Методи побудови розподілених інформаційно-комунікаційних систем підвищеної надійності
Автор: Рупа Андрій Святославович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні мережі зв'язку
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Сучасні методи побудови інформаційно-комунікаційних систем активно еволюціонують у відповідь на зростання потреб у швидкості, надійності та гнучкості комунікаційних мереж. Розподілені інформаційно-комунікаційні системи характеризуються своєю здатністю забезпечувати обробку та зберігання даних через мережу різноманітних автономних компонентів. Ці системи дозволяють організаціям об’єднувати ресурси, зменшувати затримки та підвищувати доступність інформації [1]. Архітектури розподілених систем можуть бути розділені на традиційні та сучасні підходи. Традиційна ієрархічна архітектура, як правило, передбачає чітку структурованість, де інформаційні потоки організовані за рівнями. Це створює зрозумілу і логічну схему управління, однак може призводити до вузьких місць у системі, особливо коли обсяг даних і запитів значно зростає. Натомість сучасні підходи, такі як архітектура Spine-Leaf, пропонують більш гнучке та масштабоване рішення [2]. Об’єкт дослідження – розподілені інформаційно-комунікаційні системи, що характеризуються підвищеною надійністю, а також методи та технології, які використовуються для їх побудови та оптимізації в умовах сучасного цифрового середовища. Предмет дослідження – підходи та методи підвищення надійності розподілених інформаційно-комунікаційних систем, а також алгоритми і технології, що забезпечують ефективність їх функціонування в умовах динамічних змін. Мета роботи та завдання дослідження. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є аналіз методів побудови розподілених інформаційно-комунікаційних систем підвищеної надійності. Для того щоб досягнути мети роботи, потрібно виконати наступні завдання: 1. Здійснити дослідження основних проблем у побудові надійних розподілених систем та їх вирішення 2. Проаналізувати сучасні методи побудови інформаційно-комунікаційних систем. 3. Сформувати гібридної інфраструктури мережі як підхід для побудови сучасних інформаційно-комунікаційних систем 4. Експериментально перевірити ефективність гібридного методу побудови розподілених інформаційно-комунікаційних систем підвищеної надійності. Методи дослідження. У ході виконання роботи проведено аналіз наукової літератури, проведедено експериментальні дослідження на робочому стенді, з метою визначення ефективністі гібридного методу побудови розподілених інформаційно-комунікаційних систем підвищеної надійності. Наукова новизна дослідження полягає в тому, що розроблено інтегрований підхід до створення гібридних інформаційно-комунікаційних систем, що поєднує в собі традиційні методи з новітніми технологіями. Це дозволяє досягти більш високої надійності, адаптивності та ефективності функціонування систем в умовах змінних навантажень та потенційних загроз. Результати дослідження можуть слугувати основою для подальших наукових розробок у сфері інформаційних технологій і забезпечення безпеки. Випускна кваліфікаційна робота складається зі вступу, 5-ти розділів, висновку, списку використаних джерел та додатків. У першому розділі роботи, виконано аналіз основних загроз, що впливають на надійність розподілених інформаційно-комунікаційних систем, включаючи технічні збої, людські помилки, кіберзагрози та природні катастрофи. Та проведено детальний огляд методів, які забезпечують підвищення надійності розподілених інформаційно-комунікаційних систем [3]. Другий розділ присвячений традиційні та сучасним підходам до побудови мереж. Традиційні архітектури, зокрема ієрархічні моделі, забезпечують стабільність завдяки чітко структурованим рівням управління і контролю, де кожен рівень має свої чітко визначені функції. Така архітектура здебільшого побудована на централізованих компонентах, що виконують основні функції з обробки та зберігання даних. Сучасні архітектури, такі як Leaf-Spine, пропонують новий підхід, заснований на принципах децентралізації та паралелізації [4]. У цих системах навантаження розподіляється між багатьма елементами, що дозволяє досягати високої продуктивності та забезпечує велику гнучкість [5]. У третьому розділі, виконане дослідження принципу побудови мережі на основі гібридної інфраструктури демонструє. Основні переваги такої архітектури полягають у використанні spine-leaf топології, що забезпечує рівномірний розподіл трафіку і відсутність єдиної точки відмови. Завдяки такому підходу всі компоненти мережі є взаємозамінними і мають однакові конфігурації, що не тільки спрощує їхнє обслуговування, а й дозволяє швидко проводити заміну обладнання, знижуючи ризики втрати продуктивності у випадку збоїв. У четвертому розділі, проведоно тестування гібридної мережі та її розгортання продемонструвало високу ефективність реалізації інфраструктури, що ґрунтується на топології spine-leaf. Зокрема, можливість налаштування всього Core Chunk за менше ніж годину є значною перевагою для оперативності впровадження мережевих рішень.