Apa itu cloud bursting?

Cloud bursting adalah konfigurasi dalam cloud computing yang menjalankan aplikasi di cloud pribadi atau pusat data lokal dan "melakukan burst" ke cloud publik saat permintaan kapasitas komputasi melonjak. Mekanisme ini pada dasarnya bertindak sebagai katup luapan. Jadi, ketika infrastruktur pribadi mencapai batasnya, traffic secara otomatis diarahkan ke layanan cloud publik untuk memastikan layanan tidak mengalami gangguan. Anda dapat menganggapnya seperti toko retail yang membuka jalur checkout tambahan hanya jika antreannya terlalu panjang. Penyiapan cloud bursting merupakan jenis tertentu dari deployment hybrid cloud.

Dalam model penskalaan cloud standar, perusahaan mungkin mencoba menangani semuanya dalam satu lingkungan. Namun, memiliki server fisik yang cukup untuk menangani hari tersibuk dalam setahun berarti server tersebut akan kosong dan tidak terpakai selama 364 hari lainnya. Cloud bursting dapat membantu mengatasi masalah ini, karena memungkinkan organisasi membayar kapasitas dasar di pusat data mereka sendiri dan hanya membayar resource cloud publik tambahan saat mereka benar-benar membutuhkannya. Pendekatan ini dapat membantu perusahaan menangani lonjakan traffic mendadak tanpa membeli hardware mahal yang tidak mereka perlukan setiap saat.

Cara kerja cloud bursting

Untuk memahami mekanisme cloud bursting, bayangkan cloud pribadi Anda sebagai tangki air. Dalam kondisi normal, volume air (traffic data) tetap berada dalam kapasitas tangki. Namun, saat badai tiba-tiba melanda (lonjakan traffic), tangki berisiko meluap.

Dalam penyiapan cloud bursting, tim IT mengonfigurasi "pemicu" atau batas, biasanya saat penggunaan resource mencapai sekitar 70–80%. Setelah batas ini terlampaui, sistem akan otomatis membuka katup ke tangki sekunder—cloud publik. Aplikasi terus berjalan lancar, dengan mengalihkan traffic berlebih ke resource cloud publik. Setelah badai berlalu dan tingkat traffic menurun, sistem akan menutup katup dan menonaktifkan resource cloud publik sehingga mengembalikan operasi sepenuhnya ke cloud pribadi.

Jenis cloud bursting

Ada berbagai cara untuk menyiapkan burst ini, bergantung pada seberapa besar kontrol atau otomatisasi yang dibutuhkan tim.

Bursting manual: Hal ini terjadi saat administrator menambahkan resource cloud publik secara manual. Hal ini dapat berguna untuk peristiwa yang dapat diprediksi, seperti peluncuran software yang direncanakan, saat manusia dapat memutuskan kapan tepatnya untuk memulai dan menghentikan kapasitas tambahan.
Bursting otomatis: Metode ini menggunakan kebijakan software untuk memicu burst. Saat sistem mendeteksi bahwa penggunaan resource telah mencapai batas tertentu, sistem dapat secara otomatis menjalankan resource tambahan di cloud publik tanpa intervensi manusia.
Load balancing terdistribusi: Pendekatan ini menyebarkan traffic di cloud pribadi dan publik secara bersamaan. Load balancer merutekan permintaan pengguna ke lokasi yang paling dekat dengan mereka atau memiliki kapasitas paling banyak yang tersedia pada saat itu.

Waktu yang tepat menggunakan cloud bursting

Cloud bursting tidak selalu cocok untuk setiap aplikasi, terutama aplikasi yang mengandalkan data sensitif dan kompleks yang tidak dapat meninggalkan jaringan pribadi. Biasanya, model ini paling cocok untuk workload dengan pola permintaan yang berfluktuasi, musiman, atau tidak terprediksi, yang mengutamakan kecepatan dan uptime, seperti dalam situasi berikut:

Lonjakan permintaan musiman atau yang telah diperkirakan

Retailer sering kali menghadapi lonjakan traffic besar-besaran selama periode belanja populer seperti Harbolnas. Cloud bursting memungkinkan bisnis menangani jutaan pembeli selama beberapa hari menggunakan cloud publik, lalu menurunkan skala kembali ke infrastruktur pribadi mereka setelah lonjakan berakhir.

Pekerjaan yang memerlukan banyak resource dan berdurasi terbatas

Data scientist dan engineer sering kali menjalankan tugas komputasi berperforma tinggi (HPC) seperti simulasi kompleks, pelatihan model AI, atau komputasi berat lainnya seperti rendering 3D. Tugas ini mungkin memerlukan ribuan server hanya dalam beberapa jam. Bursting memungkinkan tim menyewa daya besar ini untuk sementara waktu, bukan menunggu dalam antrean panjang superkomputer, atau membangun superkomputer untuk keperluan sementara waktu ini.

Pengembangan dan pengujian (Dev/test)

Developer software sering kali perlu menjalankan lingkungan sementara untuk menguji kode atau update baru. Daripada menghabiskan ruang di server pribadi utama, mereka dapat memindahkan lingkungan pengujian ini ke cloud publik. Hal ini membantu menjaga keamanan dan stabilitas lingkungan produksi.

Mendukung disaster recovery (DR)

Jika pusat data lokal menjadi offline karena terjadi pemadaman layanan atau bencana alam, cloud bursting dapat bertindak sebagai mekanisme failover yang mendukung disaster recovery. Sistem dapat mengalihkan traffic ke cloud publik agar aplikasi tetap berjalan hingga situs utama diperbaiki.

Bagaimana organisasi dapat menerapkan cloud bursting?

Penerapan cloud bursting memerlukan lebih dari sekadar dua lingkungan komputasi. Pola ini memerlukan strategi untuk menangani kompleksitas pemindahan data dan aplikasi di antara keduanya. Untuk melakukannya secara efektif, organisasi memerlukan fitur yang memastikan kelancaran konektivitas dan konsistensi pengelolaan.

Mengonfigurasi Pemicu Burst dengan GKE

Salah satu cara paling efektif untuk mengimplementasikan pemicu cloud bursting adalah dengan menggunakan Google Kubernetes Engine (GKE) dan Horizontal Pod Autoscaler (HPA) dengan metrik eksternal. Dalam skenario ini, aplikasi lokal Anda mengirimkan sinyal (metrik) ke Google Cloud Monitoring. Saat sinyal tersebut melampaui batas, GKE akan otomatis meluncurkan pod baru di cloud untuk menangani beban.

Berikut cara menyiapkan pemicu berdasarkan kedalaman antrean Pub/Sub (indikator umum bahwa worker lokal Anda kewalahan):

1. Aktifkan API metrik kustom: Pertama, Anda harus mengizinkan cluster GKE Anda membaca metrik dari Cloud Monitoring. Anda melakukannya dengan men-deploy Custom Metrics Stackdriver Adapter ke cluster Anda. Adaptor ini bertindak sebagai jembatan, menerjemahkan metrik Google Cloud menjadi sesuatu yang dapat dipahami oleh Kubernetes.

Memuat...

2. Tentukan konfigurasi HPA: Buat file HorizontalPodAutoscaler YAML. Tidak seperti autoscaler standar yang memantau penggunaan CPU, autoscaler ini akan memantau metrik eksternal, khususnya jumlah pesan yang belum terkirim dalam langganan Pub/Sub (num_undelivered_messages).

Memuat...

3. Terapkan dan pantau: Terapkan konfigurasi ini menggunakan kubectl apply -f hpa.yaml. Sekarang, GKE "mengawasi" antrean Anda. Jika sistem lokal Anda melambat dan antrean terisi melebihi target (50 pesan), HPA akan otomatis memicu pembuatan pod baru di cloud untuk memproses backlog. Setelah antrean kosong, GKE akan menurunkan skala pod kembali ke nol.

Penyesuaian melalui pemantauan

Anda tidak dapat mengelola hal yang tidak dapat Anda lihat. Agar cloud bursting dapat berfungsi, tim IT memerlukan visibilitas yang jelas atas resource mereka di pusat data pribadi dan cloud publik. Google Cloud menawarkan alat yang memberikan visibilitas terperinci tentang cara aplikasi menggunakan CPU dan memori.

Dengan memahami secara pasti seberapa banyak "bahan bakar" yang digunakan aplikasi, tim dapat menetapkan batas yang akurat untuk kapan harus melakukan burst. Jika batasnya terlalu rendah, Anda mungkin akan mengeluarkan biaya untuk cloud publik padahal tidak perlu. Jika terlalu tinggi, aplikasi mungkin akan mengalami crash sebelum resource baru tiba. Pemantauan terpadu membantu organisasi menyesuaikan setelan ini untuk menyeimbangkan performa dan biaya.

Peran otomatisasi

Penyeimbangan manual cocok untuk project kecil berfrekuensi rendah, tetapi mungkin tidak dapat diskalakan dengan baik untuk aplikasi perusahaan. Agar lebih efisien, organisasi dapat menerapkan software dan alat untuk mengorkestrasi resource cloud computing secara otomatis. Alat otomatisasi, seperti Terraform atau Deployment Manager Google Cloud, dapat membantu menentukan infrastructure as code (IaC).

Artinya, sistem dapat menyediakan, mengonfigurasi, dan mengelola server secara otomatis berdasarkan permintaan real-time. Saat lonjakan traffic mereda, alat otomatisasi juga menangani "pencabutan akses" atau penonaktifan resource tersebut. Hal ini memastikan perusahaan berhenti membayar biaya cloud publik saat tidak lagi diperlukan.

Kontrol (pemantauan dan pelaporan)

Mempertahankan kontrol selama burst sangat penting untuk keamanan dan pengelolaan anggaran. Organisasi memerlukan kemampuan pemantauan yang kuat untuk melacak resource dan memastikan resource tersebut disediakan dengan tepat tanpa menimbulkan gangguan layanan.

Alat pelaporan membantu melacak biaya bursting dari waktu ke waktu. Data ini penting untuk memprediksi anggaran mendatang. Selain itu, kebijakan keamanan yang konsisten harus diterapkan pada resource bursting. Alat yang menerapkan pemantauan dan pelaporan dapat membantu mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi dari waktu ke waktu dengan mengidentifikasi tren dan anomali dalam penggunaan.

Manfaat cloud bursting

Mengadopsi strategi cloud bursting dapat memberikan sejumlah keuntungan bagi organisasi yang ingin menyeimbangkan performa dan anggaran.

Penghematan biaya

Perusahaan hanya membayar resource cloud publik tambahan saat menggunakannya, yang dapat membantu menghindari pengeluaran modal untuk membeli hardware yang tidak digunakan saat tidak ada aktivitas terkait.

Fleksibilitas dan skalabilitas

Cloud dapat memberi tim kebebasan untuk menguji project baru atau menangani lonjakan traffic yang besar tanpa dibatasi oleh ruang fisik atau daya yang tersedia di pusat data mereka sendiri.

Kelangsungan dan ketahanan bisnis

Jika pusat data pribadi mengalami masalah atau kewalahan, aplikasi tetap online dengan mengalihkan beban ke cloud publik, yang membantu mencegah crash dan waktu non-operasional.

Pengoptimalan resource

Tim IT dapat menjaga cloud pribadi mereka tetap berjalan pada tingkat yang stabil dan efisien untuk tugas-tugas penting sekaligus mengalihkan traffic yang bervariasi dan tidak dapat diprediksi ke cloud publik yang fleksibel.

Mengatasi tantangan bisnis Anda dengan Google Cloud

Pelanggan baru mendapatkan kredit gratis senilai $300 untuk dibelanjakan di Google Cloud.

Keunggulan Google Cloud untuk bursting dan skalabilitas

Meskipun konsep cloud bursting bersifat universal, berbagai penyedia memiliki infrastruktur pendukung yang sangat bervariasi. Google Cloud menawarkan keuntungan spesifik yang membuat bursting hybrid lebih cepat, lebih andal, dan lebih mudah dikelola.

Platform yang konsisten dengan GKE Enterprise: Banyak solusi hybrid mengharuskan tim mengelola dua lingkungan yang berbeda—satu untuk lokal dan satu untuk cloud—yang dapat menimbulkan masalah kompatibilitas selama burst berlangsung. GKE Enterprise Google Cloud menyediakan runtime Kubernetes yang konsisten di kedua lingkungan. Artinya, aplikasi yang dibangun untuk pusat data pribadi Anda dapat langsung melakukan bursting ke Google Cloud tanpa memerlukan perubahan kode atau replatforming yang rumit.
Peningkatan performa jaringan: Saat aplikasi mengalami burst, data harus berpindah antara pusat data pribadi dan cloud publik. Google menjalankan salah satu jaringan serat optik pribadi terbesar di dunia. Dengan menjaga traffic tetap berada di backbone pribadi ini, bukan di internet publik, Google Cloud dapat mengurangi latensi dan meningkatkan keamanan selama peristiwa penting dengan traffic tinggi.
Load balancing global tingkat lanjut: Google Cloud Load Balancing tidak hanya merutekan traffic, tetapi juga dapat merespons lonjakan traffic dalam hitungan detik (bukan menit) dan mendistribusikan beban di seluruh region secara global. Jika burst lokal tidak cukup, jaringan dapat secara otomatis mengarahkan pengguna ke region terdekat berikutnya yang memiliki kapasitas yang tersedia, sehingga menawarkan tingkat ketahanan yang sulit dicapai dengan alat jaringan standar.
Fleksibilitas open source: Karena Google Cloud dibangun berdasarkan standar open source seperti Kubernetes dan TensorFlow, organisasi dapat menghindari keterikatan pada vendor. Anda dapat membangun strategi bursting yang berfungsi saat ini dan mempertahankan fleksibilitas untuk menyesuaikan infrastruktur Anda pada masa mendatang.

Produk dan solusi terkait

Google Cloud menawarkan serangkaian produk yang mendukung konektivitas, orkestrasi, dan daya komputasi yang diperlukan untuk pola cloud bursting.

Referensi lainnya

Pola hybrid dan multicloud: Panduan ini menyediakan arsitektur referensi teknis dan praktik terbaik untuk menerapkan pola cloud bursting di Google Cloud.
Pola arsitektur terdistribusi: Pelajari cara memisahkan komponen aplikasi (seperti frontend dan backend) agar dapat berjalan secara efektif di lingkungan hybrid, yang merupakan langkah penting dalam mengaktifkan bursting.
5 cara Google membantu menyiapkan pola hybrid dan multicloud: Laporan resmi strategis yang membahas cara meraih keberhasilan di dunia hybrid, yang mencakup pengelolaan, analisis, dan keamanan di berbagai lingkungan.