Virtual Machine Adalah: Pengertian, Cara Kerja, dan Bedanya dengan Container

Virtual Machine adalah komputer berbasis software yang dapat menjalankan sistem operasi, aplikasi, penyimpanan, dan koneksi jaringan seperti komputer fisik. Bedanya, seluruh resource tersebut dibuat secara virtual di atas sebuah mesin fisik menggunakan teknologi virtualisasi. Dengan pendekatan ini, satu server fisik dapat menjalankan beberapa VM secara terisolasi dengan sistem operasi dan konfigurasi yang berbeda.

Virtual Machine menjadi salah satu fondasi penting dalam cloud computing karena memungkinkan resource server dibagi menjadi beberapa lingkungan virtual. Teknologi ini membantu perusahaan memanfaatkan hardware secara lebih efisien, menyediakan server dengan cepat, serta menjalankan berbagai workload tanpa harus menyediakan satu server fisik untuk setiap aplikasi.

Apa Itu Virtual Machine?

Virtual Machine atau VM adalah representasi virtual dari sebuah komputer fisik. VM memiliki resource virtual seperti CPU, RAM, storage, network interface, dan sistem operasi sendiri sehingga dari sisi pengguna dapat digunakan layaknya komputer atau server biasa.

Misalnya, sebuah server fisik memiliki resource yang cukup besar. Dengan teknologi virtualisasi, resource tersebut dapat dibagi menjadi beberapa VM:

SERVER FISIK
│
├── Virtual Machine 1
│   ├── 2 vCPU
│   ├── 4 GB RAM
│   └── Ubuntu
│
├── Virtual Machine 2
│   ├── 4 vCPU
│   ├── 8 GB RAM
│   └── Windows Server
│
└── Virtual Machine 3
    ├── 2 vCPU
    ├── 4 GB RAM
    └── Debian

Setiap VM memiliki lingkungan yang terisolasi. Dengan demikian, satu server fisik dapat menjalankan beberapa sistem operasi sekaligus tanpa harus menyediakan perangkat keras terpisah untuk masing-masing sistem.

Google Cloud menjelaskan bahwa VM merupakan komputer berbasis software yang menyediakan lingkungan terisolasi pada hardware host. VM dapat menjalankan program dan sistem operasi, menyimpan data, terhubung ke jaringan, serta melakukan fungsi komputasi lainnya.

Bagaimana Cara Kerja Virtual Machine?

Cara kerja Virtual Machine berkaitan erat dengan teknologi yang disebut virtualisasi dan hypervisor.

Hypervisor merupakan lapisan software yang mengatur penggunaan resource hardware fisik oleh beberapa VM. Hardware fisik disebut host, sedangkan VM yang berjalan di atasnya disebut guest.

Gambaran sederhananya:

┌──────────────────────────────┐
│       SERVER FISIK           │
│   CPU | RAM | SSD | Network  │
└──────────────┬───────────────┘
               │
        ┌──────▼──────┐
        │  HYPERVISOR │
        └──────┬──────┘
               │
     ┌─────────┼─────────┐
     ▼         ▼         ▼
   VM 01     VM 02     VM 03
  Linux     Windows    Linux

Hypervisor mengalokasikan resource fisik kepada masing-masing VM berdasarkan konfigurasi yang ditentukan.

1. Hardware fisik menjadi host

Proses dimulai dari server fisik yang mempunyai CPU, RAM, storage, dan network interface.

2. Hypervisor mengelola hardware

Hypervisor berada di antara hardware fisik dan VM. Software ini bertugas mengatur bagaimana resource digunakan oleh setiap VM.

3. VM dibuat dengan resource tertentu

Administrator dapat menentukan resource untuk setiap VM, misalnya:

VM Web Server
CPU     : 2 vCPU
RAM     : 4 GB
Storage : 80 GB
OS      : Ubuntu

4. Sistem operasi dipasang pada VM

Setiap VM dapat mempunyai sistem operasi sendiri. Bahkan, beberapa VM pada host yang sama dapat menggunakan sistem operasi berbeda.

5. Aplikasi berjalan di dalam VM

Setelah sistem operasi aktif, administrator dapat memasang web server, database, Docker, aplikasi bisnis, VPN, panel hosting, dan software lainnya.

Dari perspektif pengguna, VM dapat terasa seperti server fisik biasa.

Baca Juga: Cara Backup Data ke Cloud dengan Aman dan Otomatis

Apa Itu Hypervisor?

Hypervisor adalah software atau lapisan virtualisasi yang memungkinkan beberapa VM berjalan pada satu hardware fisik.

Ada dua kategori hypervisor yang umum dikenal.

Hypervisor Type 1

Type 1 atau bare-metal hypervisor berjalan langsung di hardware fisik tanpa membutuhkan sistem operasi host sebagai lapisan utama.

Hardware
   │
   ▼
Hypervisor
   │
 ┌─┼─────────┐
 ▼ ▼         ▼
VM VM        VM

Model ini umum digunakan pada data center karena dapat memberikan pengelolaan resource yang efisien. Google Cloud dan AWS sama-sama menjelaskan Type 1 sebagai hypervisor yang berjalan langsung pada hardware host.

Hypervisor Type 2

Type 2 berjalan di atas sistem operasi host dan lebih menyerupai aplikasi.

Hardware
   │
   ▼
Host OS
   │
   ▼
Hypervisor
   │
 ┌─┴─────┐
 ▼       ▼
VM 01   VM 02

Jenis ini umum digunakan pada komputer desktop untuk kebutuhan development, testing, pembelajaran, atau menjalankan sistem operasi lain tanpa mengganti OS utama.

Jenis Virtual Machine

Virtual Machine tidak hanya digunakan untuk menjalankan sistem operasi lengkap. Secara umum, VM dapat dibedakan menjadi system VM dan process VM.

System VM

System VM merupakan jenis yang paling sering dimaksud ketika orang membicarakan Virtual Machine.

VM ini menyediakan lingkungan komputer lengkap dengan sistem operasi sendiri.

Contohnya:

• Ubuntu VM
• Windows Server VM
• Debian VM
• Rocky Linux VM

System VM cocok untuk menjalankan server, aplikasi, database, development environment, dan berbagai workload lainnya.

Process VM

Process VM menyediakan lingkungan runtime untuk menjalankan aplikasi atau proses tertentu.

Contoh yang terkenal adalah Java Virtual Machine atau JVM yang memungkinkan program Java berjalan pada berbagai platform dengan lingkungan runtime yang sesuai.

Google Cloud juga membedakan system VM dan process VM berdasarkan cakupan lingkungan yang divirtualisasikan.

Apa Saja Komponen Virtual Machine?

Sebuah VM biasanya mempunyai beberapa komponen utama.

Komponen	Fungsi
vCPU	Menyediakan resource pemrosesan virtual
vRAM	Menyediakan memori untuk sistem operasi dan aplikasi
Virtual Storage	Menyimpan OS, aplikasi, dan data
Virtual Network	Menghubungkan VM dengan jaringan
Operating System	Menjadi lingkungan utama untuk menjalankan aplikasi
Virtual NIC	Antarmuka jaringan virtual
VM Image	Template atau sumber awal untuk membuat VM
Hypervisor	Mengelola resource hardware untuk VM

Konfigurasi setiap VM dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan workload.

Contohnya, server database mungkin membutuhkan RAM lebih besar, sedangkan server aplikasi sederhana dapat lebih berfokus pada CPU dan network.

Apa Itu VM Image?

VM image dapat dianggap sebagai cetak biru untuk membuat sebuah Virtual Machine.

Image dapat berisi sistem operasi dan konfigurasi dasar yang dibutuhkan untuk menjalankan VM. AWS menjelaskan image sebagai blueprint yang dapat digunakan untuk melakukan boot pada VM dengan OS, aplikasi, dan konfigurasi tertentu.

Contohnya:

Ubuntu Image
     │
     ▼
Create VM
     │
     ▼
Ubuntu Server
     │
     ├── Nginx
     ├── Docker
     └── Application

Konsep image sangat membantu ketika administrator harus membuat banyak server dengan konfigurasi yang relatif sama.

Manfaat Virtual Machine

Virtual Machine digunakan secara luas karena menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan pendekatan satu server untuk satu workload.

1. Efisiensi Resource

Tanpa virtualisasi, satu server fisik mungkin hanya menjalankan satu sistem operasi dan aplikasi tertentu.

Dengan VM, resource yang tersedia dapat digunakan oleh beberapa lingkungan virtual.

Sebelum Virtualisasi:

Server 1 → Aplikasi A
Server 2 → Aplikasi B
Server 3 → Aplikasi C


Dengan Virtualisasi:

        Server Fisik
             │
      ┌──────┼──────┐
      ▼      ▼      ▼
     VM A   VM B   VM C

Virtualisasi membantu meningkatkan pemanfaatan hardware dan memungkinkan beberapa workload berjalan pada mesin fisik yang sama.

2. Isolasi

Setiap VM mempunyai lingkungan sendiri.

Aplikasi pada VM A tidak secara langsung menggunakan filesystem atau konfigurasi VM B.

Isolasi ini berguna untuk:

• Development
• Testing
• Hosting
• Server aplikasi
• Environment multi-tenant
• Menjalankan OS berbeda

3. Menjalankan Sistem Operasi Berbeda

Satu host dapat menjalankan beberapa VM dengan sistem operasi berbeda.

Contohnya:

Physical Server
│
├── VM 01 → Ubuntu
├── VM 02 → Windows Server
├── VM 03 → Debian
└── VM 04 → Rocky Linux

Kemampuan ini menjadi salah satu alasan VM sangat berguna untuk lingkungan perusahaan dan cloud.

4. Deployment Lebih Cepat

Membuat VM dari image dapat jauh lebih praktis dibandingkan membeli dan memasang server fisik baru.

Dalam lingkungan cloud, pengguna bahkan dapat membuat instance dengan konfigurasi CPU, RAM, storage, network, dan OS sesuai kebutuhan.

5. Skalabilitas

VM cloud dapat dibuat, diubah ukurannya, dihentikan, atau ditambah sesuai kebutuhan layanan yang digunakan.

Google Cloud menyebut skalabilitas sebagai salah satu manfaat VM berbasis cloud karena kapasitas dapat disesuaikan dengan permintaan tanpa harus membeli server fisik sendiri.

6. Mendukung Development dan Testing

Developer dapat membuat environment terisolasi untuk menguji aplikasi tanpa mengganggu server utama.

Contohnya:

Production
   │
   └── VM Production

Development
   │
   └── VM Development

Testing
   │
   └── VM Testing

Hal ini membantu memisahkan workload dan mengurangi risiko perubahan pada environment production.

Baca Juga: Network Attached Storage Adalah Apa? Pengertian, Cara Kerja, Manfaat, dan Contohnya

Virtual Machine dalam Cloud Computing

Dalam cloud computing, Virtual Machine menjadi salah satu cara utama untuk menyediakan resource komputasi kepada pelanggan.

Pengguna tidak perlu membeli server fisik. Sebagai gantinya, pengguna menyewa atau menggunakan instance VM pada infrastruktur provider.

Modelnya:

Cloud Provider
│
├── Physical Server
│
├── Hypervisor
│
├── VM Customer A
├── VM Customer B
└── VM Customer C

Setiap pelanggan mendapatkan lingkungan virtual yang terisolasi.

AWS menyebut instance cloud sebagai VM yang dikelola provider dan berjalan pada server remote. Pengguna dapat menentukan CPU, memory, storage, bandwidth, dan konfigurasi lainnya berdasarkan kebutuhan workload.

Virtual Machine vs VPS

VM dan VPS sering digunakan dalam konteks yang berdekatan.

Virtual Machine adalah konsep teknologi virtualisasi secara umum. Sementara VPS atau Virtual Private Server biasanya merupakan layanan server virtual yang ditawarkan kepada pelanggan.

IBM juga memasukkan virtual server, virtual server instance, dan VPS sebagai bentuk teknologi yang berkaitan dengan Virtual Machine.

Secara sederhana:

Virtualization
     │
     ▼
Virtual Machine
     │
     ├── Cloud VM
     ├── Virtual Server
     └── VPS

Namun, spesifikasi, tingkat isolasi, model virtualisasi, storage, dan jaminan resource dapat berbeda antara provider. Karena itu, istilah VPS tidak selalu berarti produk yang identik di setiap penyedia layanan.

Virtual Machine vs Container

Ini merupakan salah satu perbandingan paling penting dalam teknologi cloud modern.

VM dan container sama-sama digunakan untuk isolasi workload, tetapi pendekatan teknisnya berbeda.

Virtual Machine melakukan virtualisasi terhadap lingkungan komputer secara lebih lengkap, termasuk sistem operasi guest. Container berbagi kernel sistem operasi host dan biasanya hanya membawa aplikasi beserta library serta dependency yang dibutuhkan.

Perbandingannya:

Aspek	Virtual Machine	Container
Virtualisasi	Hardware atau sistem secara virtual	OS level
Guest OS	Ada	Tidak membawa OS kernel sendiri
Ukuran	Umumnya lebih besar	Umumnya lebih ringan
Startup	Cenderung lebih lama	Cenderung lebih cepat
Isolasi	Lebih lengkap	Berbasis OS
Resource	Lebih besar	Lebih efisien
Menjalankan OS berbeda	Ya	Tidak seperti VM
Cocok untuk	Server, legacy app, environment terisolasi	Microservices, aplikasi cloud native
Portabilitas aplikasi	Tinggi	Sangat tinggi
Orkestrasi umum	Platform VM	Kubernetes dan container platform

Google Cloud menjelaskan bahwa VM cenderung membutuhkan lebih banyak resource karena membawa sistem operasi lengkap, sedangkan container berbagi kernel host sehingga lebih ringan dan dapat dimulai lebih cepat.

Kapan Sebaiknya Menggunakan Virtual Machine?

VM menjadi pilihan yang masuk akal ketika Anda membutuhkan lingkungan dengan sistem operasi lengkap dan kontrol lebih besar terhadap server.

Beberapa contoh penggunaannya:

1. Web Server

VM dapat digunakan untuk menjalankan Nginx, Apache, PHP, Node.js, atau aplikasi web lainnya.

2. Database Server

Database seperti MySQL, PostgreSQL, atau Microsoft SQL Server dapat dijalankan pada VM dengan resource yang disesuaikan.

3. Windows Server

Jika workload membutuhkan Windows Server, VM memungkinkan sistem operasi tersebut berjalan di atas infrastruktur virtual.

4. Remote Desktop

VM Windows dapat digunakan sebagai lingkungan remote desktop untuk pekerjaan tertentu, selama lisensi dan konfigurasi layanan sesuai.

5. Development Environment

Developer dapat membuat VM khusus untuk menguji sistem operasi, aplikasi, atau konfigurasi tertentu.

6. Legacy Application

Aplikasi lama yang membutuhkan sistem operasi atau konfigurasi tertentu terkadang lebih mudah dipertahankan dalam VM dibandingkan dimigrasikan langsung ke container.

7. Disaster Recovery

VM dapat menjadi bagian dari strategi disaster recovery karena lingkungan server dapat direplikasi atau dibuat kembali menggunakan image dan backup yang sesuai.

Google Cloud mencatat VM dapat mendukung kebutuhan disaster recovery dan business continuity ketika sistem direplikasi pada lingkungan cloud.

Kapan Container Lebih Tepat?

Container biasanya lebih menarik jika aplikasi dirancang untuk deployment modern, khususnya microservices dan cloud native.

Contohnya:

Application
│
├── Frontend Container
├── API Container
├── Worker Container
└── Background Job Container

Setiap komponen dapat dikembangkan dan dideploy secara terpisah.

Container juga cocok ketika startup aplikasi yang cepat dan efisiensi resource menjadi prioritas. IBM mencatat container telah menjadi unit penting dalam arsitektur cloud native dan microservices modern.

Namun, VM dan container bukan teknologi yang harus dipilih secara mutlak.

Keduanya sering digunakan bersama:

Physical Server
      │
      ▼
Virtual Machine
      │
      ▼
Container Runtime
      │
 ┌────┼────┐
 ▼    ▼    ▼
App1 App2 App3

Arsitektur seperti ini memungkinkan organisasi memperoleh isolasi VM sekaligus fleksibilitas deployment container.

Contoh Arsitektur Virtual Machine

Untuk aplikasi bisnis sederhana, arsitektur dapat dibuat seperti berikut:

                   Internet
                      │
                      ▼
                Load Balancer
                      │
              ┌───────┴───────┐
              ▼               ▼
           VM Web 1        VM Web 2
              │               │
              └───────┬───────┘
                      ▼
                 VM Database
                      │
                      ▼
                Cloud Storage

Model tersebut dapat dikembangkan sesuai kebutuhan.

Misalnya, ketika traffic meningkat, VM Web tambahan dapat dibuat:

Load Balancer
│
├── VM Web 1
├── VM Web 2
├── VM Web 3
└── VM Web 4

Hal ini menjadi salah satu pola umum dalam membangun aplikasi yang membutuhkan scalability.

Apa Kekurangan Virtual Machine?

Meskipun memiliki banyak manfaat, VM juga mempunyai beberapa keterbatasan.

Resource Lebih Besar

Karena setiap system VM umumnya membawa sistem operasi sendiri, penggunaan resource dapat lebih besar dibandingkan container.

Startup Tidak Secepat Container

VM perlu melakukan proses boot sistem operasi sehingga waktu startup biasanya lebih lama dibandingkan container.

Pengelolaan OS

Jika menggunakan VM secara langsung, administrator tetap perlu menangani:

• Update OS
• Patch keamanan
• Firewall
• User account
• Monitoring
• Backup
• Konfigurasi aplikasi

Biaya Dapat Meningkat

Semakin banyak VM yang digunakan, semakin besar pula kebutuhan CPU, RAM, storage, backup, dan lisensi jika menggunakan sistem operasi atau software berlisensi.

Karena itu, ukuran VM perlu disesuaikan dengan workload. Jangan langsung memilih resource besar tanpa mengetahui kebutuhan sebenarnya.

Hal yang Perlu Diperhatikan Saat Memilih VM

Sebelum membuat VM, beberapa aspek berikut perlu diperhatikan.

CPU

Pertimbangkan jumlah core dan performa CPU berdasarkan workload.

RAM

Database dan aplikasi tertentu dapat membutuhkan RAM besar.

Storage

Perhatikan kapasitas, jenis storage, IOPS, throughput, dan kebutuhan pertumbuhan data.

Operating System

Pilih Linux atau Windows berdasarkan kebutuhan aplikasi.

Network

Perhatikan bandwidth, latency, private network, public IP, dan kebutuhan koneksi antarserver.

Backup

VM bukan pengganti backup. Pastikan data penting mempunyai salinan terpisah dengan retensi yang sesuai.

Security

Gunakan firewall, akses SSH atau RDP yang aman, authentication yang kuat, patch keamanan, dan prinsip least privilege.

Lokasi Data Center

Untuk aplikasi yang menargetkan pengguna Indonesia, lokasi infrastruktur dapat memengaruhi latency dan pengalaman pengguna.

Apakah Virtual Machine Sama dengan Komputer Biasa?

Tidak sepenuhnya.

VM berperilaku seperti komputer atau server, tetapi hardware yang digunakan bersifat virtual. Resource CPU, RAM, storage, dan network disediakan melalui lapisan virtualisasi di atas hardware fisik.

Dari sisi pengguna, perbedaannya mungkin tidak terasa:

Komputer Fisik
→ CPU
→ RAM
→ Storage
→ OS
→ Aplikasi

Sedangkan VM:

VM
→ vCPU
→ vRAM
→ Virtual Storage
→ Guest OS
→ Aplikasi

Perbedaan utama terletak pada bagaimana resource tersebut disediakan dan dikelola.

Baca Juga: Object Storage Adalah Apa? Pengertian, Cara Kerja, Manfaat, dan Contohnya

Kesimpulan

Virtual Machine adalah komputer berbasis software yang menyediakan lingkungan terisolasi dengan resource virtual seperti CPU, RAM, storage, jaringan, dan sistem operasi. VM memungkinkan beberapa lingkungan komputasi berjalan pada satu server fisik dengan bantuan hypervisor.

Teknologi ini menjadi fondasi penting dalam cloud computing karena memungkinkan resource hardware digunakan secara lebih efisien. VM juga memberikan fleksibilitas untuk menjalankan sistem operasi berbeda, membuat environment development dan testing, menjalankan aplikasi bisnis, menyediakan server cloud, hingga mendukung strategi disaster recovery.

Dibandingkan container, VM menyediakan virtualisasi yang lebih lengkap karena setiap system VM umumnya memiliki sistem operasi sendiri. Container lebih ringan karena berbagi kernel host dan hanya membawa aplikasi beserta dependency yang dibutuhkan.

Pilihan antara VM dan container sebaiknya tidak hanya berdasarkan tren teknologi. Pertimbangkan jenis aplikasi, kebutuhan isolasi, resource, sistem operasi, model deployment, kemampuan tim, serta kebutuhan scaling. Dalam banyak arsitektur modern, keduanya bahkan dapat digunakan bersama untuk mendapatkan kombinasi isolasi, fleksibilitas, dan efisiensi.

Butuh server virtual untuk menjalankan website, aplikasi, database, atau workload lainnya? Cloud lokal mulai dari Rp165 ribuan per bulan dengan Intel Processor, hingga 4 Core CPU, 4 GB RAM, dan 100 GB Storage. Jika kebutuhan Anda berbeda, resource juga dapat di-custom sesuai workload. Dengan Virtual Machine, Anda bisa mendapatkan lingkungan server yang fleksibel dan terisolasi untuk berbagai kebutuhan komputasi. ION Cloud juga menyediakan cloud compute dengan resource fleksibel, root access, pilihan public atau private IP, backup berkala, dan dukungan high availability.

FAQ