Comparative Analysis of Microservices and Monolithic Architectures in Smart City Systems

Abstract

With the rise of smart cities, urban services are increasingly reliant on digital platforms. Depending on the requirements of the organization and context of usage, these platforms are expected to be scalable, robust, adaptable (to add new services), and resilient (to faults). This thesis considers one major architectural design decision to make when building such platforms: whether to pursue development based on a traditional monolithic architecture, or sometimes refer to as flat architecture, or use the relatively modern microservices architecture. After investigating definitions of smart cities and definitions and concepts associated with software architecture, the thesis explores and compares the two models as a means of delivering value in urban environments. It discusses the pros and cons of each model, while focusing on a small number of important dimensions such as flexibility of deployment, ensure appropriate redundancy, data management, and interoperability. While monolithic models provide a simpler and more controlled approach, microservices can offer faster and more responsive builds with often a more complex build. Using real world examples and monitoring emerging trends, the work seeks to provide a measure of knowledge to assist with designing next generation digital architecture that will enable further innovation in the delivery of urban services in smart cities.****

Avec l’essor des villes intelligentes, les services urbains s’appuient de plus en plus sur les plateformes numériques. Selon les besoins de l’organisation et le contexte d’utilisation, ces plateformes doivent être évolutives, robustes, adaptables (pour l’ajout de nouveaux services) et résilientes (aux pannes). Cette thèse examine une décision architecturale majeure à prendre lors de la construction de telles plateformes : privilégier un développement basé sur une architecture monolithique traditionnelle, parfois appelée architecture plate, ou utiliser l’architecture relativement moderne des microservices. Après avoir étudié les définitions des villes intelligentes et les définitions et concepts associés à l’architecture logicielle, la thèse explore et compare les deux modèles comme moyen de créer de la valeur en milieu urbain. Elle examine les avantages et les inconvénients de chaque modèle, en se concentrant sur quelques dimensions importantes telles que la flexibilité de déploiement, la garantie d’une redondance appropriée, la gestion des données et l’interopérabilité. Si les modèles monolithiques offrent une approche plus simple et plus contrôlée, les microservices permettent des builds plus rapides et plus réactifs, souvent plus complexes. En s’appuyant sur des exemples concrets et en surveillant les tendances émergentes, le travail vise à fournir une mesure