Master's Thesis

Design of a Kubernetes-Based Container Architecture

Final Thesis 4.44 MB

Author of thesis: Bc. Lukáš Macejka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Novák, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Miloš Koch, CSc.

Abstract:

This thesis focuses on the design of an automated and
virtualized system for running avionics simulations in a cloud-based
environment at Honeywell. The main motivation was the inefficiency of the
existing infrastructure, which relied on manually managed virtual machines,
required lengthy setup procedures, and resulted in high operational costs.
The proposed solution is based on containerization using Docker and
Kubernetes, integrated with a fully automated CI/CD pipeline built on
Bamboo, Bitbucket, Harbor, and GitHub Actions. The implementation was
structured using the Scrum methodology and supported by a comprehensive
risk analysis, time plan, economic analysis, and security comparison. The
results demonstrate that the new system reduces simulation startup time
significantly, lowers annual
infrastructure costs, and eliminates the need for manual
intervention throughout the deployment process. The thesis provides a
practical and scalable approach to modernizing simulation infrastructure
for organizations operating in complex aerospace environments.

Keywords:

Kubernetes, Docker, containerization, CI/CD, automation,
virtualization, avionics simulation, cloud infrastructure,
DevOps, Honeywell

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student ve své prezentaci seznámil komisi s cíli, řešením a výsledky, ke kterým v závěrečné práci dospěl. Komise se poté seznámila s posudky a hodnocením vedoucího práce a oponenta. Otázky z posudku vedoucího nejsou, otázky z posudku oponenta zodpověděl v plném rozsahu. Otázky členů komise: 1 Ing. Lukáš Novák, Ph.D. - Jak bude fungovat deployment nové instance? Zodpovězeno studentem. 2 Ing. Lukáš Novák, Ph.D. - Co vede tu společnost nasadit aplikace v kontejneru a v čem vidí výhodu? Zodpovězeno studentem. 3 prof. RNDr. Zdeněk Pospíšil, Dr. - Popiště termín "orchestrace" v rámci kubernetes. Zodpovězeno studentem. Na základě přednesené prezentace a odpovědí na otázky položené v diskusi komise rozhodla, že student práci obhájil.

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta podnikatelská

Department

Institute of Informatics

Study programme

Information Management (MGR-IM)

Composition of Committee

doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Zdeněk Pospíšil, Dr. (místopředseda)
Mgr. Milan Křápek, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Novák, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Dvořák (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Novák, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem automatizované kontejnerové architektury založené na platformě Kubernetes pro potřeby simulací ve společnosti Honeywell. Jedná se o aktuální téma s výrazným praktickým přesahem do oblasti cloudových technologií, virtualizace a DevOps procesů. Autor si stanovil jasně definované cíle, které byly v práci naplněny.

Teoretická část poskytuje přehled základních principů virtualizace, kontejnerizace, orchestrace a CI/CD přístupů. Oceňuji snahu o srozumitelné vysvětlení jednotlivých technologií i propojení teoretických poznatků s praktickým využitím v podnikovém prostředí.

Analytická část vhodně popisuje současný stav infrastruktury a identifikuje hlavní problémy původního řešení založeného na virtuálních strojích. Přínosné je rovněž zařazení SWOT analýzy, rizikové analýzy a ekonomického vyhodnocení navrhovaného řešení.

Za hlavní přínos práce lze považovat návrh automatizované kontejnerové architektury využívající Kubernetes a CI/CD pipeline. Autor prokázal dobrou orientaci v moderních cloudových technologiích a schopnost aplikovat získané znalosti v reálném firemním prostředí. Návrh řešení působí systematicky a práce vhodně popisuje očekávané přínosy v oblasti rychlosti nasazení, škálovatelnosti a snížení provozních nákladů. Pozitivně hodnotím také praktické zaměření celé práce a snahu podložit navržené řešení ekonomickými i provozními argumenty.

Student během zpracování diplomové práce pracoval samostatně, průběžně konzultoval postup řešení a reagoval na připomínky vedoucího práce. Prokázal schopnost propojit teoretické znalosti s praktickým návrhem moderní infrastruktury pro simulační prostředí. Práce svým rozsahem, odbornou úrovní i způsobem zpracování splňuje požadavky standardně kladené na diplomové práce v oboru informační management.

Diplomová práce splňuje stanovené cíle a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění stanovených cílů A
Zvolený postup řešení, adekvátnost použitých metod B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Praktická využitelnost výsledků A
Uspořádání práce, formální náležitosti, použitá terminologie a odborná jazyková úroveň A
Práce s informačními zdroji, včetně citací B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
doc. Ing. Miloš Koch, CSc.

Nemyslím si, že práce zcela představuje konkrétní technické řešení, jak autor uvádí, byť analýzy nasazení tohoto řešení jsou velmi dobře zpracovány. Chybí mi zde detailnější a logičtější popis vlastního technického řešení, zasazený do kontextu prostředí. Jinak by práce byla výborná. Práce splňuje požadavky standardně kladené na diplomovou práci v daném oboru.
Evaluation criteria Verbal classification Grade
Splnění stanovených cílů Téma práce je velmi úzké a specializované, a s ohledem na to není řešení vlastního problému uvedeno dostatečně do hloubky.  Práce se spíše zaměřuje na využití a rizika, než na vlastní návrh kontenjerové architektury. C
Zvolený postup řešení, adekvátnost použitých metod Postup řešení se mírně vymyká standartnímu postupu. Řešení (možná nevědomky)  příliš vychází z metodiky Scrum, kterou osobně pro diplomové práce  nepovažuji za vhodnou. C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry Posluchač má velmi dobrou znalost problematiky, ale velmi úzce směrovanou. A
Praktická využitelnost výsledků Předpokládám, že výsledky mohou být úspěšně využity ve firmě. B
Struktura práce, použitá terminologie a odborná jazyková úroveň Struktura práce v zásadě vychází z osnovy, použitá terminologie je adekvátní.  C
Práce s informačními zdroji Práce s informačními zdroji je adekvátní. B
Topics for thesis defence:
  1. Co z práce považujete za váš hlavní přínos?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová