At KTH, students who want to start their degree project must complete a paper form called “UT-EXAR: Ansökan om examensarbete/application for degree project”. The form is used to determine students’ eligibility to start a degree project, as well as potential examiners for the project. After the form is filled in and signed by multiple parties, a student can initiate his or her degree project. However, due to the excessively time-consuming process of completing the form, an alternative solution was proposed: a survey in the Canvas Learning Management System (LMS) that replace s the UT-EXAR form. Although the survey reduces the time required by students to provide information and find examiners, it is by no means the most efficient solution. The survey suffers from multiple flaws, such as asking students to answer unnecessary questions, and for certain questions, presenting students with more alternatives than necessary. The survey also fails to automatically organize the data collected from the students’ answers; hence administrators must manually enter the data into a spreadsheet or other record. This thesis proposes an optimized solution to the problem by introducing a dynamic survey. Moreover, this dynamic survey uses the Canvas Representational State Transfer (REST) API to access students’ program-specific data. Additionally, this survey can use data provided by students when answering the survey questions to dynamically construct questions for each individual student as well as using information from other KTH systems to dynamically construct customized alternatives for each individual student. This solution effectively prevents the survey from presenting students with questions and choices that are irrelevant to their individual case. Furthermore, the proposed solution directly inserts the data collected from the students into a Canvas Gradebook. In order to implement and test the proposed solution, a version of the Canvas LMS was created by virtualizing each Canvas-based microservice inside of a Docker container and allowing the containers to communicate over a network. Furthermore, the survey itself used the Learning Tools Interoperability (LTI) standard. When testing the solution, it was seen that the survey has not only successfully managed to filter the questions and alternative answers based on the user’s data, but also showed great potential to be more efficient than a survey with statically-presented data. The survey effectively automates the insertion of the data into the gradebook. / På KTH, studenter som skall påbörja sitt examensarbete måste fylla i en blankett som kallas “UT-EXAR: Ansökan om examensarbete/application for degree project”. Blanketten används för att bestämma studenters behörighet för att göra examensarbete, samt potentiella examinator för projektet. Efter att blanketten är fylld och undertecknad av flera parter kan en student påbörja sitt examensarbete. Emellertid, på grund av den alltför tidskrävande processen med att fylla blanketten, var en alternativ lösning föreslås: en särskild undersökning i Canvas Lärplattform (eng. Learning Management System(LMS)) som fungerar som ersättare för UT-EXAR-formulär. Trots att undersökningen har lyckats minska den tid som krävs av studetenter för att ge information och hitta examinator, det är inte den mest effektiva lösningen. Undersökningen lider av flera brister, såsom att få studenterna att svara på fler frågor än vad som behövs, och för vissa frågor, presenterar studenter med fler svarsalternativ än nödvändigt. Undersökningen inte heller automatiskt med att organisera data som samlats in från studenters svar. Som ett resultat skulle en administratör behöva organisera data manuellt i ett kalkylblad. Detta examensarbete föreslår en mer optimerad lösning på problemet: omskrivning av undersökningens funktionaliteter för att använda Representational State Transfer(REST) API för att komma åt studenters programspecifika data i back-end, såväl att använda speciella haschar för att hålla referenser till uppgifter som lämnas av studenterna när de svarar på frågorna i undersökningen, så att undersökningen inte bara kan använda dessa data för att dynamiskt konstruera frågor för varje enskild student, men också dynamiskt konstruera svarsalternativ för varje enskild student. Denna lösning förhindrar effektivt undersökningen från att presentera studenter med frågor och valbara svarsalternativ som är helt irrelevanta för var och en av deras individuella fall. Med den föreslagna lösningen kommer undersökningen dessutom att kunna organisera de data som samlats in från Studenterna till ett speciellt Canvas-baserat kalkyllblad, kallas som Betygsbok. För att genomföra och testa den förslagna lösningen skapades en testbar version av Canvas LMS genom att virtualisera varje Canvas-baserad mikroservice inuti en dockercontainer och tillåter containers att kommunicera över ett nätverk. Dessutom var undersökningen själv konfigurerad för att använda Lärverktyg Interoperability (LTI) standard. Vid testning av lösningen, det visade sig att undersökningen på ett sätt effektivt har lyckats använda vissa uppgifter från en testanvändare att bara endast svara på de relevanta frågorna, men också presentera användaren med en mer kondenserad lista svarsalternativ över baserat på data.<p>

This thesis focuses on addressing the challenges of resource management in cloud environments, specifically in the context of running resource-optimized applications on Kubernetes. The scale and growth of cloud services, coupled with the dynamic nature of workloads, make it difficult to efficiently manage resources and control costs. The objective of this thesis is to explore the proactive autoscaling of virtual resources based on traffic demand, aiming to improve the current reactive approach, the Horizontal Pod Autoscaler (HPA), that relies on predefined rules and threshold values. By enabling proactive autoscaling, resource allocation can be optimized proactively, leading to improved resource utilization and cost savings. The aim is to strike a balance between resource utilization and the risk of Service Level Agreement (SLA) violations while optimizing resource usage for microservices. The study involves generating predictions and assessing resource utilization for both the current HPA implementation and the proposed solution. By comparing resource utilization and cost implications, the economic feasibility and benefits of adopting the new approach can be determined. The analysis aims to provide valuable insights into resource utilization patterns and optimization opportunities. The analysis shows significant improvements in CPU utilization and resource consumption using the proposed approach compared to the current HPA implementation. The proactive strategy allows for handling the same number of requests with fewer replicas, resulting in improved efficiency. The proposed solution has the potential to be applied to any type of service running on Kubernetes, with low computational costs. In conclusion, the analysis demonstrates the potential for resource optimization and cost savings through the proposed approach. By adopting proactive strategies and accurately predicting resource needs, organizations can achieve efficient resource utilization, system robustness, and compliance with SLA. Further research and enhancements can be explored based on the findings of this analysis. / Denna avhandling fokuserar på att adressera utmaningarna med resurshantering i molnmiljöer, specifikt i kontexten att köra resursoptimerade applikationer på Kubernetes. Skalan och tillväxten av molntjänster, tillsammans med arbetsbelastningarnas dynamiska natur, gör det svårt att effektivt hantera resurser och kontrollera kostnader. Syftet med denna avhandling är att utforska proaktiv autoskalning av virtuella resurser baserat på trafikbehov, med målet att förbättra den nuvarande reaktiva metoden, Horizontal Pod Autoscaler (HPA), som förlitar sig på fördefinierade regler och tröskelvärden. Genom att möjliggöra proaktiv autoskalning kan resurstilldelningen optimeras i förväg, vilket leder till förbättrad resursanvändning och kostnadsbesparingar. Målet är att hitta en balans mellan resursanvändning och risken för överträdelser av Service Level Agreements (SLA) samtidigt som resursanvändningen för mikrotjänster optimeras. Studien innefattar att generera förutsägelser och bedöma resursanvändning för både den nuvarande HPA-implementeringen och den föreslagna lösningen. Genom att jämföra resursanvändning och kostnadsimplikationer kan den ekonomiska genomförbarheten och fördelarna med att anta det nya tillvägagångssättet bestämmas. Analysen syftar till att ge värdefulla insikter i mönster för resursanvändning och möjligheter till optimering. Analysen visar betydande förbättringar i CPU-användning och resursförbrukning med den föreslagna metoden jämfört med den nuvarande HPA-implementeringen. Den proaktiva strategin möjliggör hantering av samma antal förfrågningar med färre replikor, vilket resulterar i förbättrad effektivitet. Den föreslagna lösningen har potential att tillämpas på alla typer av tjänster som körs på Kubernetes, med låga beräkningskostnader. Sammanfattningsvis visar analysen potentialen för resursoptimering och kostnadsbesparingar genom det föreslagna tillvägagångssättet. Genom att anta proaktiva strategier och noggrant förutsäga resursbehov kan organisationer uppnå effektiv resursanvändning, systemets robusthet och uppfyllnad av SLA:er. Vidare forskning och förbättringar kan utforskas baserat på resultaten av denna analys.

As the demand for better and faster applications increase every year, so does the demand for new communication systems between computers. Today, a common method for computers and software systems to exchange information is the use of REST APIs, but there are cases where more efficient solutions are needed. In such cases, RPC can provide a solution. There are many RPC libraries to choose from, but gRPC is the most widely used today. gRPC is said to offer faster and more efficient communication than conventional web-based API calls. The problem investigated in this thesis is that there are few available resources demonstrating how this performance difference translates into request throughput on a server. The purpose of the study is to benchmark the difference in request throughput for conventional API calls (REST) and gRPC. This was done with the goal of providing a basis for making better decisions regarding the choice of communication infrastructure between applications. A qualitative research method with support of quantitative data was used to evaluate the results. REST and gRPC servers were implemented in three programming languages. A benchmarking client was implemented in order to benchmark the servers and measure request throughput. The benchmarks were conducted on a local network between two hosts. The results indicate that gRPC performs better than REST for larger message payloads in terms of request throughput. REST initially outperforms gRPC for small payloads but falls behind as the payload size increases. The result can be beneficial for software developers and other stakeholders who strive to make informed decisions regarding communication infrastructure when developing and maintaining applications at scale. / Eftersom efterfrågan på bättre och snabbare applikationer ökar varje år, så ökar även behovet av nya kommunikationssystem mellan datorer. Idag är det vanligt att datorer och programvara utbyter information genom användning av APIer, men det finns fall där mer effektiva lösningar behövs. I sådana fall kan RPC erbjuda en lösning. Det finns många olika RPC-bibliotek att välja mellan, men gRPC är det mest använda idag. gRPC sägs erbjuda snabbare och mer effektiv kommunikation än konventionella webbaserade API-anrop. Problemet som undersöks i denna avhandling är att det finns få tillgängliga resurser som visar hur denna prestandaskillnad översätts till genomströmning av förfrågningar på en server. Syftet med studien är att mäta skillnaden i genomströmning av förfrågningar för konventionella API-anrop (REST) och gRPC. Detta gjordes med målet att ge en grund för att fatta bättre beslut om val av kommunikationsinfrastruktur mellan applikationer. En kvalitativ forskningsmetod med stöd av kvantitativa data användes för att utvärdera resultaten. REST- och gRPC-servrar implementerades i tre programmeringsspråk. En benchmarking-klient implementerades för att mäta servrarnas prestanda och genomströmning av förfrågningar. Mätningarna genomfördes i ett lokalt nätverk mellan två datorer. Resultaten visar att gRPC presterar bättre än REST för större meddelanden när det gäller genomströmning av förfrågningar. REST presterade initialt bättre än gRPC för små meddelanden, men faller efter när meddelandestorleken ökar. Resultatet kan vara fördelaktig för programutvecklare och andra intressenter som strävar efter att fatta informerade beslut gällande kommunikationsinfrastruktur vid utveckling och underhållning av applikationer i större skala.

Companies are under constant pressure to adapt and improve their processes to staycompetitive. Since most of their processes are handled by software, it also needs toconstantly change. Those improvements and changes add up over time and increase thecomplexity of the system, which in turn prevents the company from further adaption.In order to change and improve existing business processes and their implementation withinsoftware, several stakeholders have to go through a long process. Current IT methodologies arenot suitable for such a dynamic environment. The analysis of this change process shows thatfour software characteristics are important to speed it up. They are: transparency, adaptability,testability and reparability. Transparency refers to the users capability to understand what thesystem is doing, where and why. Adaptability is a mainly technical characteristic that indicatesthe capability of the system to evolve or change. Testability allows automated testing andvalidation for correctness without requiring manual checks. The last characteristic is reparability,which describes the possibility to bring the system back into a consistent and correct state, evenif erroneous software was deployed.An architecture and software development patterns are evaluated to build an overall programmingmodel that provides the software characteristics. The overall architecture is basedon microservices, which facilitates decoupling and maintainability for the software as well asorganizations. Command Query Responsibility Segregation decouples read from write operationsand makes data changes explicit. With Event Sourcing, the system stores not only the currentstate, but all historic events. It provides a built-in audit trail and is able to reproduce differentscenarios for troubleshooting and testing.A demo process is defined and implemented within multiple prototypes. The design of theprototype is based on the programming model. It is built in Javascript and implements Microservices,CQRS and Event Sourcing. The prototypes show and validate how the programmingmodel provides the software characteristics. Software built with the programming model allowscompanies to iterate faster at scale. Since the programming model is suited for complex processes,the main limitation is that the validation is based on a demo process that is simpler and thebenefits are hard to quantify. / ör att fortsatt vara konkurrenskraftiga är företag under konstant press att anpassa ochförbättra sina processer. Eftersom de flesta processer hanteras av programvara, behöveräven de ständigt förändras. Övertiden leder dessa förbättringar och förändringar till ökadsystemkomplexitet, vilket i sin tur hindrar företaget från ytterligare anpassningar. För attförändra och förbättra befintliga affärsprocesser och dess programvara, måste idag typiskt fleraaktörer vara en del av en lång och tidskrävande process. Nuvarande metoder är inte lämpade fören sådan dynamisk miljö. Detta arbete har fokuserat på fyra programvaruegenskaper som ärviktiga för att underlätta förändringsprocesser. Dessa fyra egenskaper är: öppenhet, anpassningsförmåga,testbarhet och reparerbarhet. Öppenhet, hänvisar till förmågan att förstå varför, var ochvad systemet gör. Anpassningsbarhet är huvudsakligen en teknisk egenskap som fokuserar påsystemets förmåga att utvecklas och förändras. Testbarhet strävar efter automatisk testning ochvalidering av korrekthet som kräver ingen eller lite manuell kontroll. Den sista egenskapen ärreparerbarhet, som beskriver möjligheten att återhämta systemet till ett konsekvent och korrekttillstånd, även om felaktig programvara har använts. En programmeringsmodell som rustarprogramvara med de ovan beskrivna programegenskaperna är utvecklad i detta examensarbete.Programmeringsmodellens arkitektur är baserad på diverse micro-tjänster, vilka ger brafrånkopplings- och underhållsförmåga för en programvara, samt användarorganisationerna.Command Query Responsibility Segregation (CQRS) frånkopplar läsoperationer från skrivoperationeroch gör ändringar i data explicita. Med Event Sourcing lagrar systemet inte endastdet nuvarande tillståndet, utan alla historiska händelser. Modellen förser användarna medett inbyggt revisionsspår och kan reproducera olika scenarion för felsökning och testning. Endemoprocess är definierad och implementerad i tre olika prototyper. Designen av prototypernaär baserad på den föreslagna programmeringsmodellen. Vilken är byggd i Javascript och implementerarmicro-tjänster, CQRS och Event Sourcing. Prototyperna visar och validerar hurprogrammeringsmodellen ger programvaran rätt egenskaper. Programvara byggd med dennaprogrammeringsmodell tillåter företag att iterera snabbare. De huvudsakliga begränsningarna iarbetet är att valideringen är baserad på en enklare demoprocess och att dess fördelar är svåraatt kvantifiera.

Neue Organisationsformen, wie evolutionäre Organisationen, bilden in vielen Kooperationsszenarien sozio-technische Konstrukte mit modernen CSCW Anwendungen aus. Daher erfordern Veränderungen dieser sozialen Systeme eine kontinuierliche Anpassung der technischen Tools an die neuen sozialen Konfigurationen. Diese Dissertation ist als Design Science Research (DSR) Projekt konzipiert und addressiert die folgende Forschungsfrage (RQ): “Wie können soziotechnische, evolutionäre Organisationen die Herausforderungen der joint optimization und des organizational choice während ihrer autopoietischen Veränderungsprozesse addressieren?” Die Fallstudie Viva con Agua de St. Pauli e.V. wurde mittels qualitativer und ethnographischer Methoden im Rahmen der entsprechenden DSR Zyklen untersucht. Das Forschungsprojekt fokussiert die Entwicklung von Artefakten indem sowohl eine technische, als auch eine soziale Perspektive eingenommen wird. Aus der technische Perspektive wird die RQ durch eine Microservice-Plattform adressiert. Die Architektur dient der Verteilung von Verantwortlichkeit für die Software in einem heterogenen Netzwerk von Entwickler:innen. Dabei müssen diverse neue Herausforderungen beachtet werden, wie etwa die Verteilung des User Interface. Durch die Betrachtung der RQ aus der sozialen Perspektive wird der USMU Workshop entwickelt. Dieses Artefakt dient der Verbindung der Charakteristika evolutionärer Organisationen mit agiler Software Entwicklung und mit Methoden des partizipativen Designs. Die Studien zeigen, dass beide Artefakte die RQ adressieren. Zudem konnte ich für beide Artefakte wertvolle Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen. Somit motivieren die Ergebnisse den nächsten Schritt des Projekts und die vorliegende Thesis wird Bestandteil des zyklischen Ablaufs eines DSR Projekts. / The emergence of new types of organizational structures, such as evolutionary-teal organizations, almost always leads to the development of socio-technical constructs when it comes to working in collaboration with modern CSCW applications. A consequence of this is that the social system’s autopoietic change processes create challenges that compel one to adjust the implementation of the technical tool to the social system’s new configuration. This thesis is structured according to the design science research (DSR) approach and focuses on the research question (RQ): “How can socio-technical evolutionary-teal organizations address the challenges of joint optimization and organizational choice during their autopoietic processes?” For this purpose, the case study Viva con Agua de St. Pauli e.V. is investigated using a qualitative ethnographical approach during the DSR cycles. Addressing the RQ, two artifacts are designed from a technical as well as a social perspective. While the technical perspective primarily investigates the adjustments of technology, the social perspective focuses on the management of change in socio-technical evolutionary-teal organizations. I propose a microservice platform as an artifact that addresses the RQ from a technical perspective. The microservice architecture aims at spreading the responsibility for the software through a heterogeneous ecosystem of developers. The newly designed USMU workshop is addressing the RQ from the social perspective. It strives to intertwine the characteristics of evolutionary-teal organizations with agile software development and participatory design methods. In my studies, I examine the fact that both artifacts can be used to address the RQ. Additionally, I was able to identify valuable improvements for both of my artifacts. Hence, the project follows the lifecycle of a DSR project by reasoning through the results presented here for its next iteration.