ЦИФРОВІ ТЕХНОЛОГІЇ ЯК ТЕХНІЧНИЙ ФУНДАМЕНТ РОЗРОБКИ МАСШТАБОВАНИХ Е-СЕРВІСІВ ТА ЦИФРОВИХ ПЛАТФОРМ

Світлана Поперешняк; Вікторія Жебка

doi:10.28925/2663-4023.2025.31.1053

Автор(и)

Світлана Поперешняк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0000-0002-0531-9809
Вікторія Жебка Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій https://orcid.org/0000-0003-4051-1190

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.31.1053

Ключові слова:

цифрові технології; масштабовані е-сервіси; монолітна архітектура; мікросервісна архітектура; контейнеризація; відмовостійкість; кіберстійкість; Internet of Everything.

Анотація

У статті розглянуто цифрові технології як технічний фундамент розробки масштабованих електронних сервісів та цифрових платформ. Обґрунтовано актуальність проблеми, пов’язаної з обмеженнями монолітних та частково модульних рішень в умовах зростання навантаження, вимог до кіберстійкості, інтеграції сервісів штучного інтелекту та підтримки гібридних хмарних середовищ. На основі аналізу сучасних підходів цифрової інженерії запропоновано референтну багатошарову архітектуру платформи, що включає інфраструктурний, контейнерно-оркестраційний, платформний, сервісний шари та шар взаємодії з користувачем. Виконано структурно-функціональну декомпозицію, у межах якої показано роль хмарних обчислень, контейнеризації, Kubernetes, API-gateway, Service Mesh, подієвих шин та DevOps/DevSecOps-практик у забезпеченні масштабованості, еластичності та спостережуваності систем. Показано наукову новизну запропонованого підходу та його практичну значущість для інженерії цифрових платформ. Методика дослідження ґрунтується на поєднанні архітектурного аналізу, теорії масового обслуговування та навантажувального тестування в моделюваному хмарному середовищі. Порівняльні експерименти для монолітної та мікросервісної реалізацій показали зменшення середнього часу відгуку в 1,8–2,5 раза та майже трикратне зростання пропускної здатності для мікросервісної платформи, а також істотне скорочення частки помилок 5xx і середнього часу відновлення сервісів. Запропоновано набір технічних рекомендацій щодо використання контейнеризації, оркестрації, подієво-орієнтованих підходів та вбудованої спостережуваності при проєктуванні цифрових платформ нового покоління. Результати дослідження можуть бути використані під час розроблення е-сервісів у сферах державного управління, освіти, охорони здоров’я, фінансів та у проєктах, пов’язаних із розвитком технології Internet of Everything.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Blinowski, G., Ojdowska, A., & Przybylek, A. (2022). Monolithic vs. microservice architecture: A performance and scalability evaluation. IEEE Access, 10, 20357–20374. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3152803

Aksakalli, I. K. (2021). Deployment and communication patterns in microservice architectures: A systematic literature review. Journal of Systems and Software, 180, 111014. https://doi.org/10.1016/j.jss.2021.111014

Jeong, B., & Jeong, Y.-S. (2025). Autoscaling techniques in cloud-native computing: A comprehensive survey. Computer Science Review, 58, 100791. https://doi.org/10.1016/j.cosrev.2025.100791

Khaleq, A. A., & Ra, I. (2021). Intelligent autoscaling of microservices in the cloud for real-time applications. IEEE Access, 9, 35464–35476. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3059789

Ahmad, H., Treude, C., Wagner, M., & Szabo, C. (2025). Towards resource-efficient reactive and proactive auto-scaling for microservice architectures. Journal of Systems and Software, 225, 112390. https://doi.org/10.1016/j.jss.2025.112390

Siddiqui, H., Khendek, F., & Toeroe, M. (2023). Microservices-based architectures for IoT systems: State-of-the-art review. Internet of Things, 23, 100854. https://doi.org/10.1016/j.iot.2023.100854

Roda-Sanchez, L., Garrido-Hidalgo, C., Royo, F., et al. (2023). Cloud–edge microservices architecture and service orchestration: An integral solution for a real-world deployment experience. Internet of Things, 22, 100777. https://doi.org/10.1016/j.iot.2023.100777

El Akhdar, A., Driss, M., Hasan, D., Boulila, W., & Ahmad, J. (2024). Exploring the potential of microservices in Internet of Things: A systematic review of security and prospects. Sensors, 24(20), 6771. https://doi.org/10.3390/s24206771

Popereshnyak, S., Suprun, O., Suprun, O., & Wieckowski, T. (2018). IoT application testing features based on the modelling network. In Proceedings of the 2018 XIV-th International Conference on Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH) (pp. 127–131). IEEE. https://doi.org/10.1109/MEMSTECH.2018.8365717

Popereshnyak, S., Novikov, Y., & Zhdanova, Y. (2024). Cryptographic system security approaches by monitoring the random numbers generation. CEUR Workshop Proceedings, 3826, 301–309. https://ceur-ws.org/Vol-3826/short21.pdf

Popereshnyak, S., Bielikov, M., & Bur, A. (2025). Microservices architecture for building a crypto freelance exchange. In Proceedings of the Workshop on Intelligent Information Technologies (UkrProg-IIT 2025) (pp. 75–90). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-4049/paper7.pdf

Faseeha, U., Syed, H. J., Samad, F., & Zehra, S. (2025). Observability in microservices: An in-depth exploration of frameworks, challenges, and deployment paradigms. IEEE Access. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3562125

Nicolas-Plata, A., et al. (2024). A service mesh approach to integrate processing patterns into microservices applications. Cluster Computing. https://doi.org/10.1007/s10586-024-04342-5

Abramov, V., Astafieva, M., Boiko, M., Bodnenko, D., Bushma, A., Vember, V., Hlushak, O., Zhyltsov, O., Ilich, L., Kobets, N., Kovaliuk, T., Kuchakovska, H., Lytvyn, O., Lytvyn, P., Mashkina, I., Morze, N., Nosenko, T., Proshkin, V., Radchenko, S., & Yaskevych, V. (2021). Theoretical and practical aspects of the use of mathematical methods and information technology in education and science. https://doi.org/10.28925/9720213284km

Kostiuk, Yu. V., Skladannyi, P. M., Bebeshko, B. T., Khorolska, K. V., Rzaieva, S. L., & Vorokhob, M. V. (2025). Information and communication systems security. [Textbook] Kyiv: Borys Grinchenko Kyiv Metropolitan University.

Kostiuk, Yu. V., Skladannyi, P. M., Hulak, H. M., Bebeshko, B. T., Khorolska, K. V., & Rzaieva, S. L. (2025). Information security systems. [Textbook] Kyiv: Borys Grinchenko Kyiv Metropolitan University.

Hulak, H. M., Zhyltsov, O. B., Kyrychok, R. V., Korshun, N. V., & Skladannyi, P. M. (2023). Enterprise information and cyber security. [Textbook] Kyiv: Borys Grinchenko Kyiv Metropolitan University.