cloud infrastructure

Cloud infrastructure adalah kumpulan komponen hardware dan software — seperti server, storage, networking, virtualisasi, layanan, dan management tools — yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan komputasi dari model cloud computing.

Cloud infrastructure juga mencakup sebuah lapisan abstraksi yang memvirtualisasikan serta menampilkan resource dan layanan kepada pengguna lewat application programming interface (API) dan antarmuka berbasis command-line atau grafis.

Peran Cloud Infrastructure dalam Cloud Computing

Cloud infrastructure menjadi pondasi dari cloud computing dengan memisahkan fungsi dan fitur hardware maupun software tersebut. Lalu, provider cloud — atau tim IT internal untuk private cloud — menghosting resource virtual ini dan mendistribusikannya ke pengguna lewat internet atau jaringan internal. Resource ini mencakup virtual machine (VM), server, memori, switch jaringan, firewall, load balancer, dan storage. Biasanya, resource ini juga dipakai untuk layanan skala besar dan khusus, seperti artificial intelligence (AI) dan machine learning (ML).

Cara Kerja Cloud Infrastructure

Cloud infrastructure mengintegrasikan hardware, software, dan layanan, yang di dalamnya terdapat beberapa elemen utama, yaitu:

• Virtualization. Teknologi ini membuat simulasi server di dalam server fisik, lalu memisahkannya dari hardware fisik. Ini adalah fondasi utama dari cloud infrastructure.
• Storage. Infrastruktur cloud biasanya menawarkan banyak opsi penyimpanan untuk mendukung berbagai skenario aplikasi, seperti file storage, object storage, dan block storage.
• Networking. Server yang sudah divirtualisasi tetap perlu konektivitas jaringan, supaya bisa diakses layaknya server fisik, baik melalui internet maupun intranet.
• Resource management. Cloud environment tetap butuh manajemen resource. Biasanya vendor menyediakan layer manajemen agar pengguna bisa mengatur dan mengontrol VM dan jaringan mereka.
• Scalability. Ini adalah kemampuan infrastruktur untuk scaling up atau scaling down dengan cepat sesuai kebutuhan. Salah satu keunggulan utama cloud.
• Automation. Banyak fitur di cloud yang bisa diotomatisasi, seperti scaling dan provisioning resource, menggunakan rules yang fleksibel.
• Security. Virtual server butuh proteksi sama seperti server fisik. Tools monitoring, akses terbatas, dan enkripsi sangat penting dalam lingkungan cloud.

Komponen Cloud Infrastructure

Dalam arsitektur cloud computing, cloud infrastructure merujuk pada elemen teknologi di backend, seperti server, storage, dan networking equipment, tetapi dalam skala enterprise besar. Beberapa perusahaan besar seperti Meta dan LinkedIn bahkan merancang komponen infrastrukturnya sendiri demi efisiensi daya atau kebutuhan big data dan AI.

Servers

Penyedia public cloud besar seperti Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, dan Google Cloud menggunakan model server shared multi-tenant. Mereka mengandalkan server high-density, multisocket, dan multicore untuk menangani lonjakan kebutuhan pengguna.

Storage

Berbeda dari data center tradisional, cloud biasanya menggunakan direct-attached storage (DAS) berbasis SSD atau HDD, bukan array disk shared lewat storage area network (SAN). Penyimpanan ini dikelola lewat distributed file system yang fleksibel dan scalable.

Networking

Cloud computing butuh bandwidth besar. Karena itu, cloud infrastructure melibatkan perangkat jaringan seperti switch, router, dan support untuk virtual networking dan load balancing.

Arsitektur Cloud: Public, Private, dan Hybrid

Public Cloud

Pada public cloud, infrastruktur dimiliki dan dikelola oleh pihak ketiga, dan resource dibagi dengan model multi-tenant. Pelanggan hanya membayar resource seperti CPU, storage, dan bandwidth tanpa perlu memikirkan maintenance hardware.

Private Cloud

Private cloud berarti organisasi membangun dan mengelola infrastrukturnya sendiri di data center pribadi. Biasanya dipilih oleh perusahaan yang butuh kontrol lebih ketat atas data, security, atau compliance tertentu.

Hybrid Cloud

Hybrid cloud menggabungkan private dan public cloud menjadi satu lingkungan yang terintegrasi. Misalnya, data sensitif disimpan di private cloud, sedangkan aplikasi lainnya dijalankan di public cloud. Ada juga model multi-cloud yang menggunakan banyak provider untuk meningkatkan resiliency dan fleksibilitas.

Jenis Model Layanan Cloud Computing

1. Software as a Service (SaaS)

Dalam model SaaS, pengguna tidak langsung berurusan dengan cloud infrastructure. Provider meng-host aplikasi, dan pengguna cukup login lewat browser untuk mengakses layanan.

2. Platform as a Service (PaaS)

Model PaaS membangun lapisan tambahan di atas infrastruktur, seperti load balancing, autoscaling, dan framework development. Cocok untuk yang butuh platform siap pakai untuk mengembangkan aplikasi.

3. Infrastructure as a Service (IaaS)

Dalam model IaaS, pengguna menyewa resource seperti VM, storage, dan network lewat internet. Biasanya dihitung berdasarkan penggunaan dengan sistem pay-as-you-go.

4. Function as a Service (FaaS)

FaaS atau serverless computing memungkinkan developer menjalankan fungsi aplikasi tanpa perlu mengelola server. Cocok untuk event-driven applications dan microservices.
Provider cloud juga menawarkan layanan tambahan seperti container services, virtual private clouds, load balancer, DNS, dan application delivery controller.

Pricing biasanya dihitung berdasarkan:

• Ukuran vCPU standar dan memori yang digunakan.
• Jenis storage (object/block), performa (SSD/HDD), dan tingkat ketersediaan.
• Jumlah kapasitas yang dipakai per bulan.

Beberapa vendor juga kasih diskon untuk penggunaan jangka panjang atau reserved capacity yang dibayar di awal.

Cloud Infrastructure vs. Cloud Architecture

Cloud architecture bisa diibaratkan sebagai cetak biru atau rancangan besar untuk membangun lingkungan cloud berisi berbagai komponen dan layanan dalam skala masif. Dari rancangan ini, provider cloud menawarkan banyak sekali layanan cloud yang tersebar lewat lokasi-lokasi terpisah yang disebut availability zones (AZs), di mana tiap AZ memiliki beberapa data center fisik yang saling terhubung.

Sementara itu, cloud infrastructure adalah bentuk fisik dari rancangan tersebut, berupa perangkat keras, sistem operasi, dan resource virtual yang terintegrasi untuk menyediakan layanan komputasi, penyimpanan, jaringan, hingga middleware. Di public cloud, semua sumber daya fisik ini di-abstraksi-kan jadi layanan yang bisa di-scale dengan mudah sesuai kebutuhan masing-masing pelanggan. Salah satu contohnya adalah penggunaan storage lokal dibanding shared disk arrays untuk meningkatkan fleksibilitas.

Public cloud dirancang untuk melayani ribuan pelanggan unik dalam satu infrastruktur multi-tenant. Karena itu, arsitektur dan infrastrukturnya wajib menjamin performa, keandalan, dan keamanan yang optimal.

Syarat untuk Membangun Cloud Infrastructure

Kebanyakan organisasi yang ingin mengadopsi model cloud computing akan bergantung pada penyedia public cloud, karena mereka sudah punya resource dan pengalaman yang jauh lebih besar dalam merancang, membangun, dan mengelola cloud infrastructure. Provider ini menyediakan komponen infrastruktur — kadang dengan kustomisasi desain — lalu pelanggan memilih level resource abstraksi seperti komputasi, instance virtual berukuran tertentu, dan storage. Selain itu, mereka juga menyediakan layanan tingkat lanjut untuk keperluan self-service, orkestrasi, integrasi, keamanan, laporan, hingga billing.

Tapi, ada juga organisasi yang butuh private cloud untuk alasan tertentu. Untuk itu, mereka harus bertanggung jawab penuh mulai dari hardware, pengelolaan, sampai aplikasi dan workload yang dijalankan. Membangun private cloud on-premises butuh beberapa hal berikut:

• Arsitektur standar yang dirancang untuk berbagi resource IT, memastikan skalabilitas dan elastisitas workload, serta mendukung konfigurasi dan governance berbasis kebijakan.
• Hardware dan software on-premises yang bisa mengabstraksi kapabilitas resource seperti compute, virtualisasi, container, storage, dan networking.
• Fungsi manajemen tambahan, seperti integrasi, orkestrasi, keamanan, pelaporan, dan mekanisme chargeback.

Pilihan teknologi untuk membangun private cloud bergantung pada vendor yang digunakan. Organisasi bisa menggunakan hardware lama dan software dari vendor tertentu, atau sekaligus membeli solusi hardware dan software dalam satu paket dari vendor pilihan.

Alternatif lainnya, organisasi bisa membangun private cloud di luar on-premises dengan opsi seperti:

• Hosted private cloud: Layanan cloud yang di-hosting dan dikelola oleh provider untuk satu pelanggan saja di atas infrastruktur dedicated.
• Managed private cloud: Perluasan dari hosted private cloud, di mana provider juga menangani layanan tambahan seperti identity management.
• Virtual private cloud: Lingkungan cloud terisolasi di dalam public cloud, di mana workload pelanggan dipisahkan dari pelanggan lain tapi masih berbagi server multi-tenant. Ada juga konsep ekstensi ke on-premises yang dikendalikan cloud provider, seperti AWS Outposts, Azure Stack, dan Google Cloud Anthos.

Kelebihan Menggunakan Cloud Infrastructure

Menggunakan cloud infrastructure punya banyak keunggulan dibandingkan membangun infrastruktur sendiri, di antaranya:

• Fleksibilitas. Pelanggan bisa dengan cepat mendapatkan resource yang dibutuhkan dan mengelolanya sendiri agar lebih sesuai dengan kebutuhan bisnis. Ini juga berguna buat memperluas workload on-premises ke cloud saat butuh resource tambahan mendadak.
• Keandalan. Infrastruktur besar milik cloud provider, ditambah opsi redundancy lewat AZs, menawarkan tingkat keandalan yang sulit dicapai oleh infrastruktur in-house biasa. Meskipun gangguan tetap mungkin terjadi, cloud usage harus dirancang sesuai kebutuhan uptime aplikasi yang dijalankan.
• Biaya. Cloud menghilangkan biaya modal besar di awal (capital expenditure) dan menggantinya dengan model konsumsi berbasis penggunaan. Artinya, pelanggan hanya bayar sesuai resource yang dipakai, biasanya dihitung per jam, minggu, atau bulan. Ini membuat pengeluaran lebih kecil, rutin, dan terprediksi, dibandingkan investasi besar di awal untuk infrastruktur fisik.
• Keamanan. Kekhawatiran soal keamanan public cloud makin berkurang. Provider cloud terus berinvestasi dalam meningkatkan proteksi terhadap ancaman keamanan. Faktanya, kebanyakan masalah keamanan cloud biasanya disebabkan oleh kesalahan konfigurasi dari pihak pengguna, bukan serangan dari luar.

Kekurangan dari Cloud Infrastructure

Walaupun punya banyak kelebihan, ada juga beberapa tantangan yang perlu diperhatikan saat menggunakan cloud infrastructure, di antaranya:

• Keamanan Bersama. Walaupun penyedia cloud selalu waspada dalam mengamankan infrastruktur mereka, mengelola keamanan dalam skala besar itu sangat kompleks. Selain itu, model shared responsibility menyatakan bahwa penyedia cloud hanya bertanggung jawab atas infrastruktur mereka. Pelanggan tetap bertanggung jawab mengamankan workload dan data masing-masing melalui konfigurasi yang tepat, kontrol akses, dan monitoring yang memadai.
• Visibilitas dan Manajemen. Karena adanya lapisan virtualisasi di cloud, pelanggan biasanya tidak punya akses langsung ke hardware fisik tempat workload mereka berjalan. Penyedia public cloud memang menawarkan opsi dedicated hardware dan bare-metal server untuk kontrol penuh terhadap seluruh stack server dan performa lebih tinggi, tapi tentu dengan biaya yang lebih mahal.
• Biaya yang Tak Terkontrol. Model pay-as-you-go cocok asalkan pelanggan benar-benar mengalokasikan dan memonitor penggunaan layanan dengan cermat. Overprovisioning, resource yang tidak aktif, dan kurang memahami ketergantungan antar layanan bisa dengan cepat membuat biaya cloud membengkak tanpa disadari. Karena itu, pelanggan harus disiplin dalam memonitor dan mengelola penggunaan cloud, apalagi saat layanan cloud makin granular, kompleks, dan terintegrasi.

Proses dan Alat Manajemen Cloud Infrastructure

Ada banyak sekali alat yang tersedia untuk menyediakan dan mengelola resource cloud infrastructure. Penyedia platform cloud menawarkan berbagai pilihan performa dan harga untuk layanan komputasi, storage, networking, monitoring, analytics, AI, dan ML. Contoh layanan compute dan storage antara lain:

• Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), Simple Storage Service (S3) dan S3 Glacier.
• Microsoft Azure VMs, Azure Files, dan Azure Blob Storage.
• Google Compute Engine, Filestore, dan Persistent Disk.

Layanan cloud yang lebih granular juga tersedia untuk mengelola workload berbasis container dan fungsi serverless. Beberapa pilihan manajemen container meliputi:

• Amazon Elastic Container Service (ECS), Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS), Amazon Elastic Container Registry (ECR) dan AWS Fargate.
• Azure Kubernetes Service (AKS), Azure Container Registry, dan Azure Container Instances.
• Google Kubernetes Engine (GKE), Google Cloud Run, dan Google App Engine.
• Layanan serverless utama seperti AWS Lambda, Azure Functions, dan Google Cloud Run functions.

Contoh alat automasi cloud infrastructure termasuk AWS CloudFormation, Azure Automation, dan Google Cloud Deployment Manager, serta opsi pihak ketiga seperti Chef Automate, Puppet Enterprise, Red Hat Ansible Automation Platform, dan VMware vRealize Automation.

Beberapa penyedia managed service pihak ketiga, seperti DigitalOcean dan Rackspace, juga menawarkan layanan berbasis platform public cloud.