КОМП’ЮТЕРНА ІНЖЕНЕРІЯ, ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ

МЕТОД ДИНАМІЧНОГО ОПТИМАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ПОТОКУ ЗВЕРНЕНЬ У БАГАТОСЕРВЕРНИХ ІНТЕРАКТИВНИХ СИСТЕМАХ

Автор(и)

В. О. Гнатюк ORCID 0000-0002-4916-7149
Державний університет «Київський авіаційний інститут»
К. Ю. Зандер ORCID 0009-0006-4944-9249
Державний університет «Київський авіаційний інститут», Київ

Ключові слова

балансування навантаження інтерактивна система багатосерверна архітектура метод оптимального розподілу динамічний перерозподіл алгоритм «відра токенів»

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.

189 92

Як цитувати

[1]
«МЕТОД ДИНАМІЧНОГО ОПТИМАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ПОТОКУ ЗВЕРНЕНЬ У БАГАТОСЕРВЕРНИХ ІНТЕРАКТИВНИХ СИСТЕМАХ», Вісник ВПІ, вип. 3, с. 6–16, Лип 2026, doi: 10.31649/1997-9266-2026-186-3-6-16.

Біографії авторів

автор В. О. Гнатюк , афіліація Державний університет «Київський авіаційний інститут»

 канд. техн. наук, доцент, завідувач кафедри телекомунікаційних та радіоелектронних систем

автор К. Ю. Зандер , афіліація Державний університет «Київський авіаційний інститут», Київ

аспірант кафедри телекомунікаційних та радіоелектронних систем

Посилання

N. Olifer, V. Olifer, “Computer Networks: Principles,” Technologies and Protocols for Network Design, NJ: Wiley, 2005. 1008 с. [Electronic resource]. Available: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-031-17601-2 .
F. Miguelez, J. Doncel, and B. J. Prabhu, “Load-balancing for multi-skilled servers with Bernoulli routing,” Ann Oper Res, no. 312, pp. 949-971, 2022. https://doi.org/10.1007/s10479-022-04532-7 .
Kaur Shubhinder, and Kaur Gurpreet, “A Review of Load Balancing Strategies for Distributed Systems,” International Journal of Computer Applications, no. 121, pp. 45-47, 18, July 2015. https://doi.org/10.5120/21644-4985 .
J. Zhou, U. K. Lilhore, et al. “Comparative analysis of metaheuristic load balancing algorithms for efficient load balancing in cloud computing,” J Cloud Comp. no. 12, 85, 2023. https://doi.org/10.1186/s13677-023-00453-3 .
K. A. Vani, and K. N. RamaMohanBabu, “An Intelligent Server load balancing based on Multi-criteria decision-making in SDN”, IJECES, vol. 14, no. 4, pp. 433-442, Apr. 2023. [Electronic resource]. Available: https://ijeces.ferit.hr/index.php/ijeces/article/view/1946 .