Μεθοδολογία και ανάπτυξη συστημάτων υπολογιστικής νέφους και ελεύθερα διαθέσιμες τεχνολογίες υποστήριξής τους

Abstract

Με την ανάπτυξη σύγχρονων μορφών αυτοματοποίησης υπηρεσιών μέσω υπολογιστικών συστημάτων προέκυψαν νέες προκλήσεις στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη λογισμικού. Σε επίπεδο υπολογιστικών πόρων υπάρχει μεγάλη ανάπτυξη και επενδύσεις από παρόχους υπηρεσιών υπολογιστικής νέφους για την διάθεση υπηρεσιών υποστήριξης μέσω διαδικτύου που καλύπτουν τις νέες απαιτήσεις. Οι υπηρεσίες υπολογιστικής νέφους αξιοποιούνται από πελάτες οι οποίοι δεν διαθέτουν την απαραίτητη τεχνολογική υποδομή για την υποστήριξη των συστημάτων τους ή δεν θέλουν να επενδύσουν στην υποδομή, διαχείριση και συντήρηση που εκείνη απαιτεί. Τέλος, οι νέες μορφές ανάπτυξης εφαρμογών προκάλεσαν την ανάγκη δημιουργίας νέων μεθοδολογιών που πρέπει να τηρούνται στην δημιουργία συστημάτων τα οποία θα αξιοποιούν στο έπακρο τις νέες τεχνολογίες νέφους.

Η παρούσα διπλωματική αποτελείται από τρία βασικά μέρη. Στο πρώτο μέρος αποτυπώνεται το κίνητρο που ωθεί τους οργανισμούς στην εγκατάλειψη της μονολιθικής αρχιτεκτονικής συστημάτων και δίνει έμφαση στην υιοθέτηση τεχνολογιών υπολογιστικής νέφους και στις νέες δυνατότητες που προσφέρουν. Στο δεύτερο μέρος πραγματοποιείται μελέτη και σύγκριση μεταξύ δωρεάν προσφερόμενων τεχνολογιών νέφους από τους τρεις δημοφιλέστερους πάροχους υπηρεσιών (Google, Microsoft, Amazon), και ακολουθεί αξιολόγηση αυτών με βασικά κριτήρια την υψηλότερη δωρεάν διαθεσιμότητα και την υποστήριξη των περισσότερων cloud-agnostic τεχνολογιών. Στο τρίτο και τελευταίο μέρος ακολουθεί η σχεδίαση και ανάπτυξη μίας cloud-native εφαρμογής αυτοματοποίησης της διαδικασίας εγγραφής φοιτητών σε εργαστήρια, η οποία βασίζεται αρχιτεκτονικά στην μεθοδολογία 12 παραγόντων. Η εφαρμογή αποτελείται από τέσσερεις μικρουπηρεσίες ανεπτυγμένες στο framework Spring Boot που αναπαριστούν το API του συστήματος, την εφαρμογή pwa που θα χρησιμοποιούν οι τελικοί χρήστες υλοποιημένη στο framework React.js, και δύο υποστηρικτικές υπηρεσίες, την μη-σχεσιακή βάση δεδομένων MongoDB και μία υπηρεσία μεσίτη μηνυμάτων RabbitMQ. Η εφαρμογή αυτή αναπτύσσεται αρχικά σε τοπικό περιβάλλον ανάπτυξης με χρήση του Docker, και ύστερα με την πλατφόρμα ενορχήστρωσης κιβωτίων Kubernetes. Στην συνέχεια, πραγματοποιείται επιλογή κάποιων από τις διαθέσιμες δωρεάν τεχνολογίες που μελετήθηκαν στο δεύτερο μέρος της διπλωματικής και χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη της εφαρμογής σε περιβάλλον νέφους. Οι υπηρεσίες παρόχων που επιλέγονται είναι οι Azure Cosmos DB για την MongoDB, Azure App Service για την φιλοξενία των μικρουπηρεσιών και ένα Google Cloud VM instance για την φιλοξενία του RabbitMQ.