PEBD6027 · RPS minggu 4 · 2x50 menit

Virtualisasi & Containerization

VM (Hypervisor) vs Container (Docker) — Cloud System Bisdig

Peta Pembelajaran Hari Ini

Sub-CPMK 4: membuat dan menjalankan container Docker. Empat indikator capaian.

Jam ke-1 (50 menit)

VM Hypervisor Type 1 vs Type 2
Container Docker: share kernel host
Komparasi VM vs container (overhead, density)

Jam ke-2 (50 menit)

Dockerfile anatomi (FROM, RUN, COPY, CMD)
docker run: port & volume mapping
Hands-on: containerize web Node.js

Posisi alur 14P: setelah deployment (P3), hari ini fondasi teknis P11 Kubernetes & P12 CI/CD. Install Docker Desktop sebelum kelas.

Mengapa Tokopedia Pindah ke Container

Container memungkinkan microservices, deploy cepat, dan density tinggi — alasan enterprise pindah dari VM.

Era VM (2010)

~10 app/host

utilisasi ~15-30%, OS overhead besar

Era Container (2015+)

~100 app/host

utilisasi 60-80%, share kernel

Pertanyaan pemantik: mengapa density naik 10×? Apa yang dibagikan container yang tidak dibagi VM?

Bagian 1 · 1/4

VM vs Container

Diskusi kelas: bila container lebih efisien, mengapa bank masih pakai VM untuk core banking?

VM: Hypervisor Type 1 vs Type 2

Hypervisor adalah software yang membuat dan mengelola VM. Dua tipe dengan use case berbeda.

Type 1 — Bare Metal

Langsung di hardware (tanpa host OS)
Contoh: VMware ESXi, Hyper-V, KVM, Xen
Performa maksimal
Dipakai AWS, Azure, GCP

Type 2 — Hosted

Di atas host OS (Windows, Mac, Linux)
Contoh: VirtualBox, VMware Workstation, Parallels
Overhead lebih besar
Dipakai dev/test di laptop

AWS memakai KVM (Type 1 modified) sebagai hypervisorNitro — performa near-bare-metal untuk EC2 instance.

Container: Share Kernel Host

Container tidak punya kernel sendiri — share kernel Linux host via namespace & cgroup. Inilah alasan efisiensinya.

Komparasi VM vs Container

Lima dimensi trade-off. Pilih berdasarkan kebutuhan isolasi vs efisiensi vs portabilitas.

Dimensi	VM	Container
Overhead resource	Tinggi (guest OS ~500MB-1GB)	Rendah (share kernel, ~10-100MB)
Startup time	Lambat (menit)	Cepat (detik)
Density per host	Rendah (~10 VM)	Tinggi (~100 container)
Isolasi	Kuat (kernel terpisah)	Sedang (share kernel)
Portabilitas	Rendah (OS-specific)	Tinggi (Docker image)

Aturan praktis: VM untuk isolasi kuat (bank core, compliance), container untuk microservices & dev velocity (startup, e-commerce).

Hitung dari Nol: Density Container vs VM

Host 64 GB RAM, 16 vCPU. Berapa container vs VM yang muat?

Langkah	Model	Perhitungan	Hasil
1	VM (4GB + 1 vCPU per VM)	min(64/4, 16/1)	= 16 VM maksimum
2	VM overhead guest OS 800MB × 16	16 × 0,8GB	= 12,8 GB terbuang OS guest
3	Container (512MB-1GB, share kernel)	64GB / 0,7GB avg	= ~90 container realistis
4	Container overhead host kernel	~2GB tetap	= headroom besar
5	Ratio density	90 / 16	= ~6× container lebih padat
6	Implikasi cost (m5.large $0,096/jam)	50 container: 1 node vs 50 VM: 4 node	container hemat ~75% infra

Angka ilustratif — realitas bervariasi per workload. Tapi orde besarnya: container 4-8× lebih efisien dari VM.

Bagian 2 · 2/4

Dockerfile & Image

Diskusi: apakah Dockerfile sama dengan shell script? Mengapa deklaratif penting di sini?

Anatomi Dockerfile

Empat instruksi utama: FROM, RUN, COPY, CMD. Cukup untuk membangun image aplikasi web.

# Dockerfile web Node.js sederhana
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install --production
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["node", "server.js"]

Instruksi Inti

FROM — base image (node, python, ubuntu)
RUN — eksekusi command saat build
COPY — salin file dari host ke image
CMD — command default saat container jalan

Best Practice

COPY package.json SEBELUM COPY .
Manfaatkan cache layer (dependency stabil)
Pakai base image resmi (node:18-alpine)
alpine = ukuran kecil (~5MB base)

Layer & Cache Build

Setiap instruksi Dockerfile = 1 layer. Cache membuat rebuild cepat — hanya layer yang berubah yang di-rebuild.

Layer	Instruksi	Cache?
1	FROM node:18-alpine	Cache (base tetap)
2	WORKDIR /app	Cache (jarang berubah)
3	COPY package*.json ./	Cache (jika package.json tak berubah)
4	RUN npm install	Cache (ikut package.json)
5	COPY . .	Invalid (kode berubah tiap build)
6	CMD ["node", "server.js"]	Invalid (ikut layer 5)

Urutan layer menentukan efisiensi rebuild. Letakkan instruksi stabil di atas, yang sering berubah di bawah. Build ulang hanya butuh detik bukan menit.

Best Practice Dockerfile

Produksi-grade Dockerfile butuh pertimbangan ekstra: ukuran, keamanan, reproducibility.

Multi-stage Build

Build tool di stage 1
Runtime image minimal di stage 2
Hasil: image 20-50MB bukan 500MB

.dockerignore

Abaikan node_modules, .git, test
Build context kecil = build cepat
Cegah secret bocor ke image

Non-root User

Jangan jalan sebagai root di container
Buat user khusus (USER app)
Mitigasi privilege escalation

Image produksi tanpa multi-stage & non-root = tanda engineer pemula. Audit Dockerfile jadi tugas security reviewer.

Bagian 3 · 3/4

Run Container: docker run

Diskusi: apa beda docker run -p dengan -v? Kapan pakai keduanya?

docker run: Port & Volume Mapping

Dua flag paling sering: -p untuk port (akses eksternal), -v untuk volume (persistensi data).

# Web server akses http://localhost:8080
docker run -d -p 8080:3000 --name web myapp:latest

# Database PostgreSQL dengan data persisten
docker run -d -p 5432:5432 \
  -v pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  postgres:15

-p PORT MAPPING

Format: HOST:CONTAINER
-p 8080:3000 = host 8080 → container 3000
Tanpa -p, container isolasi (hanya jaringan internal)

-v VOLUME MAPPING

Format: VOLUME_NAME:CONTAINER_PATH
Data persisten saat container rm
Wajib untuk database, file upload, logs

Lifecycle: pull, create, start, stop, rm

Container punya siklus hidup. Memahami ini kunci debugging sehari-hari.

Command	Fungsi	Effect
docker pull IMAGE	Unduh image dari registry	Image tersimpan lokal, container belum jalan
docker create IMAGE	Buat container dari image	Container status created, belum start
docker start NAME	Jalankan container	Status running
docker stop NAME	Hentikan graceful	Status exited, data volume tetap
docker rm NAME	Hapus container	Hilang, volume tetap kecuali -v
docker run IMAGE	create + start sekali jalan	Shortcut paling sering dipakai

docker ps untuk lihat container running, docker ps -a untuk semua termasuk exited. docker logs NAME untuk debugging.

Hands-on: Web Node.js Containerized

Mari containerize web server Express sederhana — simulasi realistis startup Bisdig.

Langkah 1-3

1. Buat app.js Express "Hello Cloud"
2. Tulis package.json + npm install
3. Tulis Dockerfile (lihat Slide 10)
4. .dockerignore: node_modules, .git

Langkah 5-7

5. docker build -t myapp:1.0 .
6. docker run -p 3000:3000 myapp:1.0
7. Buka http://localhost:3000
8. docker logs <id> untuk debug

Selamat! Anda baru saja containerize aplikasi — skill fundamental yang dipakai semua startup modern. Push ke Docker Hub untuk share.

Bagian 4 · 4/4

Registry & Ekosistem Container

Diskusi: mengapa Docker bukan satu-satunya? Apa itu OCI standard?

Docker Hub, ECR, GAR, ACR

Registry = tempat menyimpan & distribusi image. Public untuk open-source, private untuk perusahaan.

Registry	Provider	Use Case
Docker Hub	Docker Inc.	Public image, free tier 1 private repo
Amazon ECR	AWS	Integrasi EC2, ECS, EKS, Lambda
Google GAR / GCR	GCP	Integrasi GKE, Cloud Run
Azure ACR	Microsoft	Integrasi AKS, App Service
GitHub Packages	GitHub	Integrasi CI/CD GitHub Actions
Harbor / Quay	Open-source/CNCF	Private on-prem, multi-tenant

Pilih registry sesuai provider cloud untuk integrasi & transfer cepat (no cross-region egress cost).

Ekosistem: Podman, containerd, OCI

Docker pionir, tapi standar OCI 2015 membuat image portable antar runtime.

OCI Standard

Open Container Initiative 2015
Image spec + runtime spec
Image Docker = image Podman
Anti vendor lock-in

containerd / CRI-O

Runtime minimal produksi
Dipakai K8s managed (EKS/GKE)
Lebih ringan dari Docker daemon
CNCF graduated project

Podman

Daemonless, drop-in Docker CLI
Red Hat RHEL default
Lebih aman (rootless default)
Kompatibel Dockerfile

Di produksi K8s modern, runtime biasanya containerd (bukan Docker). Docker tetap dipakai untuk dev.

Widget: Docker Container vs VM Density

Geser jumlah instance app dan RAM per instance. Lihat diagram kiri (VM) bertumpuk OS Guest per instance, sedangkan kanan (Container) hanya berisi app. Bandingkan total RAM host dan persentase hemat.

Ringkasan Kunci Pertemuan 4

VM vs Container

Container share kernel → 6-8× density VM. VM isolasi kuat.

Dockerfile

FROM, RUN, COPY, CMD + layer cache untuk build cepat

docker run

-p port mapping, -v volume persisten — dua flag wajib

Tiga lensa P4: VM vs container · Dockerfile deklaratif · docker run lifecycle.

Persiapan P5: AWS EC2 hands-on. Pastikan akun AWS Free Tier aktif (daftar di P1). Baca Wittig bab 3. Install AWS CLI & konfigurasi credentials. Kuis 5 menit soal Dockerfile & perbedaan VM vs container.