Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Observability of Cloud Native Systems:: An industrial case study of system comprehension with Prometheus & knowledge transfer
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Engineering, Department of Industrial Economics.
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Engineering, Department of Industrial Economics.
2021 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Background:                                                                                                           

Acquiring comprehension and observability of software systems is a vital and necessary activity for testing and maintenance; however, these tasks are time-consuming for engineers. Concurrently cloud computing requires microservices to enhance the utilization of cloudnative deployment, which simultaneously introduces a high degree of complexity. Further,codifying and distributing technical knowledge within the organization has been proven to be vital for both competitiveness and financial performance. However, doing it successfully has been proven to be difficult, and transitioning to working virtually and in DevOps brings new potential challenges for software firms.

Objective:                                                                                                             

The objective of this study is to explore how system comprehension of a microservice architecture can be improved from performance metrics through an exploratory data analysis approach. To further enhance the practical business value, the thesis also aims to explore the effects transitioning to virtual work and DevOps have had on knowledge sharing for software firms.

Method:                                                                                                                   

A case study is conducted at Ericsson with performance data generated from testing of a system deployed in Kubernetes. Data is extracted with Prometheus, and the performance behavior of four interacting pods is explored with correlation analysis and visualization tools.Furthermore, to explore virtual work and DevOps effects on intra-organizational knowledge sharing of technical knowledge, semi-structured interviews were cross analyzed with literature.

Results:                                                                                                                 

An overall high correlation between performance metrics could be observed with deviations between test cases. Also, we were able to generate propositions regarding the performance behavior as well as bring forward possible candidates for predictive modeling. Four new potential decisive factors driving the choice of activities and transfer mechanisms for knowledge transfer are identified, namely, accessibility, dynamicity, established processes, and efficiency. The transition to virtual work showed five positive factors and three negatives. Effects from DevOps were mostly connected to the frequency of sharing and the potentials of automation. 

Conclusions:

Our findings suggest that correlation analysis, when used along with visualization tools, can improve system comprehension of cloud-native systems. And while it shows promise for analyzing individual services and hypothesis creation, the method utilized in the study showcased some drawbacks which are covered in the discussion. The findings also point towards the fact that performance metrics can be a rich information source for knowledge and thus deserves further investigation.Findings also suggest that knowledge sharing is not only considered an important element by academia but also deliberately practiced by industry agents. Looking at the transition to virtual work and DevOps, the results imply that they affect knowledge transfer, both in combination and isolation. However, the case study findings do point towards the fact that the transition to working virtually potentially exerts a larger influence. Interviewees expressed both positive and negative aspects of virtual knowledge sharing. Simultaneously, the positive influences of DevOps were followed by extensive challenges. 

Abstract [sv]

Bakgrund: 

Att erhålla förståelse och observerbarhet av mjukvarusystem är en vital och nödvändig aktivitet, speciellt för testning och underhåll. Samtidigt så är dessa uppgifter både komplexa och tidskrävande för ingenjörer. Mikroservicearkitekturen som utnyttjas för att bygga molnintegrerade lösningar introducerar en hög grad av komplexitet. Fortsättningsvis, att kodifiera och distribuera teknisk kunskap har visats vara kritiskt för organisationers konkurrenskraft och finansiella resultat. Att göra det framgångsrik har dock flertal utmaningar och när flera mjukvarubolag under senare tid övergått till att arbeta virtuellt samt skiftat till DevOps har flertalet nya potentiella utmaningar uppdagats.

Syfte: 

Målet med denna studie är att utforska hur systemförståelse av mjukvarusystem baserade på en mikroservicearkitektur kan förbättras utifrån prestandamätningar med hjälp av undersökande dataanalysmetoder. För att ytterligare utöka det praktiska affärsvärdet så avser avhandlingen även att undersöka effekterna som övergången till virtuellt arbete och DevOps har haft på denintern kunskapsspridning inom mjukvarubolag. 

Metod:

En fallstudie utförs på Ericsson AB med prestandadata som genererats under testkörningar av ett system som kör på Kubernetes. Data extraherad med Prometheus och prestationsbeteendet utav fyra interagerande ”pods” utforskas genom korrelationsanalys och visualiseringsverktyg. För att undersöka effekterna från virtuellt arbete samt DevOps har på intraorganisatorisk kunskapsdelning av teknisk kunskap så utförs semi-strukturerade intervjuer som sedan korsanalyseras med litteratur.

Resultat: 

Överlag så uppvisas hög korrelation mellan prestandamätvärden samtidigt som tydliga avvikelser observerades mellan testfall. Utöver detta så generades propositioner angående prestationsbeteendet samtidigt som potentiella kandidater för prediktiv modellering framhävs. Fyra nya potentiella determinanter identifieras för valet av aktiviteter samt överföringsmekanism, nämligen tillgänglighet, dynamik, etablerade processer, och effektivitet. Övergången till virtuellt arbete uppvisade främst fem positiva faktorer och tre negativa. Effekterna utav DevOps var särskilt kopplade till frekvensen av delning samt potential för automation.

Slutsatser:

Våra resultat tyder på att korrelationsanalys i kombination med visualiseringsverktyg kan användas för att skapa systemförståelse av molnbaserade system. Samtidigt som metoden visar potential för att analysera individuella tjänster och generera hypoteser så påvisar metoden i vår studie vissa nackdelar vilket tas upp i diskussionen. Resultatet tyder dessutom på att prestandadata kan vara en rik informationskälla för kunskapsskapande och bör vara av intresse för ytterligare studier.Resultaten av den kvalitativa undersökning indikerar att kunskapshantering inte bara är ett viktigt element ur akademins perspektiv men även något som omsorgsfullt praktiseras av industrin. Resultatet angående övergången till virtuellt arbete samt DevOps antyder på att båda har inflytande på hur kunskapsspridning bedrivs, både var för sig och i kombination. Samtidigt pekar våra undersökningsresultat på att övergången till att arbeta virtuellt potentiellt har påverkat kunskapshantering i betydligt större utsträckning än DevOps. Intervjuerna uppvisade både positiva och negativa aspekter utav den virtuella påverkan samtidigt som de positiva effekter som uppmättes av DevOps uppföljdes av omfattande utmaningar.

Place, publisher, year, edition, pages
2021. , p. 111
Keywords [en]
Kubernetes, Microservice Architecture, System Comprehension, Observability, Knowledge Management, Knowledge Transfer.
Keywords [sv]
Kubernetes, Microservice Arkitektur, Systemförståelse, Observerbarhet, Kunskapshantering, Kunskapsdelnin
National Category
Other Engineering and Technologies not elsewhere specified Computer Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-22019OAI: oai:DiVA.org:bth-22019DiVA, id: diva2:1586397
External cooperation
Ericsson AB
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30,0 hp
Educational program
IEACI Master of Science in Industrial Management and Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2021-08-20 Created: 2021-08-19 Last updated: 2022-05-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4397 kB)663 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 4397 kBChecksum SHA-512
7e22671bf587be314c701b0a5340bf66412d9e361dd10fea51d84ffb65724afba52ca3859c7d67c14bde09140a4a0bc1f0e74f05bd7d131e2a60b3bae1589b69
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Widerberg, AntonJohansson, Erik
By organisation
Department of Industrial Economics
Other Engineering and Technologies not elsewhere specifiedComputer Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 664 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1012 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf