The evolution of software applications from single desktops to sophisticated cloud-based systems is challenging. In particular, applications that involve massive data sets, such as geospatial applications and data science applications are challenging for domain experts who are suddenly constructing these sophisticated code bases. Relatively new software practices, such as Microservice infrastructure and DevOps, give us an opportunity to improve development, maintenance and efficiency for the entire software lifecycle. Microservices and DevOps have become adopted by software developers in the past few years, as they have relieved many of the burdens associated with software evolution. Microservices is an architectural style that structures an application as a collection of services. DevOps is a set of practices that automates the processes between software development and IT teams, in order to build, test, and release software faster and increase reliability. Combined with lightweight virtualization solutions, such as containers, this technology will not only improve response rates in cloud-based solutions but also drastically improve the efficiency of software development. This thesis studies two applications that apply Microservices and DevOps within a domain-specific application. The advantages and disadvantages of Microservices architecture and DevOps are evaluated through the design and development on two different platforms---a batch-based cloud system, and a general purpose cloud environment. / Graduate

Embedded devices in the Internet of Things world mostly only have one connection channel, and smaller consumer devices usually communicate with other devices only over a wireless connection. Developers constantly upgrade the Internet of Things devices with Android phones connecting to the devices. If developers break the only possible connection, the devices become unusable, because the devices do not have a wired port. This study explores the options to test the wireless upgrade channel during the development workflow and implements a continuous integration pipeline for the devices. Literature in the field of continuous integration focuses primarily on Cloud and Web-related workloads. The few papers targeting embedded devices with continuous integration are primarily theoretical and discuss the possible advantages of utilizing continuous integration but do not implement a prototype. Our contribution creates a continuous integration pipeline for embedded devices, which automatically tests the update channel between Android phones and embedded devices over Bluetooth on every commit. To verify the correct functionality, we use previously faulty commits from the git history and run the pipeline with the buggy commit to check the pipeline’s functionality. The pipeline evaluation shows that the time improvements for our update validation process with continuous integration is insignificantly faster for the upgrade procedure. However, developers are required to test a combination of versions and here, the automated testing setup excels over the human testing method by being scalable. Furthermore, automated testing enables easier identification of the root cause for an issue and a faster delivery time of fixes. While the pipeline works reliably, we identify issues in adopting the continuous integration process by the developers. Additionally, the analysis summarizes essential tools and features to run the pipeline with an overview of required elements for similar projects. The work was created in cooperation with Wrlds Creations AB and we used the devices actively developed by the company. / Inbäddade enheter i Internet of Things världen har oftast bara en kommunikationskanal, och mindre konsumentenheter kommunicerar vanligtvis via en trådlös Bluetooth-anslutning. Utvecklarna uppgraderar ständigt enheterna med Android-telefoner som ansluts till enheterna. Om utvecklarna bryter den enda möjliga kommunikationskanalen blir enheterna obrukbara. Denna studien undersöks alternativen för att testa den trådlösa uppgraderingskanalen under utvecklingsarbetsflödet och implementeras en continuous integration pipeline för enheterna. Litteraturen inom området continuous integration fokuserar primärt på Cloud och webbrelaterade arbetsbelastningar. De få artiklar som är inriktade på inbäddade enheter med continuous integration är främst teoretiska och diskuterar de möjliga fördelarna med att använda continuous integration, men implementerar inte någon prototyp. Vårt bidrag skapar en continuous integration pipeline för inbäddade enheter, som automatiskt testar uppdateringskanalen mellan Android-telefoner och inbäddade enheter via Bluetooth vid varje commit. För att verifiera den korrekta funktionaliteten använder vi tidigare felaktiga commits från git-historiken och körde pipelinen med den felaktiga commit för att kontrollera funktionaliteten av pipelinen. Utvärderingen av pipelinen visar att tidsförbättringarna för valideringskanalen är obetydligt snabbare för hela uppgraderingsproceduren. Utvecklarna krävs dock testa en kombination av versioner och här är den automatiska testuppställningen bättre än den mänskliga testmetoden eftersom den är skalbar. Automatiserad testning gör det dessutom lättare att identifiera grundorsaken till ett problem och att leverera korrigeringar snabbare. Även om pipelinen fungerar på ett tillförlitligt sätt identifierar vi problem när det gäller utvecklarnas antagande av continuous integration-processen. Dessutom sammanfattas i analysen de viktigaste verktygen och funktionerna för att driva pipelinen med en översikt över vad som krävs för liknande projekt. Arbetet skapades i samarbete med Wrlds Creations AB och använde de enheter som företaget aktivt utvecklat.

Mit Hilfe der Container-Virtualisierung lassen sich Anwendungen flexibel in die Cloud auslagern, administrieren, zwischen Rechenzentren migrieren, etc. Dafür baut die Containervirtualisierung auf eine komplexe IT-Landschaft auf, in der Hardware, Betriebssystem und Anwendungen von verschiedenen Parteien bereitgestellt und genutzt werden. Der IT-Sicherheit kommt daher eine große Bedeutung zu. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) stellt mit dem ITGrundschutz eine Methode zur Umsetzung von angemessenen Schutzmaßnahmen im IT-Umfeld zur Verfügung. Es gibt jedoch wenig Erfahrung mit der Absicherung der Container-Virtualisierung gemäß IT-Grundschutz: Das Grundschutz-Kompendium und die Standards zur Risikoanalyse wurden erst im November 2017 in überarbeiteter Form neu eingeführt, und der Baustein SYS. 1.6 zur Container-Virtualisierung wurde erst im Mai 2018 als Community Draft veröffentlicht. In dieser Arbeit untersuchen wir, wie gut sich der aktuelle IT-Grundschutz auf einen Web-Shop anwenden lässt, der mittels Docker virtualisiert wurde. Wir gehen dabei insbesondere auf die Gefährdungsanalyse, Docker-spezifische Gefährdungen sowie entsprechende Maßnahmen zur Abwendung dieser Gefährdungen ein. Darüber hinaus diskutieren wir, wie sich unsere Erkenntnisse über das Docker-Szenario hinaus auf Container-Technologie verallgemeinern lassen.Wir haben festgestellt, dass der Baustein SYS. 1.6 das Grundschutz-Kompendiums eine umfassende Hilfestellung zur Absicherung von Containern bietet. Wir haben jedoch zwei zusätzliche Gefährdungen identifiziert.

Traditional mechanisms of deployment of deferent applications can be costly in terms of time and resources, especially when the application requires a specific environment to run upon and has a different kind of dependencies so to set up such an application, it would need an expert to find out all required dependencies. In addition, it is difficult to deploy applications with efficient usage of resources available in the distributed environment of the cloud. Deploying different projects on the same resources is a challenge. To solve this problem, we evaluated different deployment mechanisms using heterogeneous infrastructure-as-a-service (IaaS) called OpenStack and Microsoft Azure. we also used platform-as-a-service called Kubernetes. Finally, to automate and auto integrate deployments, we used Spinnaker as the continuous delivery framework. The goal of this thesis work is to evaluate and improve different deployment mechanisms in terms of edge cloud performance. Performance depends on achieving efficient usage of cloud resources, reducing latency, scalability, replication and rolling upgrade, load balancing between data nodes, high availability and measuring zero- downtime for deployed applications. These problems are solved basically by designing and deploying infrastructure and platform in which Kubernetes (PaaS) is deployed on top of OpenStack (IaaS). In addition, the usage of Docker containers rather than regular virtual machines (containers orchestration) will have a huge impact. The conclusion of the report would demonstrate and discuss the results along with various test cases regarding the usage of different methods of deployment, and the presentation of the deployment process. It includes also suggestions to develop more reliable and secure deployment in the future when having heterogeneous container orchestration infrastructure. / Traditionella mekanismer för utplacering av deferentapplikationer kan vara kostsamma när det gäller tid och resurser, särskilt när applikationen kräver en specifik miljö att löpa på och har en annan typ av beroende, så att en sådan applikation upprättas, skulle det behöva en expert att hitta ut alla nödvändiga beroenden. Dessutom är det svårt att distribuera applikationer med effektiv användning av resurser tillgängliga i molnens distribuerade i Edge Cloud Computing. Att distribuera olika projekt på samma resurser är en utmaning. För att lösa detta problem skulle jag utvärdera olika implementeringsmekanismer genom att använda heterogen infrastruktur-as-a-service (IaaS) som heter OpenStack och Microsoft Azure. Jag skulle också använda plattform-som-en-tjänst som heter Kubernetes. För att automatisera och automatiskt integrera implementeringar skulle jag använda Spinnaker som kontinuerlig leveransram. Målet med detta avhandlingsarbete är att utvärdera och förbättra olika implementeringsmekanismer när det gäller Edge Cloud prestanda. Prestanda beror på att du uppnår effektiv användning av Cloud resurser, reducerar latens, skalbarhet, replikering och rullningsuppgradering, lastbalansering mellan datodenoder, hög tillgänglighet och mätning av nollstanntid för distribuerade applikationer. Dessa problem löses i grunden genom att designa och distribuera infrastruktur och plattform där Kubernetes (PaaS) används på toppen av OpenStack (IaaS). Dessutom kommer användningen av Docker- behållare istället för vanliga virtuella maskiner (behållare orkestration) att ha en stor inverkan. Slutsatsen av rapporten skulle visa och diskutera resultaten tillsammans med olika testfall angående användningen av olika metoder för implementering och presentationen av installationsprocessen. Det innehåller också förslag på att utveckla mer tillförlitlig och säker implementering i framtiden när den har heterogen behållareorkesteringsinfrastruktur.