With the emergence of cloud-native applications, the need to secure networks and services creates new requirements concerning automation, manageability, and scalability across data centers. Several solutions have been developed to overcome the limitations of the conventional and well established IPsec suite as a secure tunneling solution. One strategy to meet these new requirements has been the design of software-based overlay networks. In this thesis, we assess the deployment of a traditional IPsec VPN solution against a new secure overlay mesh network called Nebula. We conduct a case study by provisioning an experimental system to evaluate Nebula in four key areas: reliability, security, manageability, and performance. We discuss the strengths of Nebula and its limitations for securing inter-service communication in distributed cloud applications. In terms of reliability, the thesis shows that Nebula falls short to meet its own goals of achieving host-to-host connectivity when attempting to traverse specific firewalls and NATs. With respect to security, Nebula provides certificate-based authentication and uses current and fast cryptographic algorithms and protocols from the Noise framework. Regarding manageability, Nebula is a modern solution with a loosely coupled design that allows scalability with cloud-ready features and easier deployment than IPsec. Finally, the performance of Nebula clearly shows an overhead for being a user-space software application. However, the overhead can be considered acceptable in certain server-to-server microservice interactions and is a fair trade-off for its ease of management in comparison to IPsec. / Med framväxten av molninbyggda applikationer skapar behovet av säkra nätverk och tjänster nya krav på automatisering, hanterbarhet och skalbarhet över datacenter. Flera lösningar har utvecklats för att övervinna begränsningarna i den konventionella och väletablerade IPsec-sviten som en säker tunnellösning. En strategi för att möta dessa nya krav har varit utformningen av mjukvarubaserade överläggsnätverk. I den här avhandlingen bedömer vi implementeringen av en traditionell IPsec VPN-lösning mot ett nytt säkert överläggsmeshnätverk som kallas Nebula. Vi genomför en fallstudie genom att bygga upp ett ett experimentellt system för att utvärdera Nebula inom fyra nyckelområden: tillförlitlighet, säkerhet, hanterbarhet och prestanda. Vi diskuterar styrkan i Nebula och dess begränsningar för att säkra kommunikation mellan tjänster i distribuerade molnapplikationer. När det gäller tillförlitlighet visar avhandlingen att Nebula inte uppfyller sina egna mål om att uppnå värd-tillvärd- anslutning när man försöker korsa specifika brandväggar och NAT. När det gäller säkerhet tillhandahåller Nebula certifikatbaserad autentisering och använder aktuella och snabba kryptografiska algoritmer och protokoll från Noise-ramverket. När det gäller hanterbarhet är Nebula en modern lösning med en löst kopplad design som möjliggör skalbarhet med molnklara funktioner och enklare distribution än IPsec. Slutligen visar prestandan hos Nebula tydligt en overhead för att vara en användarutrymme-programvara. Dock kan kostnaderna anses vara acceptabla i vissa server-till-server-mikroserviceinteraktioner och är en rättvis avvägning om vi tar i betraktande dess enkla hantering jämfört med IPsec.