Managing the lifecycle of containerized applications at enterprise scale

Abstract

Containerization has become an important part of software engineering and cloud computing. They enable applications to be packaged with their dependencies into portable units that can run consistently across different environments. Kubernetes has become the most popular platform for orchestrating large amounts of containers. Helm is a packaging tool that helps deploy applications to Kubernetes clusters using reusable templates. While Helm has been widely adopted, it poses challenges in large-scale environments where consistent maintenance and lifecycle management of software are important.

This thesis explores if Kubernetes operators would be a viable alternative to Helm-based deployment workflows. A proof-of-concept operator was developed using the Operator SDK, and its behavior was tested in a controlled development environment. The thesis is written in collaboration with a Finnish financial company, which is currently transitioning its IT services from on-premises and AWS to Microsoft Azure by 2030.

The study concludes that while Helm-based operators can bring more structure and automation to application management, they are best suited for relatively simple workloads. For more advanced scenarios, where custom logic or better testing support is needed, Go-based operators or other frameworks may be more appropriate. The findings offer practical insights for platform teams looking to modernize their deployment workflows as they scale and shift toward a fully cloud-native architecture.

Konttiteknologiat ovat nousseet tärkeään asemaan ohjelmistokehityksessä ja pilvipalveluissa. Ne mahdollistavat sovellusten paketoimisen riippuvuuksiensa kanssa siirrettäviksi yksiköiksi, joita voidaan ajaa johdonmukaisesti eri ympäristöissä. Kuberneteksesta on tullut suosituin alusta suurten konttimäärien hallintaan. Helm on paketointityökalu, jonka avulla sovelluksia voidaan ottaa käyttöön Kubernetes-klustereissa hyödyntämällä uudelleenkäytettäviä malleja. Vaikka Helm on laajasti käytössä, sen käytössä ilmenee haasteita suurikokoisissa ympäristöissä, joissa sovellusten ylläpito ja elinkaaren hallinta ovat keskeisiä.

Tämä diplomityö tutkii, voisivatko Kubernetes-operaattorit olla varteenotettava vaihtoehto Helm-pohjaisille käyttöönottomalleille. Konseptitodistusoperaattori kehitettiin käyttäen Operator SDK:ta, ja sen toimintaa testattiin hallitussa kehitysympäristössä. Työ on tehty yhteistyössä suomalaisen finanssialan yrityksen kanssa, joka on siirtymässä paikallisista konesaleista ja AWS-pohjaisista IT-palveluista Microsoft Azureen vuoteen 2030 mennessä.

Työssä todetaan, että vaikka Helm-pohjaiset operaattorit voivat tuoda lisää rakennetta ja automaatiota sovellusten hallintaan, ne soveltuvat parhaiten suhteellisen yksinkertaisiin käyttötapauksiin. Monimutkaisemmissa tilanteissa, joissa tarvitaan esimerkiksi räätälöityä logiikkaa tai parempaa testauksen tukea, Go-pohjaiset operaattorit tai muut kehykset voivat olla sopivampia. Tulokset tarjoavat käytännön näkökulmia alustatiimeille, jotka pyrkivät modernisoimaan käyttöönoton työnkulkuja laajentuessaan ja siirtyessään kohti täysin pilvinatiivista arkkitehtuuria.