Reducing cognitive load in DevOps teams : designing an infrastructure as code adoption plan
Pakarinen, Emma (2026)
Diplomityö
2026
School of Engineering Science, Tietotekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026041427010
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026041427010
Tiivistelmä
This thesis examines how infrastructure as code (IaC) can be introduced into brownfield cloud software projects in a way that reduces cognitive load in DevOps infrastructure management. It investigates the cognitive challenges associated with manually managed infrastructure and develops a phased approach for transitioning existing cloud infrastructure into IaC management.
The thesis combines a literature review, interviews with DevOps practitioners, and the design, demonstration and evaluation of an IaC adoption framework in a real-world case project. The findings indicate that brownfield infrastructure management increases cognitive load due to limited visibility, unclear dependencies, fragmented knowledge and reliance on manual operations.
To address these challenges, the thesis proposes a phased IaC adoption framework consisting of four stages: infrastructure visibility, infrastructure structuring, workload integration, and operational integration. The results show that a gradual and structured adoption approach can improve transparency, predictability and shared understanding of infrastructure while reducing the need for manual reconstruction of system state. Tässä työssä tutkitaan, miten infrastructure as code (IaC) voidaan ottaa käyttöön olemassa olevissa pilvipohjaisissa ohjelmistoprojekteissa siten, että se vähentää DevOps-tiimien kokemaa kognitiivista kuormitusta. Työssä tutkitaan manuaalisesti hallinnoituun infrastruktuuriin liittyviä kognitiivisia haasteita sekä kehitetään vaiheittainen lähestymistapa olemassa olevan pilvi-infrastruktuurin siirtämiseksi IaC-hallintaan.
Tutkimus yhdistää kirjallisuuskatsauksen, DevOps-ammattilaisten haastattelut sekä IaC- käyttöönottokehyksen suunnittelun, demonstraation ja arvioinnin todellisessa projektitapauksessa. Tulokset osoittavat, että brownfield-ympäristöissä infrastruktuurin hallinta lisää kognitiivista kuormitusta rajoittuneen näkyvyyden, epäselvien riippuvuuksien, hajanaisen tiedon sekä manuaalisiin toimintatapoihin tukeutumisen vuoksi.
Näiden haasteiden ratkaisemiseksi työssä luodaan IaC-käyttöönottokehys, joka sisältää seuraavat vaiheet: infrastruktuurin näkyvyys, infrastruktuurin jäsentäminen, työkuormien integrointi ja operatiivinen integrointi. Tulokset osoittavat, että asteittainen ja jäsennelty käyttöönotto voi parantaa infrastruktuurin läpinäkyvyyttä, ennustettavuutta ja yhteistä ymmärrystä sekä vähentää tarvetta järjestelmän tilan manuaaliseen hahmottamiseen.
The thesis combines a literature review, interviews with DevOps practitioners, and the design, demonstration and evaluation of an IaC adoption framework in a real-world case project. The findings indicate that brownfield infrastructure management increases cognitive load due to limited visibility, unclear dependencies, fragmented knowledge and reliance on manual operations.
To address these challenges, the thesis proposes a phased IaC adoption framework consisting of four stages: infrastructure visibility, infrastructure structuring, workload integration, and operational integration. The results show that a gradual and structured adoption approach can improve transparency, predictability and shared understanding of infrastructure while reducing the need for manual reconstruction of system state.
Tutkimus yhdistää kirjallisuuskatsauksen, DevOps-ammattilaisten haastattelut sekä IaC- käyttöönottokehyksen suunnittelun, demonstraation ja arvioinnin todellisessa projektitapauksessa. Tulokset osoittavat, että brownfield-ympäristöissä infrastruktuurin hallinta lisää kognitiivista kuormitusta rajoittuneen näkyvyyden, epäselvien riippuvuuksien, hajanaisen tiedon sekä manuaalisiin toimintatapoihin tukeutumisen vuoksi.
Näiden haasteiden ratkaisemiseksi työssä luodaan IaC-käyttöönottokehys, joka sisältää seuraavat vaiheet: infrastruktuurin näkyvyys, infrastruktuurin jäsentäminen, työkuormien integrointi ja operatiivinen integrointi. Tulokset osoittavat, että asteittainen ja jäsennelty käyttöönotto voi parantaa infrastruktuurin läpinäkyvyyttä, ennustettavuutta ja yhteistä ymmärrystä sekä vähentää tarvetta järjestelmän tilan manuaaliseen hahmottamiseen.