kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-4(16)-6kaz44-1411Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)AUTOMATION AND INFORMATION TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ИННОВАЦИОННЫЕ АРХИТЕКТУРНЫЕ РЕШЕНИЯ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОБЛАЧНОЙ ПЛАТФОРМЫ BULT ДЛЯ ОРКЕСТРАЦИИ ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЙINNOVATIVE ARCHITECTURAL SOLUTIONS AND INTERDISCIPLINARY IMPLEMENTATION OF THE BULT CLOUD PLATFORM FOR WEB APPLICATION ORCHESTRATIONhttps://orcid.org/0000-0001-6006-4813ШайхановаА. К.ShaikhanovaA. K.

Айгуль Кайрулаевна Шайханова – PhD, и.о. профессора кафедры информационной безопасности

100000, Республика Казахстан, г. Астана, ул. Сатбаева, 2 

Aigul Kairulaevna Shaikhanova – PhD, Acting Professor, Department of Information Security

100000, Kazakhstan, Astana city, 2 Satbaev st., ENU Educational building 

Arailym.tll@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0006-5204-3450БермухамбетовЖ. А.BermukhambetovZh. A.

Жандос Асанович Бермухамбетов – Технический директор

100000, Республика Казахстан, г. Астана, Есильский район, улица Достык, д. 13 

Zhandos Asanovich Bermukhambetov – Technical Director 

100000, Kazakhstan, Astana, Yesil District, Dostyk Street, Building 13, SQ. 340 

zb@wtotem.comhttps://orcid.org/0009-0004-9668-2882КимВ. В.KimV. V.

Владимир Вячеславович Ким – Главный архитектор 

 100000, Республика Казахстан, г. Астана, Есильский район, улица Достык, д. 13 

 Vladimir Vyacheslavovich Kim – Chief Architect 

100000, Kazakhstan, Astana, Yesil District, Dostyk Street, Building 13, SQ. 340 

vk@wtotem.comhttps://orcid.org/0000-0001-9560-9756ТлеубаеваА. О.TleubayevaA. O.

Арайлым Орынбаевна Тлеубаева – докторант 

 010000, Республика Казахстан, г. Астана, пр-т Мәңгілік Ел, 55/11, Бизнес-центр EXPO 

Arailym Orymbekovna Tleubayeva – PhD student 

010000, Kazakhstan, Astana, Mangilik El avenue, 55/11, Вusiness center EXPO, block C1 

Arailym.tll@gmail.comЕвразийский национальный университет имени Л.Н. ГумилеваКазахстанL.N. Gumilyov Eurasian National UniversityKazakhstanТОО «WebTotem»Казахстан«WebTotem» LLPKazakhstanТОО «WebTotem» Казахстан«WebTotem» LLPKazakhstanТОО «Astana IT University»КазахстанAstana IT UniversityKazakhstan20242712202414(16)4048Copyright © Шайханова А.К., Бермухамбетов Ж.А., Ким В.В., Тлеубаева А.О., 20252025Шайханова А.К., Бермухамбетов Ж.А., Ким В.В., Тлеубаева А.О.Shaikhanova A.K., Bermukhambetov Z.A., Kim V.V., Tleubayeva A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1411

Статья посвящена созданию облачной платформы BULT, которая реализует междисциплинарный подход к разработке и оркестрации веб-приложений. Основной целью данной работы является разработка платформы, обеспечивающей гибкость, масштабируемость и интеграцию различных технологий. Описаны архитектурные решения, включающие микросервисную архитектуру и контейнеризацию, что упрощает развертывание и управление приложениями. В качестве основы для оркестрации контейнеров используется Nomad от HashiCorp, который позволяет динамически управлять распределением задач и ресурсов, обеспечивая эффективность и устойчивость работы приложений. Система управления данными реализована на базе PostgreSQL и JuiceFS, что обеспечивает высокую производительность и надежность хранения данных. Для обеспечения безопасности используются Wireguard и Let's Encrypt, обеспечивающие шифрование сетевого трафика и автоматическое обновление SSL-сертификатов. Мониторинг и анализ системы осуществляются с помощью Grafana и Loki, позволяющих визуализировать метрики и логи в реальном времени. Внедрение принципов DevOps и автоматизация процессов разработки, тестирования и развертывания достигаются с использованием инструментов CI/CD, что позволяет быстро и безопасно внедрять изменения и новые функции. Применение междисциплинарного подхода позволяет учитывать различные аспекты разработки и эксплуатации систем, что делает платформу BULT конкурентоспособным решением на современном рынке облачных технологий, обеспечивая высокую производительность, надежность и удобство эксплуатации веб-приложений. Приведены примеры практического применения платформы и её преимущества в сравнении с традиционными подходами.

The article is devoted to the creation of the BULT cloud platform, which implements an interdisciplinary approach to the development and orchestration of web applications. The main goal of this work is to develop a platform that provides flexibility, scalability and integration of various technologies. Architectural solutions including microservice architecture and containerization are described, which simplifies the deployment and management of applications. HashiCorp's Nomad is used as the basis for container orchestration, which allows you to dynamically manage the distribution of tasks and resources, ensuring the efficiency and stability of applications. The data management system is implemented on the basis of PostgreSQL and JuiceFS, which ensures high performance and reliability of data storage. To ensure security, Wireguard and Let's Encrypt are used, which provide encryption of network traffic and automatic updating of SSL certificates. Monitoring and analysis of the system are carried out using Grafana and Loki, which allow you to visualize metrics and logs in real time. The implementation of DevOps principles and automation of development, testing and deployment processes are achieved using CI/CD tools, which allows you to quickly and safely implement changes and new features. The application of an interdisciplinary approach allows us to take into account various aspects of system development and operation, which makes the BULT platform a competitive solution in the modern cloud technology market, providing high performance, reliability and ease of use of web applications. Examples of the practical application of the platform and its advantages in comparison with traditional approaches are given.

облачная платформамеждисциплинарный подходвеб-приложенияоркестрацияинновационные методыконтейнеризациябезопасность данныхавтоматизация процессовcloud platforminterdisciplinary approachweb applicationsorchestrationinnovative methodscontainerizationdata securityprocess automationThis project was funded by Web Totem based on protocol № 1 dated November 10, 2023 (Registration № 0124RKI0205, Inventory № 0224RKI0306).ReferencesWolff E. Microservices: Architecting for Continuous Delivery and DevOps / E. Wolff // AddisonWesley Professional. – 2016.Wolff E. Microservices: Architecting for Continuous Delivery and DevOps / E. Wolff // AddisonWesley Professional. – 2016.Microservices: Migration of a mission-critical system / N. Dragoni et al // IEEE Software. – 2016. – № 35(3). – Р. 62-71. https://orcid.org/10.1109/MS.2018.2141037.Microservices: Migration of a mission-critical system / N. Dragoni et al // IEEE Software. – 2016. – № 35(3). – Р. 62-71. https://orcid.org/10.1109/MS.2018.2141037.Zhou J. Container-based microservice architecture for cloud applications / J. Zhou, J. Zhang, D. Pei // IEEE Access. – 2017. – № 5. – Р. 22-31. https://orcid.org/10.1109/ACCESS.2017.2760226.Zhou J. Container-based microservice architecture for cloud applications / J. Zhou, J. Zhang, D. Pei // IEEE Access. – 2017. – № 5. – Р. 22-31. https://orcid.org/10.1109/ACCESS.2017.2760226.Evaluating the monolithic and the microservice architecture pattern to deploy web applications in the cloud / M. Villamizar et al // ACM Computing Surveys. – 2018. – № 23(3). – Р. 1-28. https://orcid.org/10.1145/3241733.Evaluating the monolithic and the microservice architecture pattern to deploy web applications in the cloud / M. Villamizar et al // ACM Computing Surveys. – 2018. – № 23(3). – Р. 1-28. https://orcid.org/10.1145/3241733.Lewis J. Microservices: A definition of this new architectural term / J. Lewis, M. Fowler // Retrieved from. – 2014. https://martinfowler.com/articles/microservices.html.Lewis J. Microservices: A definition of this new architectural term / J. Lewis, M. Fowler // Retrieved from. – 2014. https://martinfowler.com/articles/microservices.html.Borg, Omega, and Kubernetes: Lessons learned from three container-management systems over a decade / B. Burns et al // Queue. – 2016. – № 14(1). – Р. 70-93. https://orcid.org/10.1145/2898442.2898444.Borg, Omega, and Kubernetes: Lessons learned from three container-management systems over a decade / B. Burns et al // Queue. – 2016. – № 14(1). – Р. 70-93. https://orcid.org/10.1145/2898442.2898444.Di Francesco P. Architecting microservices: Practical challenges and solutions / Di Francesco, P., Lago P., Malavolta I. // IEEE Software. – 2019. – № 35(3). – Р. 59-66. https://orcid.org/10.1109/MS.2018.2141037.Di Francesco P. Architecting microservices: Practical challenges and solutions / Di Francesco, P., Lago P., Malavolta I. // IEEE Software. – 2019. – № 35(3). – Р. 59-66. https://orcid.org/10.1109/MS.2018.2141037.Balalaie A. Microservices architecture enables DevOps: Migration to a cloud-native architecture / A. Balalaie, A. Heydarnoori, P. Jamshidi // IEEE Software. – 2016. – № 33(3). – Р. 42-52. https://orcid.org/10.1109/MS.2016.64.Balalaie A. Microservices architecture enables DevOps: Migration to a cloud-native architecture / A. Balalaie, A. Heydarnoori, P. Jamshidi // IEEE Software. – 2016. – № 33(3). – Р. 42-52. https://orcid.org/10.1109/MS.2016.64.Nomad: A framework for developing mission-critical cloud-based applications / M.H. Diallo et al // 10th International Conference on Availability, Reliability and Security. – 2015. – Р. 660-669. https://orcid.org/10.1109/ARES.2015.94.Nomad: A framework for developing mission-critical cloud-based applications / M.H. Diallo et al // 10th International Conference on Availability, Reliability and Security. – 2015. – Р. 660-669. https://orcid.org/10.1109/ARES.2015.94.Gill A.Q. A Comprehensive Method for the Design and Development of Cloud-Native Applications / A.Q. Gill, B. Henderson-Sellers // IEEE Transactions on Cloud Computing. – 2020. – № 8(3). – Р. 747-761. https://orcid.org/10.1109/TCC.2020.2977138.Gill A.Q. A Comprehensive Method for the Design and Development of Cloud-Native Applications / A.Q. Gill, B. Henderson-Sellers // IEEE Transactions on Cloud Computing. – 2020. – № 8(3). – Р. 747-761. https://orcid.org/10.1109/TCC.2020.2977138.Newman S. Monolith to microservices: Evolutionary patterns to transform your monolith / S. Newman; O'Reilly Media, – 2019. – 272 р.Newman S. Monolith to microservices: Evolutionary patterns to transform your monolith / S. Newman; O'Reilly Media, – 2019. – 272 р.Kratzke N. Understanding cloud-native applications after 10 years of cloud computing – A systematic mapping study / N. Kratzke, P.C. Quint // Journal of Systems and Software. – 2017. – № 126. – Р. 1-16. https://orcid.org/10.1016/j.jss.2017.01.004.Kratzke N. Understanding cloud-native applications after 10 years of cloud computing – A systematic mapping study / N. Kratzke, P.C. Quint // Journal of Systems and Software. – 2017. – № 126. – Р. 1-16. https://orcid.org/10.1016/j.jss.2017.01.004.Masyuk A. Evaluation of performance patterns for cloud-native microservice architectures / A. Masyuk, G. Scheffler, T. Goldschmidt // Journal of Cloud Computing. – 2019. – № 8(1). – Р. 1-22. https://orcid.org/10.1186/s13677-019-0141-4.Masyuk A. Evaluation of performance patterns for cloud-native microservice architectures / A. Masyuk, G. Scheffler, T. Goldschmidt // Journal of Cloud Computing. – 2019. – № 8(1). – Р. 1-22. https://orcid.org/10.1186/s13677-019-0141-4.Chen L. Monitoring system of OpenStack cloud platform based on Prometheus / L. Chen, M. Xian, J. Liu // International Conference on Computer Vision, Image and Deep Learning (CVIDL). IEEE. – 2020. – Р. 206-209. https://orcid.org/10.1109/CVIDL51233.2020.0-100.Chen L. Monitoring system of OpenStack cloud platform based on Prometheus / L. Chen, M. Xian, J. Liu // International Conference on Computer Vision, Image and Deep Learning (CVIDL). IEEE. – 2020. – Р. 206-209. https://orcid.org/10.1109/CVIDL51233.2020.0-100.Infrastructure cost comparison of running web applications in the cloud using AWS lambda and monolithic and microservice architectures / M. Villamizar et al // IEEE Latin America Transactions. – 2016. – № 14(9). – Р. 4142-4148. https://orcid.org/10.1109/TLA.2016.7774517.Infrastructure cost comparison of running web applications in the cloud using AWS lambda and monolithic and microservice architectures / M. Villamizar et al // IEEE Latin America Transactions. – 2016. – № 14(9). – Р. 4142-4148. https://orcid.org/10.1109/TLA.2016.7774517.A novel implementation framework of digital twins for intelligent manufacturing based on container technology and cloud manufacturing services / M.H. Hung et al // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. – 2022. – № 19(3). – Р. 1614-1630. https://orcid.org/10.1109/TASE.2022.3143832.A novel implementation framework of digital twins for intelligent manufacturing based on container technology and cloud manufacturing services / M.H. Hung et al // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. – 2022. – № 19(3). – Р. 1614-1630. https://orcid.org/10.1109/TASE.2022.3143832.E-FireGuard: Empowering firefighters through innovative E-commerce solutions / S. Kale et al // Industrial Management Advances. – 2024. – № 2(1). – Р. 6375-6375. https://orcid.org/10.59429/ima.v2i1.6375.E-FireGuard: Empowering firefighters through innovative E-commerce solutions / S. Kale et al // Industrial Management Advances. – 2024. – № 2(1). – Р. 6375-6375. https://orcid.org/10.59429/ima.v2i1.6375.Taramov A.A. Opisanie instrumentariya dlya sozdaniya sovremennogo CI/CD konveiera / A.A. Taramov, L.V. Chernen'kaya // Perspektivy nauki. – 2020. – № 12(135). – S. 74-77. (In Russian).Taramov A.A. Opisanie instrumentariya dlya sozdaniya sovremennogo CI/CD konveiera / A.A. Taramov, L.V. Chernen'kaya // Perspektivy nauki. – 2020. – № 12(135). – S. 74-77. (In Russian).Bezpyatyi M.V. Avtomatizatsiya i optimizatsiya protsessov razrabotki i razvertyvaniya v devops: primenenie sovremennykh metodov i instrumentov / M.V. Bezpyatyi // Innovatsii i investitsii. – 2023. – № 7. – S. 458-464. (in Russian).Bezpyatyi M.V. Avtomatizatsiya i optimizatsiya protsessov razrabotki i razvertyvaniya v devops: primenenie sovremennykh metodov i instrumentov / M.V. Bezpyatyi // Innovatsii i investitsii. – 2023. – № 7. – S. 458-464. (in Russian).29 BULT. [Ehlektronnyi resurs]. URL: https://bult.pro (data obrashcheniya: 28.08.2024). (In Russian).29 BULT. [Ehlektronnyi resurs]. URL: https://bult.pro (data obrashcheniya: 28.08.2024). (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.