abstract: Web applications are ubiquitous. Accessible from almost anywhere, web applications support multiple platforms and can be easily customized. Most people interact with web applications daily for social media, communication, research, purchases, etc. Node.js has gained popularity as a programming language for web applications. A server-side JavaScript implementation, Node.js, allows both the front-end and back-end to be coded in JavaScript. Node.js contains many features such as dynamic inclusion of other modules using a built-in function named require which dynamically locates and loads code. To be effective, web applications must perform actions quickly while avoiding unexpected interruptions. However, dynamically linked libraries can cause delays and thus downtime, because dynamically linked code must load multiple files, often from disk. As loading is one of the slowest operations a computer performs, seeking from disk can have a negative impact on performance which causes the server to feel less responsive for users. Dynamically linked code can also break when the underlying library is updated. Normally, when trying to update a server, developers will use test servers. However, if the developer accidentally updates a library in a dynamically linked system, it may be incompatible with another portion of the program. Statically linking code makes it more reliable and faster (to load) than dynamically linking code. The static linking process varies by programming language. Therefore, different static linkers need to be developed for different languages. This thesis describes the creation of a static linker, called FrozenNode, for the popular back-end web application language, Node.js. FrozenNode resolves Node.js applications into a single file that does not rely on dynamic libraries. FrozenNode was built on top of Closure Compiler to accurately process JavaScript. We found that the resolved application was faster and self-contained yielding significant advantages over the dynamically loaded application. Furthermore, both had the same output. Vulnerabilities in web applications can be found using static analysis tools, however static analysis tools must reason about dynamically linked application. FrozenNode can be used to statically link a Node.js application before being used by a JavaScript static analysis tool. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Computer Science 2018

Den här studien avser att genom intervjuer med experter inom IT-området, tidigare forskning samt en uppskattning av tillgänglig mängd support göra en rekommendation för användning av PHP eller JavaScript med Node.js som serverside-scriptspråk. Studien har använt sig av en kvalitativ ansats där fyra intervjuer genomfördes där frågor om respondentens upplevelser av språket och plattformen varit i fokus. Urvalet har skett via snöbollsurval där rekommendationer från respondenter med för studien uppnådda kriterier rekommenderat andra respondenter. Den insamlade datan har analyserats med en tematisk analys och presenterats i en slutsats. Frågeställningen var ”vilket språk bör en framtida serverside-utvecklare rikta in sig mot för att vara attraktiv i en bransch med ett växande användande av webbapplikationer?”. Vissa metodologiska svagheter framkom där ibland för få intervjuobjekt då svårigheter att hitta respondenter som matchade studiens kriterier upptäcktes. Resultatet visar på att Node.js föredras av respondenterna och tidigare studier stärker också detta resultat vilket leder till att rekommendationen talar för ett fortsatt användande av Node.js. Slutsatsen talar dock för att en ny studie bör genomföras där fler respondenter erhålls för möjlighet av högre uppfyllnad av mättnad och Node.js hunnit växa till sig mer som plattform.

To fully utilize multicore processors in Node.js applications, the applications must be programmed as multiple processes. Parallel execution can increase the throughput of data and hence lower data buffering for inter-process communica- tion. Node.js’s asynchronous programming model and interface to the operating system make for convenient tools that are well suited for multiprocess program- ming. However, the run-time behavior of asynchronous processes results in non-deterministic processor load and data flow. That means the performance gain from increasing concurrency depends on both the application’s run-time state and the hardware’s capacity for parallel execution. The objective of this thesis work is to explore the effects of increasing parallel- ism in Node.js applications by measuring the differences in the amount of data buffering when distributed processes run of a varying number of cores with a fixed rate of asynchronously arriving data. The goal is to simulate and examine the run-time behavior of three basic multiprocess Node.js application architec- tures in order to discuss and evaluate software parallelism techniques. The three architectures are: pipelined nodes for temporally dependent processing, a vector of nodes for data parallel processing, and a grid of nodes for one-to-many branched processing. To simulate and visualize the run-time behavior, a simulation environment us- ing multiple Node.js processes is created. The simulation is agent-based, where the agent is an abstraction for a specific data flow within the application. The simulation models and visualizes all of the data flows within a distributed appli- cation where processes communicate asynchronously via messages through sockets. The results show that performance can increase when distributing Node.js ap- plications across multiple processes running in parallel on multicore hardware. There are however diminishing returns as the number of active processes equal or exceed the number of cores. A good rule of thumb seem to be to distribute the decoupled logic across as many processes as there are cores. The interaction between asynchronous processes is on the whole made very simple with Node.js. Although running multiple instances of Node.js requires more memory, the distributed architecture has the potential to increase performance by nearly as many times as the number of cores in the processor.

En realtidsbaserad kollaborativ webbapplikation kategoriseras som en molntjänst och en molntjänst består utav en webbapplikation och en eller flera databaser. MongoDB som används i projektet är en icke-relationsdatabas. För att uppnå realtid används verktyget HTML5 WebSockets. Problemet är att hur ska den realtidsbaserade kollaborativa webbapplikationen byggas upp för att kunna uppdatera datan så snabbt som möjligt vid förändring. Databaserna som testas mot varandra är MySQL mot MongoDB och för att testa databaserna byggs en realtidsbaserad kollaborativ webbapplikation för modellering av UML-diagram. För att testa hypotesen utförs ett experiment och experimentet påvisade att hypotesen stämde delvis. MongoDB är snabbar på att uppdatera ett specifikt objekt jämfört med MySQL i tre av fyra testfall och för att hämta all data presterar databaserna nästan identiskt i alla testfallen. För fortsatt arbete är de intressant att testa en större datamängd och se hur det påverkar hämtningstiden när all data hämtas från databaserna.

Vi kommer i denna rapport undersöka hur ramverket Derby kan användas inom spelutveckling tillsammans med HTML5 och CSS3. Derby är ett MVC-ramverk som bygger på Node.js. MVC (Model View Controller) är ettdesignmönster som används inom systemutveckling. Designmönstret separerar presentationslagret och datalagret genom att införa en komponent emellan som kallas controllern. Det Derby framförallt tillför till Node.js är synkronisering av data mellan servern och klienten. Är det möjligt att med hjälp av dessa tekniker programmera ett spel av typen tower-defence? Syftet med denna rapport har varit att, med Erik Berglund som beställare, utveckla ett spel från en innovation av spelgenren tower-defence, detta med hjälp av ramverket Derby tillsammans med Javascript, HTML5 och CSS3.Huvudidén är att spelet aldig ska ta slut. Är det möjligt att programmera detta med hjälp av dessa ramverk och tekniker? Hur blir prestandan om spelet genererar nytt material konstant? Vi kommer att gå igenom hur vi har använt oss av dessa tekniker och vilka algoritmer vi har använt oss av för att utveckla och realisera de speldesignidéer som Erik tillfört.

The topic of this masterâs thesis is the development of a file generator which will be used as a support tool for web application development in LOGEX Solution Center s.r.o. The application was written in TypeScript using the Node.js JavaScript runtime.

A system running cost calculations for construction project items in Node.js needs improvement. The solution should preferably be implemented within the Node.js environment. Optimization of the application requires improving the function code to decrease run time. Other technical solutions were also examined. Through a literature survey, suggestions for solutions to improving system performance were found. The cluster module in Node.js was tested as the technical solution for improving performance. The solutions managed to lower execution time of the prototype by 50%. Showing that multithreading on Node.js is a viable solution for improving processing-heavy applications.

This master thesis deals with development of a social network for organizing amateurish matches in collective sports. It is implemented in JavaScript. Client side is written in AngularJS framework. Server side is built on Node.js platform, uses framework Express and NoSQL database MongoDB. Resources stored on server are accessible via REST API. The social network integrates some plugins from existing social networks. For example login dialog or share buttons. The created application supports web browsers Google Chrome, Mozilla Firefox and Internet Explorer version 10 or higher.

This work deals with the security of computer networks based on TCP/IP protocol stack. The main objective is to develop a generator of DoS flooding attacks which carries out attacks such SYN flood, RST flood, UDP flood, ICMP flood, ARP flood, DNS flood and DHCP starvation. The theoretical part describes the features of the mentioned attacks and protocols or mechanisms associated with them. Next part deals with the comparison of selected tools (Hping3, Mausezahn, Trafgen) in terms of number of packets per second (pps) and the link utilization (MB/s). The practical part describes design and implementation of the new attacking tool. There is explained the importance of it’s individual modules, it’s installation and usage options. New tool is also being tested. Then there is described the development, options and installation of control interface which is in the form of web application.

This thesis investigates the feasibility of porting Node.js, a JavaScript web application framework and server, to IX, a dataplane operating system specifically developed to meet the needs of high performance microsecond-computing type of applications in a datacentre setting. We show that porting requires extensions to the IX kernel to support UDS polling, which we implement. We develop a distributed load generator to benchmark the framework. The results show that running Node.js on IX improves throughput by up to 20.6\%, latency by up to 5.23×, and tail latency by up to 5.68× compared to a Linux baseline. We show how server side request level reordering affect the latency distribution, predominantly in cases where the server is load saturated. Finally, due to various limitations of IX, we are unable at this time to recommend running Node.js on IX in a production environment, despite improved metrics in all test cases. However, the limitations are not fundamental, and could be resolved in future work. / Detta exjobb undersöker möjligheterna till att använda IX, ett specialiserat dataplansoperativsystem avsett för högpresterande datacentertillämpningar, för att köra Node.js, ett webapplikationramverk för JavaScript-applikationer. För att porta Node.js till IX krävs att vi utvidgar IX med funktionalitet för samtidig pollning av Unix Domain Sockets och nätverksflöden, vilket visas samt genomförs. Vidare utvecklas en distribuerad lastgenerator för att utvärdera applikationsramverket under IX jämfört baslinje som utgörs av en omodifierad Linuxdistribution. Resultaten visar att throughput förbättras med upp till 20.6\%, latens upp till 5.23× och tail latency upp till 5.68×. Sedermera undersöker vi huruvida latensvariansen ökat på grund av request-omordningar på serversidan, vilket tycks vara fallet vid hög serverbelastning, även om andra faktorer tycks ha större inverkan vid låg serverbelastning. Slutligen, även om alla storheter förbättrats vid alla observerade mätpunkter, kan ännu inte vidspredd adoption av IX för att köra Node.js applikationer rekommenderas, främst på grund av problem med horisontal skalning samt problem att ingå som frontend-server i en klassisk tiered-datacentre arkitektur.