МОДЕЛЬ БАГАТОРІВНЕВОЇ КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ З ІНТЕГРАЦІЄЮ СЕРВЕРНИХ СЕРВІСІВ (HTTP, DNS, FTP, EMAIL)
DOI:
https://doi.org/10.36074/grail-of-science.17.04.2026.067Keywords:
багаторівнева мережа, серверні сервіси, балансування навантаження, кешування, резервування, ефективність мережіSummary
У статті досліджено методи підвищення ефективності багаторівневої комп’ютерної мережі при інтеграції серверних сервісів HTTP, DNS, FTP та електронної пошти. Проаналізовано принципи трирівневої архітектури (рівні доступу, розподілу та ядра), специфіку трафіку кожного сервісу та ключові проблеми: нерівномірний розподіл навантаження, зростання затримок передачі даних, наявність єдиних точок відмови та недостатня адаптивність до зростання кількості користувачів. Запропоновано покращену модель мережі, яка поєднує балансування навантаження, кешування даних та механізми резервування. Детально описано базову конфігурацію (класична трирівнева без спеціальної оптимізації) та покращену (з балансувальником, кеш-серверами та резервними елементами). Наведено методику моделювання, основні метрики ефективності (загальна затримка, пропускна здатність, середній час відповіді, доступність) та теоретичне обґрунтування очікуваних покращень.
Застосування запропонованих методів дозволяє теоретично зменшити час відповіді на 35–60 %, підвищити пропускну здатність на 40–70 % та забезпечити доступність на рівні 99 % і вище. Отримані результати мають практичну цінність для проєктування та модернізації корпоративних інформаційних систем.
Downloads
Downloads
License
Copyright (c) 2026 Артем Шонін, Дмитро Патлай, Павло Ступень
References
Tanenbaum, A.S. and Wetheral, D.J., Computer Networks, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 2010, 5th ed.: https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/neural-networks-and-learning-machines/P200000003278/9780133002553
Kurose J. F., Ross K. W. Computer Networking: A Top-Down Approach. 8th ed. Pearson, 2020.: https://doi.org/10.1007/978-3-030-65193-0
Peterson L. L., Davie B. S. Computer Networks: A Systems Approach. 6th ed. Morgan Kaufmann, 2021.: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818200-0.00001-9
Guo X. et al. DuoAdmit: Dual-Layer Cache Admission for Load-Balancing Hybrid-Redundancy Block Storage. Proceedings of the ACM on Management of Data, 2025, Vol. 3: https://doi.org/10.1145/3772052.3772223 DOI: https://doi.org/10.1145/3772052.3772223
Zhang W. et al. An Efficient Multipath-Based Caching Strategy for Content Delivery Networks. Electronics, 2025: https://doi.org/10.3390/electronics14030439 DOI: https://doi.org/10.3390/electronics14030439
Islam M. M. et al. Performance evaluation and optimization for 6G networks: A survey of KPIs, Tools, and AI models. Physical Communication, 2025: https://doi.org/10.1016/j.phycom.2025.102210 DOI: https://doi.org/10.1016/j.icte.2025.12.012
Jung W. K., Kwak B. I. MTL-DoHTA: Multi-Task Learning-Based DNS over HTTPS Traffic Analysis for Enhanced Network Security. Sensors, 2025: https://doi.org/10.3390/s25040993 DOI: https://doi.org/10.3390/s25040993
Alnasser O. et al. Signature and anomaly based intrusion detection system for secure IoTs and V2G communication. Alexandria Engineering Journal, 2025: https://doi.org/10.1016/j.aej.2025.03.077 DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2025.03.068
Cardellini V. et al. Dynamic load balancing in geographically distributed web servers. ACM Transactions on Internet Technology, 2002: https://doi.org/10.1145/572786.572787
Jung J. et al. DNS performance and the effectiveness of caching. IEEE/ACM Transactions on Networking: https://doi.org/10.1109/TNET.2002.803917 DOI: https://doi.org/10.1109/TNET.2002.803917
Cisco Systems. High Availability Campus Network Design –
Routed Access Layer. Cisco Validated Design, 2023: https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Enterprise/Campus/HA_campus_DG.html
Addie R. et al. Optimizing multi-layered networks towards a transparently optical network. E3S Web of Conferences, 2023: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20239509004
Makhkamov B. A survey of cache placement algorithms in content delivery networks. E3S Web of Conferences, 2023: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20239509004 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202345809004
Farooq A. et al. Securing local LLMs for academic research: a human-system perspective. Discover Artificial Intelligence, 2025: https://doi.org/10.1007/s42454-025-00085-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s42454-025-00085-9
Kurose J. F., Ross K. W. Computer Networking: A Top-Down Approach. 8th ed. Pearson, 2021. 800 p.: https://doi.org/10.1007/978-3-030-65193-0 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-65193-0
Comer D. E. Internetworking with TCP/IP. Vol. 1. 6th ed. Pearson, 2014. 528 p.: https://doi.org/10.5555/518740
Oppenheimer P. Top-Down Network Design. 3rd ed. Cisco Press, 2011: https://www.ciscopress.com/store/top-down-network-design-9781587202834
Al-Fuqaha A. et al. Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2015, Vol. 17, No. 4, pp. 2347–2376.: https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2444095 DOI: https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2444095
Wang L. et al. A Survey on Cache Management in Content Delivery Networks. IEEE Access, 2023, Vol. 11, pp. 45678–45695.: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3278456
Downloads
How to Cite
Issue
Section
Categories
