Черепенин В.А., Смык Н.О., Воробьев С.П. —
Интеграция облачных, туманных и граничных технологий для оптимизации высоконагруженных систем
// Программные системы и вычислительные методы. – 2024. – № 1.
– С. 1 - 9.
DOI: 10.7256/2454-0714.2024.1.69900
URL: https://e-notabene.ru/itmag/article_69900.html
Читать статью
Аннотация: Исследование посвящено анализу методов и инструментов оптимизации работы высоконагруженных систем с использованием облачных, туманных и граничных технологий. Основное внимание уделяется пониманию концепции высоконагруженных систем, выявлению основных причин увеличения нагрузки на такие системы, а также изучению зависимости нагрузки от уровня масштабирования системы, количества пользователей и объема обрабатываемых данных. Введение этих технологий предполагает создание многоуровневой топологической структуры, которая способствует эффективной работе распределенных корпоративных систем и вычислительных сетей. Рассматриваются современные подходы к управлению нагрузками, исследуются основные факторы, влияющие на производительность, и предлагается модель оптимизации, обеспечивающая высокий уровень эффективности и устойчивости системы к пиковым нагрузкам, обеспечивая при этом непрерывность и качество обслуживания конечных пользователей. Методология основана на комплексном подходе, включающем анализ существующих проблем и предложение новаторских решений для оптимизации, применение архитектурных решений на базе IoT, облачных, туманных и граничных вычислений для улучшения производительности и снижения задержек в высоконагруженных системах. Научная новизна данной работы заключается в разработке уникальной многоуровневой топологической структуры, способной интегрировать облачные, туманные и граничные вычисления для оптимизации высоконагруженных систем. Эта структура позволяет обеспечить улучшенную производительность, снижение задержек и эффективное масштабирование системы, решая при этом проблемы управления большими объемами данных и одновременным обслуживанием множества запросов. Выводы исследования подчеркивают значительный потенциал технологии IoT в улучшении производственных процессов, демонстрируя, как интеграция современных технологических решений может способствовать повышению урожайности, качества продукции и управлению рисками. Результаты работы предоставляют основу для дальнейшего развития умного сельского хозяйства и могут быть применены в различных отраслях для создания эффективных, масштабируемых и унифицированных систем, обеспечивая тем самым новые возможности для устойчивого развития аграрного сектора и других сфер экономики.
Abstract: The study is dedicated to analyzing methods and tools for optimizing the performance of high-load systems using cloud, fog, and edge technologies. The focus is on understanding the concept of high-load systems, identifying the main reasons for increased load on such systems, and studying the dependency of the load on the system's scalability, number of users, and volume of processed data. The introduction of these technologies implies the creation of a multi-level topological structure that facilitates the efficient operation of distributed corporate systems and computing networks. Modern approaches to load management are considered, the main factors affecting performance are investigated, and an optimization model is proposed that ensures a high level of system efficiency and resilience to peak loads while ensuring continuity and quality of service for end-users. The methodology is based on a comprehensive approach, including the analysis of existing problems and the proposal of innovative solutions for optimization, the application of architectural solutions based on IoT, cloud, fog, and edge computing to improve performance and reduce delays in high-load systems. The scientific novelty of this work lies in the development of a unique multi-level topological structure capable of integrating cloud, fog, and edge computing to optimize high-load systems. This structure allows for improved performance, reduced delays, and effective system scaling while addressing the challenges of managing large data volumes and servicing multiple requests simultaneously. The conclusions of the study highlight the significant potential of IoT technology in improving production processes, demonstrating how the integration of modern technological solutions can contribute to increased productivity, product quality, and risk management.