Exploring kubernetes and devOps in an IoT context

Abstract

Containerized solutions and container orchestration technologies have recently been of great interest to organizations as a way of accelerating both software development and delivery processes. However, adopting these is a rather complex shift that may impact an organization and teams that were already established. This is where development cultures such as DevOps emerge to ease such shift amongst teams, promoting collaboration and automation of development and deployment processes throughout. The purpose of the current dissertation is to illustrate the path that led to the use of DevOps and containerization as means to support the development and deployment of a proof of concept system, Firefighter Sync – an Internet of Things based solution applied to a firefighting monitoring scenario. The goal, besides implementing Firefighter Sync, was to propose and deploy a development and operations ecosystem based on DevOps practices to achieve a full automation pipeline for both the development and operations processes. Firefighter Sync enabled the exploration of such state-of-the-art solutions such as Kubernetes to support container-based deployment and Jenkins for a fully automated CI/CD pipeline. Firefighter Sync clearly illustrates that addressing the development of a system from a DevOps perspective from the very beginning, although it requires an accentuated learning curve due to the large range of concepts and technologies addressed throughout, has illustrated to effectively impact the development process as well as ease the solution for future evolution. A good example is the automation process pipeline, that whilst allowing an easy integration of new features within a DevOps process – implies addressing the development and operations as a whole – it abstracts specific technological concerns turning these transversals to the traditional stages from development to deployment.

Soluções de contentores e orquestração de contentores têm vindo a tornar-se de grande interesse para as organizações como uma forma de acelerar os processos de desenvolvimento e entrega de software. No entanto, adotá-las é uma mudança bastante complexa que pode impactar uma organização e equipas já estabelecidas. É aqui que surgem culturas como o DevOps para facilitar essa mudança, promovendo a colaboração e a automação dos processos de desenvolvimento e deployment entre equipas. O objetivo desta dissertação é ilustrar o caminho que levou ao uso de DevOps e à conteinerização de modo a apoiar o desenvolvimento e o deployment de um sistema como prova de conceito, o Firefighter Sync – uma solução baseada na Internet das Coisas aplicada a um cenário de monitorização de combate a incêndios. Além de implementar o Firefighter Sync, o objetivo era também propor e implementar um ecossistema de desenvolvimento e operações com base nas práticas de DevOps para alcançar uma pipeline de automação completa para os processos de desenvolvimento e operações. O Firefighter Sync permitiu explorar soluções que constituem o estado da arte neste contexto, como o Kubernetes para apoiar o deployment baseado em contentores e o Jenkins para suportar a pipeline de CI/CD totalmente automatizada. O Firefighter Sync ilustra claramente que abordar o desenvolvimento de um sistema a partir da perspectiva de DevOps, embora exija uma curva de aprendizagem acentuada devido à grande variedade de conceitos e tecnologias inerentes ao longo do processo, demonstrou tornar mais eficiente o processo de desenvolvimento, bem como facilitar evolução futura. Um exemplo é a pipeline de automação, que permite uma fácil integração de novos recursos dentro de um processo de DevOps – que implica abordar o desenvolvimento e as operações como um todo – abstraindo assim preocupações tecnológicas específicas, transformando essas transversais nas fases tradicionais do desenvolvimento ao deployment.