МЕТОД ДИНАМІЧНОГО ОПТИМАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ПОТОКУ ЗВЕРНЕНЬ У БАГАТОСЕРВЕРНИХ ІНТЕРАКТИВНИХ СИСТЕМАХ

Анотація

Запропоновано динамічний оптимальний метод розподілу потоків запитів у багатосерверних інтерактивних системах, спрямований на забезпечення адаптивного балансування навантаження в умовах нестаціонарного та непередбачуваного трафіку. Запропонований підхід забезпечує коригування розподілу потоку запитів між паралельними серверами в реальному часі на основі поточних коефіцієнтів навантаження, що дозволяє підтримувати стабільність системи та мінімізувати ймовірність перевантажень. Розроблено структурно-функціональну модель запропонованого методу, яка складається з модулів згладжування трафіку, динамічного демультиплексування та вирівнювання навантаження по серверній лінії. Запропоновано модифіковану версію алгоритму “token bucket”, призначену для перетворення нестаціонарного та пульсуючого вхідного потоку у квазістаціонарні сегменти трафіку, що можуть оброблятися дискретними механізмами керування. Модель здійснює безперервне вимірювання миттєвих параметрів навантаження кожного сервера та виконує ітеративний перерозподіл черг запитів між перевантаженими та недовантаженими вузлами. У разі критичного перевантаження можливе автоматичне підключення додаткових серверів, тоді як у періоди низької інтенсивності надлишкові сервери тимчасово деактивуються з метою оптимізації використання ресурсів. Запропонований метод може бути використаний під час проєктування систем реального часу, хмарних центрів оброблення даних, VoIP- та IoT-платформ, а також ядер мереж 5G, для яких підтримання стабільних показників продуктивності за змінних навантажень є критично важливою вимогою. Підхід підвищує масштабованість системи, зменшує затримку та ймовірність втрати запитів, а також створює підґрунтя для впровадження інтелектуальних програмних контролерів адаптивного балансування навантаження. Програмна реалізація підтвердила ефективність розробленого методу динамічного оптимального розподілу потоків запитів у багатосерверних інтерактивних системах. Алгоритм забезпечує адаптивне балансування навантаження, знижує ймовірність перевантажень і втрати запитів та може бути інтегрований у системи реального часу, SDN-платформи, VoIP-сервери або центри оброблення даних.