Використання мікросервісів для оптимізації продуктивності високонавантажених електронних комунікаційних систем
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація містить 133 сторінки, 14 рисунків, 5 таблиць. В роботі було використано 67 джерел.
Актуальність роботи. Мікросервісна архітектура стає ключовим підходом для підвищення продуктивності та масштабованості високонавантажених електронних комунікаційних систем. Зростання обсягів трафіку, вимоги до безперервної роботи та швидкого реагування роблять монолітні рішення малоефективними. Мікросервіси дозволяють гнучко масштабувати окремі компоненти, ізолювати збої та оптимізувати використання ресурсів, що забезпечує стабільну роботу системи навіть під піковими навантаженнями. Мета роботи. Основною метою даної роботи є дослідження та порівняльний аналіз сучасних підходів до побудови високонавантажених систем обробки SMS-повідомлень на базі мікросервісної архітектури з різними методами міжсервісної комунікації, а також розробка практичної системи з можливістю вибору оптимального каналу доставки повідомлень. Об'єкт дослідження – процеси обробки та доставки SMS-повідомлень у високонавантажених розподілених телекомунікаційних системах під час пікових навантажень. Предмет дослідження – мікросервісна архітектура та методи міжсервісної комунікації для побудови високопродуктивних систем обробки SMS-повідомлень з різними каналами доставки. Використані методи дослідження. Для досягнення поставленої мети були використані методи системного аналізу для дослідження архітектур електронних комунікаційних систем, методи порівняльного аналізу для оцінки ефективності синхронних та асинхронних підходів до передачі даних, методи об'єктно-орієнтованого проектування для розробки структури мікросервісної системи, методи експериментального дослідження для тестування продуктивності системи під різними навантаженнями, методи статистичного аналізу для обробки результатів експериментів та формулювання висновків. Отримані результати: виконано комплексне дослідження ефективності різних методів міжсервісної комунікації в контексті систем обробки SMSповідомлень. Проведено порівняльний аналіз синхронних HTTP-запитів, асинхронних HTTP-запитів та асинхронної передачі через Apache Kafka за критеріями продуктивності, надійності та масштабованості при різних рівнях навантаження. Розроблено та реалізовано архітектурне рішення на базі мікросервісної архітектури, що дозволяє в межах однієї системи використовувати різні канали доставки залежно від специфічних вимог до обробки повідомлень. Тестування показало, що синхронний HTTP забезпечує пропускну здатність 40 повідомлень на секунду, асинхронний HTTP – 250 повідомлень на секунду, Apache Kafka – 450 повідомлень на секунду з нульовим відсотком помилок під максимальним навантаженням. Економічний аналіз показав чисту вигоду 10 мільйонів доларів за п'ятирічний період від впровадження мікросервісної архітектури переважно від зменшення вартості простою та додаткового доходу від швидшого виходу на ринок нових функцій. Рекомендації щодо використання: розроблена система може бути використана як основа для побудови промислових рішень обробки повідомлень у телекомунікаційних компаніях, фінансових установах та інших організаціях, що потребують надійної обробки великих обсягів SMS. Результати порівняльного аналізу надають практичні рекомендації щодо вибору оптимального підходу залежно від конкретних вимог до системи: синхронний HTTP оптимальний для навантажень до 5 тисяч повідомлень на день, асинхронний HTTP для 5-30 тисяч повідомлень на день, Apache Kafka для понад 30 тисяч повідомлень на день або критичних систем з жорсткими вимогами надійності. Розроблений програмний код та архітектурні рішення можуть бути адаптовані для інших типів систем обробки повідомлень та розподілених застосунків. Методика тестування продуктивності може використовуватися для оцінки ефективності аналогічних систем.
Опис
Ключові слова
мікросервісна архітектура, SMS, Apache Kafka, HTTP, асинхронна комунікація, синхронна комунікація, розподілені системи, продуктивність, масштабованість, телекомунікаційні системи, обробка повідомлень, REST API, SPRING BOOT, PostgreSQL, DOCKER, пропускна здатність, надійність, міжсервісна комунікація
Бібліографічний опис
Зінькевич, Б. Р. Використання мікросервісів для оптимізації продуктивності високонавантажених електронних комунікаційних систем : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Зінькевич Богдана Романівна. – Київ, 2025. – 136 с.