasi lain, disimpan dalam basis data, atau diberikan kepada seorang pelanggan untuk digunakan dalam programnya.

Interoperabilitas ORB

Ruang lingkup komputasi berbasis CORBA tidak hanya terbatas pada satu ORB saja. Antara satu ORB dengan ORB yang lain bisa juga berkomunikasi. Model ini sangat bermanfaat untuk komputasi berskala enterprise dengan lingkup distribusi yang sangat luas. Dalam situasi seperti ini, tidak mungkin untuk menggunakan hanya satu ORB untuk setiap program yang ada. Pendekatan yang logis adalah dengan melakukan clustering, dan sebuah cluster ditangani oleh sebuah ORB. Dengan mekanisme ini, tiap ORB dituntut untuk bisa berkomunikasi dengan ORB lainnya, untuk memfasilitasi komunikasi antar program yang berjalan di atasnya.

Interoperabilitas dapat dilakukan secara efisien dan sederhana dengan mengharuskan dua ORB untuk "berbicara" dengan protokol yang sama. Internet Interoperable Protocol (IIOP) adalah protokol standar yang harus dimiliki ORB agar bisa disebut "selaras dengan CORBA" (CORBA-compliant). Dengan kata lain, IIOP adalah "bahasa komunikasi standar" bagi ORB. Interoperabilitas juga dapat dicapai melalui penjembatanan (bridging). Penjembatanan memungkinkan komunikasi dilakukan oleh ORB dengan protokol yang berbeda. Cara ini memberikan keleluasaan kepada implementor apabila metode pertama tidak mungkin atau sulit diterapkan, misalnya karena alasan tuntutan solusi komputasi yang paling cost-effective. Kerugiannya, arsitektur sistem keseluruhan menjadi lebih kompleks karena diperlukan jembatan-jembatan antar ORB.

Sepintas model ini terlihat rumit, tapi dari sisi aplikasi tidak ada pengaruhnya sedikitpun. Transparansi terjaga penuh, client tidak perlu tahu sedikitpun apakah implementasi obyek terletak di lingkup ORB yang sama atau tidak. Jika tidak, ORBnya secara otomatis akan melemparkan pesannya ke ORB di mana implementasi obyek berada. Dalam contoh kasus kita, jika permintaan tentang suatu obat tidak bisa dipenuhi oleh obyek di apotik X, maka ORB di tempat itu dapat meneruskan pesan permintaan ini ke ORB di apotik Y misalnya.

OMA

Sejauh ini, kita hanya membicarakan interoperabilitas pada level obyek. Pada kenyataannya, interoperabilitas pada level aplikasi jauh lebih kompleks. Keterkaitan antara satu program dengan program yang lain begitu beragam, hal ini menyulitkan penyediaan dukungan yang lebih komprehensif secara terstruktur. Dengan teknologi berbasis CORBA, OMG mencoba menuangkan visinya tentang aplikasi terdistribusi dalam sebuah arsitektur yang disebut Object Management Architecture (OMA). OMA mengelompokkan jenis-jenis interaksi antar program untuk memudahkan penyediaan dukungan. Gambar 3 menggambarkan konsep OMA.

OMA melakukan strukturisasi dunia aplikasi ke dalam dua kelompok besar: kategori layanan CORBA (CORBA services) dan kategori fasilitas CORBA (CORBA facilities). Layanan CORBA menyediakan fungsi-fungsi dasar yang digunakan oleh hampir setiap obyek dalam berbagai aplikasi. Fungsi-fungsi ini biasanya bersifat generik dan tidak tergantung pada jenis domain aplikasi. Sebagai contoh adalah layanan penamaan (naming service). Bayangkan bila kita memerlukan sebuah layanan tapi tidak tahu ke mana harus mencari server yang menyediakan layanan tersebut. Layanan penamaan dapat membantu kita layaknya sebuah "halaman kuning" (yellow pages); dia bisa menyiarkan direktori layanan yang terdaftar padanya. Karena sifatnya yang generik, layanan penamaan dapat digunakan oleh aplikasi dari berbagai domain.

Fasilitas CORBA lebih tinggi levelnya. Ia menyediakan layanan pada level aplikasi. Ada dua jenis fasilitas: horizontal, yang diperlukan oleh berbagai jenis domain (misalnya, user-interface), dan vertikal, yang berlaku khusus untuk domain tertentu (misalnya, dalam kasus kita, domain kesehatan). Fasilitas horizontal fungsinya mirip dengan layanan CORBA, tetapi beroperasi pada level yang lebih tinggi karena berhubungan langsung dengan aspek fungsional dari aplikasi. OMG secara terus-menerus melakukan standarisasi terhadap interface untuk komponen-komponen di masing-masing kategori. Semakin banyak layanan dan fasilitas yang distandarisasi, semakin mudah untuk mencapai komputasi terdistribusi berbasis komponen dalam berbagai bidang secara plug-and-play, tanpa terganggu oleh masalah heterogenitas.

CORBA di Linux

Dewasa ini cukup banyak perangkat pengembangan berbasis CORBA yang dapat dijalankan di sistem operasi Linux. Hampir semua paket hanya mendukung satu pemetaan bahasa saja, kecuali paket Inter-Language Unification (ILU) dari Xerox PARC yang mendukung beberapa bahasa sekaligus (ANSI C, C++, Python, Java, dsb). Tapi konsep ILU sendiri agak berbeda dengan CORBA, karena fokusnya adalah pada integrasi pada level bahasa pemrograman. Meskipun demikian, pendekatannya mirip, bahkan interface pada ILU dapat pula dispesifikasikan dengan menggunakan IDL.

Beberapa contoh perangkat pengembangan berbasis CORBA yang berjalan di Linux antara lain: MICO dari mico.org (bahasa yang didukung: C++), Fnorb dari DSTC, Australia (Python), JacORB oleh Gerard Brose dari Freie Universitat, Berlin (Java), OmniORB2 dari AT&T (C++), serta tak ketinggalan pula ORBit keluaran laboratorium riset RedHat (mendukung bahasa C) yang dipakai dalam proyek Gnome.

TAO (The ACE ORB) dari Washington University adalah implementasi ORB yang dikembangkan dengan pendekatan yang berbeda. TAO tidak semata-mata merupakan sistem ORB sederhana, tetapi ia dirancang untuk bekerja pada lingkungan real-time dengan batasan-batasan (constraints) yang lebih ketat dibandingkan dengan sistem terdistribusi biasa. Konsekuensinya TAO lebih memfokuskan diri pada dukungan terhadap aspek real-time dan koneksi berkecepatan tinggi, yang diimplementasikan ke dalam arsitektur inti ORB dan modul-modul pendukungnya.

Jika anda memiliki lingkungan komputasi terdistribusi di rumah, di kantor, atau di sekolah, anda bisa mencoba melakukan pemrograman sistem terdistribusi berbasis CORBA. Yang perlu anda lakukan adalah men-download salah satu perangkat pengembangan di atas, memasangnya di sistem anda, dan mengikuti petunjuk/ tutorial pemrograman yang diberikan. Jika petunjuk yang ada belum cukup memadai, anda bisa mencari tutorial pemrograman CORBA melalui Internet. Salah satu koleksi titik akses yang cukup lengkap terdapat di situs Cetus (titik akses diberikan di bagian pustaka).

Penutup

Komputasi terdistribusi merupakan sesuatu yang amat kompleks, apalagi jika ruang lingkupnya sangat luas (pada level enterprise misalnya). CORBA membantu menyederhanakan persoalan dengan menyembunyikan berbagai detail pekerjaan pada level rendah dan heterogenitas sistem dan platform. Lebih lanjut, arsitektur OMA menyediakan sebuah framework pengembangan sistem terdistribusi yang konsisten, sehingga heterogenitas tetap dapat dikelola dengan baik. Dengan semakin banyaknya pemain teknologi informatika yang terjun ke dunia CORBA, agaknya contoh ilustrasi di awal tulisan ini dalam waktu yang relatif tidak terlalu lama akan dapat direalisasikan.

Pustaka

Berikut ini diberikan beberapa titik akses ke situs-situs yang berkaitan dengan CORBA.

Keterangan Situs	Titik Akses ke Situs
Halaman Web Object Management Group (OMG) menyediakan titik akses ke berbagai informasi tentang CORBA	http://www.omg.org/
Halaman Web ILU di Xerox Palo Alto Research Centre	ftp://ftp.parc.xerox.com/pub/ilu/ilu.html
Halaman Web Fnorb dari DSTC, Australia	http://www.fnorb.org
Halaman Web MICO	http://www.mico.org
Halaman Web JacORB di Freie Universitat, Berlin	http://jacorb.inf.fu-berlin.de/
Halaman Web OmniORB2 di AT&T Inggris	http://www.uk.research.att.com/omniORB/
Halaman Web ORBit di situs RedHat	http://www.labs.redhat.com/orbit/
Halaman Web TAO di Washington University	http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/TAO.html
Situs ini berisi berbagai hal yang berhubungan dengan paradigma berorientasi obyek (OO), termasuk CORBA. Mirror tersebar di berbagai lokasi.	http://www.cetus-links.org/

Gambar :

1. Komunikasi dari client ke implementasi obyek.
2. Proses pengembangan client dan implementasi obyek.

» kirim ke teman » versi cetak » berbagi ke Facebook » berbagi ke Twitter » markah halaman ini

revisi terakhir : 21 April 2006