Графова оптимізація ресурсів з урахуванням залежностей між мікросервісами: огляд алгоритмів та підходів

Main Article Content

Лисевич Євген Ігорович

Анотація

Сучасні хмарні системи, побудовані на мікросервісній архітектурі, створюють фундаментальну проблему оптимізації ресурсів: окремі сервіси не є незалежними, а утворюють складні мережі залежностей, де рішення щодо масштабування, розміщення та ємності одного сервісу безпосередньо впливають на продуктивність і споживання ресурсів іншими. У цій статті представлено комплексний огляд алгоритмів та підходів теорії графів, застосовних до оптимізації ресурсів з урахуванням залежностей у мікросервісних системах. Систему мікросервісів формалізовано як зважений орієнтований граф, у якому вершини відповідають сервісам та інфраструктурним компонентам, ребра – викликам сервісів і потокам даних, а ваги відповідають метрикам: частоті запитів, латентності, частоті повторних спроб та витратам на мережу. Систематично проаналізовано одинадцять категорій графових алгоритмів - включно з топологічним сортуванням, методом критичного шляху, мережевим потоком, алгоритмами найкоротшого шляху, метриками центральності (betweenness, PageRank), виявленням спільнот (Louvain), секціонуванням графів (бібліотека METIS), мінімальними кістяковими деревами, розфарбуванням графів, плануванням у направлених ациклічних графах (гетерогенний найкращий час закінчення) та виявленням сильно зв'язних компонент – з оцінкою часової та просторової складності, масштабованості й застосовності до задач оптимізації ресурсів мікросервісів. Представлено модель розповсюдження навантаження на основі обернення матриці суміжності з обговоренням умов збіжності для циклічних графів залежностей. Крім того, розглянуто сучасні підходи на основі графових нейронних мереж у поєднанні з навчанням з підкріпленням для адаптивного автомасштабування, зокрема системи Графові мережі з урахуванням механізму уваги та злиття даних, техніка оцінки та аналізу проєкту - графова нейронна мережа, DeepScaler та HGraphScale, які демонструють покращення: до двадцяти процентів економії обчислювальних потужностей (Графові мережі з урахуванням механізму уваги та злиття даних), до сорока відсотків зменшення порушень гарантій рівня сервісу (DeepScaler) та до восьмидесяті відсотків зменшення часу відповіді (HGraphScale) порівняно з традиційними підходами. Порівняльний аналіз виявляє, що поєднання класичних графових алгоритмів для структурного аналізу з методами на основі графових нейронних мереж для динамічної адаптації є найперспективнішим напрямком для виробничої оптимізації ресурсів з урахуванням залежностей.

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

Розділ

Інформатика та інтелектуальні інформаційні технології

Біографія автора

автор Лисевич Євген Ігорович, афіліація Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Всеволода Змієнка, 2, Одеса, 65082, Україна

аспірант кафедри Механіки, автоматизації та інформаційних технологій. 

Як цитувати

Графова оптимізація ресурсів з урахуванням залежностей між мікросервісами: огляд алгоритмів та підходів. (2026). Інформатика. Культура. Техніка, 3(2 (4), 878–896. https://doi.org/10.15276/ict.03.2026.68

Посилання

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають