Networking : Virtual Smartphone over IP

LATAR BELAKANG 

Saat ini pengguna smartphone dan aplikasi   mobile   semakin meningkat.  Smartphone sering diharapkan untuk  melayani kebutuhan pengguna sebagaimana sebuah PC. Namun smartphone masih memiliki keterbatasan  prosesor  yang kuat, memori yang tinggi, dan baterai yang  tahan lama. Namun sampai   saat ini kemampuan  smartphone belum memiliki semua itu.

Sejumlah   service provider menyediakan   jasa penyimpanan   online   untuk   mengatasi keterbatasan   media   penyimpanan   pada   smartphone seperti   Dropbox [1] dan Zumodrive [2].  Namun sampai saat ini belum ada  service provider  yang menyediakan   layanan komputasi   yang lengkap untuk pengguna smartphone.

Oleh karena itu paper ini mengusulkan  virtual Smartphone over IP, yang menyediakan layanan cloud computing  yang dirancang khusus untuk pengguna smartphone.  Dengan Smartphone over IP pengguna smartphone bisa membuat   image  smartphone   virtual   dan menjalankan   aplikasi  di   server   image layaknya dilingkungan lokal.

Berikut adalah design basic virtual smartphone over IP

Secara garis besar pada smartphone device akan ada dua sumber aplikasi yang dapat digunkan oleh user, yaitu aplikasi local dan aplikasi cloud. Dan aplikasi cloud ini yang akan berjalan Over  IP.

BASIC DESIGN 

Basic design dari  virtual smartphone over IP yang dimplementasikan pada paper ini ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Penjelasan 

• Virtual Smartphone farm : tempat koleksi images virtual smartphone,  yang  didedikasikan untuk pengguna smartphone. Pada server ini akan dijalankan image dan aplikasi yang dapat diakses oleh user secara virtual.
• Front-end Server : untuk mengatur  remote session dan menentukan virtual images smartphone yang tepat untuk pengguna. Front-end Server juga mengijinkan user untuk membuat, mengkonfigurasi dan mendestroy images virtual smartphone. Selain itu user juga dapat menginstall dan merunning aplikasi images tersebut.
• NFS : digunakan untuk menyimpan file persistent. Di sini menyediakan penyimpanan yang tidak terbatas untuk pengguna virtual smartphone.
• Manajemen server : untuk mengelola farm virtual smartphone dan membentuk image virtual smartphone dan mengatasi semua permasalahannya.

IMPLEMENTATION

Untuk mengimplemtasikan sistem ini digunakan Android Mobile OS. Karena Android tidak hanya didesign untuk prosesor ARM yang dikhususkan penggunaanya pada phone device tetapi juga digunakan untuk platform x86 atau computer PC.  Dengan menggunakan Adroid mobile OS pemanfaatan perangkat keras pada server sebagai data center dapat maksimal. Keuntungan yang lain adalah tidak diperlukannya CPU emulator ( i.e. x86-to-ARM).

Implementasi dari system yang dibangun ini bias dilihat pada gambar berikut ini :

Sistem ini menggunakan VNC-Based pada server dan client, artinya program ini membutuhkan VNC yang dijlankan pada server yang digunakan untuk menjalankan setiap image Android-x86 untuk setiap user, dan VNC ini akan berjalan di atas VMWare ESXi. Sedangkan VNC client di install pada physical android device yang digunakn untuk mengakses aplikasi aplikasi yang berjalan pada VNC server.

Kelebihan lain yang ditawarkan pada virtual ini adalah kemampuannya dalam mengimplementasikan virtual sensor driver pada image Android-x86, sehingga pemanfaatan sensor yang ada pada smartphone device dapat dimanfaatkan secara maksimal, misalnya penggunaan GPS yang dapat dideteksi keberadaanya oleh server data center.

APPLICATION

Sistem ini memperbolehkan user untuk mengkostumasi image sesuai kebutuhannya masing-masingg, yang nantinya dapat digunakan sesuai kebutuhan. Untuk membuat images smartphone yang baru user memilih template yang ada dan dapat dijalankan langsung, namun image ini dapat dikostumasi sesuai kebutuhan. Berikut adalah beberapa contoh bagaimana sistem ini digunakan :

A. Remote Sandbox

Digunakan untuk mengontrol penggunaan aplikasi diluar market. Memberikan kebebasan yang sangat terbatas pada aplikasi diluar market dengan kontrol yang sangat ketat. Program ini bahkan tidak berada pada perangkat keras sama sekali sehingga jika image terinfeksi pengguna dapat mengembalikan / merestore ke keadaan sebelumnya. 

B. Data leakage prevention

Cisco melaporkan kehilangan perangkat  portable adalah salah satu dari 10 alasan utama  kebocoran data perusahaan. Virtual smartphone layak untuk digunakan karena  Karena hanya piksel grafis dari image layar yang dikirim ke ponsel pengguna, data yang sebenarnya tidak pernah meninggalkan pusat data yang aman.

C. Performance leverage

Hasil pengujian yang dilkukan pada  HT-03A  yang menggunakan prosesor ARM membutuhkan waktu 14 detik untuk membuka file PDF 10 MB. Sedangkan dengan menggunakan prosesor  x86 pada data center dan diakses dengan smartphone hanya membutuhkan waktu 1 detik.

D. End to middle security

Man in the middle  attack : enkripsi dan autentikasi masih dapat di tembus dengan cara mencari kelemahan operasi protocol jaringan. Salah satunya dengan cara exploitasi ARP pada protocol TCP/IP. Dan pada sistem ini di implementasikan  End to middle security  dengan asumsi smartphone fisik establishes a secure channel with its virtual Smartphone, sehingga  rouge tidak bisa mencegat lalu lintas  antara keduanya 

E. Other Possibilities

Dapat digunakan untuk arsip aplikasi yang sering digunakan  serta dapat membebaskan ruang penyimpanan pada smartphone fisik.Membebaskan dari temporary file dari aplikasi yang trial setelah diuninstall. Virtual sartphone lebih konsisten online dan ini sangat menguntungkan bagi developer. 

EVALUATION

Sistem ini di evaluasi dengan beberapa aspek, berikut adalah pengujian yang dilakukan :

• Computing Power
• Battery Consumption
• Traffic rate

Perangkat yang digunakan pada pengujian meliputi : 

• Android Dev Phone 1 that comes with a Qualcomm 7210 528MHz processor and 192MB of RAM.
• Server  virtual Android image in a Dell Precision  M6300 workstation that comes with an Intel Core2 Extreme X7900 2.80GHz processor and 4GB of RAM

Berikut adalah hasil pengujian : 

1. Computing Power

2. Battery Consumption

smartphone resize a JPEG image from 800x600 to 640x480 kemudian mempertajamnya . Dan dibiarkan sampai batery out. Berikut hasil pengujiannya:

3. Traffic rate

KESIMPULAN 

• System ini mengijinkan user untuk meng-create virtual image of smartphone dan dapat mengaksesnya secara remote.
• Mengakses dan menjalankan aplikasi secara remote layaknya akses local.
• Aplikasi cloud dapat mengakses sensor pada physical smarphone.
• Memacu performa computing dengan segala keterbatasan pada physical smartphone.

#Resume Kuliah

Reference : Virtual Smartphone over IP. Copyright © 2010 IEEE.   Reprinted from IEEE WoWMoM 2010.