Програмне забезпечення для оптимізації топології мережевих з’єднань

Abstract

В епоху швидкої цифрової трансформації ефективність та стабільність комп'ютерних мереж безпосередньо визначають якість зв'язку, обробки даних та інформаційних послуг. Сучасні організації залежать від оптимізованих мережевих інфраструктур для забезпечення безперебійної роботи бізнес-процесів, хмарних систем та розподілених додатків. Однак зростаюча складність мережевих архітектур робить ручну оптимізацію топологій неефективною та схильною до помилок. Тому розробка програмних засобів, що автоматизують процес оптимізації топології мережі та аналізу мережевого навантаження, є надзвичайно актуальним науковим та практичним завданням. Предметом дослідження є процес проєктування, оптимізації та аналізу топології комп'ютерних мереж. Об'єктом дослідження є програмний застосунок, який включає в себе методи, алгоритми для оптимізації топології мережі та аналізу мережевого навантаження. Метою цієї магістерської роботи є покращення методів оптимізації мереж та підвищення їх ефективності у роботі в локальних підприємствах за допомогою розробки веб-орієнтованої програмної системи для створення та оптимізації мережевих топологій, реалізації аналітичних функцій для моніторингу мережевого навантаження та забезпечення ефективної візуалізації та управління мережевими вузлами та з'єднаннями. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати наступні завдання: 1. провести аналіз існуючого програмного забезпечення та алгоритмів для оптимізації топології мережі; 2. визначити вимоги та функціональні можливості розробленої системи; 3. розробити математичну модель та алгоритм оптимізації топології мережевих з'єднань; 4. спроєктувати архітектуру та структуру бази даних веб-додатку; 5. реалізувати програмне забезпечення за допомогою PHP, фреймворку Symfony та бази даних MySQL; 6. провести тестування та оцінку ефективності розробленої системи. У процесі дослідження застосовано методи дослідження системного аналізу, теорії графів, математичного моделювання та алгоритмічної оптимізації. Для програмної реалізації використано методи об'єктно-орієнтованого проєктування, моделювання реляційних баз даних та розробки веб-додатків. Наукова новизна роботи полягає в розробці веб-орієнтованої програмної системи, яка інтегрує методи оптимізації топології мережі з інструментами аналітичної візуалізації та динамічної оцінки навантаження. Запропонований підхід забезпечує автоматизовану підтримку прийняття рішень для побудови ефективних та відмовостійких мережевих структур. Апробація результатів дослідження: результати дослідження були представлені та обговорені на наукових конференціях, а також опубліковані у спеціалізованих технічних журналах: 1. доповідь на Міжнародній конференції з комп'ютерних мереж та інформаційних технологій, 2025; 2. публікація в науковому журналі Journal of Network Systems and Optimization, 2025; 3. доповідь з тезами на Міжнародному симпозіумі з інтелектуальних систем та мережевої інженерії, 2025. Результати роботи були позитивно оцінені фахівцями в галузі комп'ютерних мереж та програмної інженерії, а запропоноване програмне рішення продемонструвало практичну застосовність розроблених алгоритмів оптимізації. Структура магістерської роботи включає такі основні розділи: 1. системний аналіз предметної області – у цьому розділі розглядаються існуючі підходи до оптимізації топології мережі, аналізуються пов'язані програмні системи та визначаються ключові технології та алгоритми, що використовуються в цій галузі; 2. моделювання системи – у цьому розділі представлено концептуальний дизайн та моделювання програмної системи, включаючи діаграми потоків даних, проєктування архітектури та структуру бази даних; 3. розробка системи – у цьому розділі описано реалізацію розробленої системи, детально описано технології програмування, функціональні модулі та інтеграцію алгоритмів оптимізації; 4. результати дослідження – у заключному розділі представлено результати тестування розробленого програмного забезпечення, проаналізовано його продуктивність та надано рекомендації щодо подальшого вдосконалення та практичного застосування. Магістерська робота містить 82 сторінки, в тому числі 30 рисунків, 2 таблиці, 2 додатки. Вона посилається на 36 джерел, включаючи наукові статті, книги та електронні ресурси