ЗАСТОСУВАННЯ КОМБІНАТОРИКИ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ МЕРЕЖЕВОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ

Анотація

В сучасному світі інформаційних технологій ефективність та надійність мережевої інфраструктури є критичними для функціонування будь-якої організації. Оптимізація мережевої інфраструктури дозволяє зменшити витрати на обладнання, підвищити швидкість передачі даних та забезпечити надійність і стійкість до збоїв. Однією з ключових задач в проектуванні та оптимізації мережевої інфраструктури є ефективне розташування вузлів, маршрутизаторів і комутаторів з урахуванням вимог до пропускної здатності, надійності та мінімізації затрат на побудову мережі. Це включає в себе рішення проблеми вибору найкращих маршрутів для передачі даних та розподілу навантаження. Комбінаторні методи та алгоритми використовуються для оптимізації мережевої інфраструктури, дозволять досягти балансу між вартістю обладнання, ефективністю використання ресурсів та надійністю мережі. В статті означено основні напрями класичного використання теорії графів при розв’язуванні типових задач оптимізації мережевої інфраструктури. Визначені актуальні напрями застосування комбінаторики та теорії графів у дослідженнях, які дозволяють мінімізувати витрати на побудову мережі. Проаналізовано існуючі підходи до оптимізації мережевої інфраструктури та виявлені їх недоліки. Розглянуто тестування розроблених методів на реальних та симуляційних даних для оцінки їх ефективності. Наукова новизна статті полягає у застосуванні комбінаторних моделей для оптимізації пропускної здатності, надійності та вартості мережевої інфраструктури. Із аналізу отриманих результатів визначено що застосування алгоритму Крускала для побудови мінімального кістякового дерева значно підвищує ефективність мережевих рішень, зменшуючи загальні витрати на встановлення та обслуговування мережі, а дослідження моделі оптимізованої комп’ютерної мережі у Cisco Packet Tracer підтвердило практичну доцільність даного підходу, забезпечуючи надійність і масштабованість мережевої інфраструктури. Показано приклад використання комбінаторики для вирішення задачі оптимізації мережевої інфраструктури, зокрема розміщення серверів з метою мінімізації затримок передачі даних. Сформульована математична модель цієї задачі на написана програма мовою Python для розрахунків. Розробка нових моделей і алгоритмів, проведення емпіричних досліджень та впровадження практичних рекомендацій сприятимуть прогресу у проектуванні та управлінні сучасними мережами.