Дисертація доктора філософії. Фалькевич Віталій Геннадійович. Методологія проєктування високонавантажених вебсистем: архітектура, кешування та оптимізація

Реєстраційний номер

0826U000516, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

06-03-2026

Статус

Запланована   Чому дисертація має статус "Запланована"?

Назва роботи

Методологія проєктування високонавантажених вебсистем: архітектура, кешування та оптимізація

Здобувач

Фалькевич Віталій Геннадійович,

Керівник Лісняк Андрій Олександрович
Опонент Субботін Сергій Олександрович
Опонент Мельник Михайло Романович
Рецензент Гоменюк Сергій Іванович
Рецензент Лимаренко Юлія Олексіївна

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Запорізький національний університет

Опис

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету, завдання, об’єкт, предмет дослідження, розкрито наукову новизну та практичну значущість отриманих результатів, визначено особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у наукових публікаціях. Висвітлено відомості щодо структури та обсягу дисертаційної роботи. У першому розділі «Аналіз сучасних підходів до проєктування високонавантажених вебсистем» розглянуто та проаналізовано актуальні напрями розвитку архітектури вебдодатків, особливості їх масштабування й оптимізації в умовах мікросервісної архітектури та мультифронтендного середовища. У підрозділі 1.1 охарактеризовано еволюцію архітектурних підходів – від монолітних рішень до мікрофронтендів – із фокусом на патерн BFF. Розглянуто альтернативні підходи – GraphQL і API Gateway – та наведено порівняльну характеристику їх застосовності в масштабованих системах. У підрозділі 1.2 здійснено огляд викликів кешування в мікросервісній архітектурі, де важливим завданням є своєчасна інвалідація застарілих даних без порушення узгодженості між сервісами. Проаналізовано сучасні підходи до управління кешем, зокрема централізовані рішення, що базуються на подіях, TTLстратегіях та тегованому кешуванні. Підрозділ 1.3 присвячено інфраструктурним аспектам масштабування високонавантажених вебсистем. Розглянуто особливості CI/CD у мультифронтендній архітектурі, зокрема проблематику надмірної зв’язаності модулей, кешування результатів збірки, ефективного управління артефактами та розподілу обчислювальних ресурсів. Проаналізовано практики оптимізації пайплайнів у середовищах із великою кількістю паралельних компонентів. Зазначено обмеження сучасних інструментів автоматизації та окреслено напрями подальших досліджень щодо підвищення ефективності процесів деплойменту, зокрема з урахуванням специфіки мультикомандної розробки. У другому розділі «Моделювання архітектури взаємодії кліентських і серверних компонентів на основі патерну BFF у високонавантажених вебсистемах» розглянуто прикладні аспекти побудови архітектури взаємодії між клієнтським інтерфейсом і мікросервісами. У підрозділі 2.1 проаналізовано ключові проблеми, пов’язані з необхідністю агрегування даних із кількох API-провайдерів, що характерно для мікросервісної архітектури. У підрозділі 2.2 окреслено специфічні обмеження наявних інтеграційних рішень у контексті B2B-сегменту, де висока варіативність партнерських API, відсутність уніфікованих контрактів та потреба в гнучкій маршрутизації даних призводять до ускладнення побудови масштабованих вебсистем. Показано, що класичні підходи до інтеграції REST і GraphQL не забезпечують необхідної ізольованості доменних контекстів та не враховують потреби розділення зовнішніх (публічних) і внутрішніх (приватних) інтерфейсів. У підрозділі 2.3 здійснено порівняльний аналіз поширених рішень – WunderGraph, Apollo Federation та GraphQL Mesh. Визначено низку обмежень, зокрема: жорстку структуру конфігурацій, складність підтримання окремих публічних і внутрішніх API-контрактів, залежність від централізованих схем, а також труднощі з генерацією типізованих SDK у сценаріях із великою кількістю мікросервісів і неоднорідних доменів. У підрозділі 2.4 запропоновано BFF-підхід, що базується на фабриці провайдерів API, централізованому API-шлюзі та чіткому розділенні публічного та приватного API. Такий підхід забезпечує гнучку маршрутизацію запитів, контроль доступу на рівні шлюзу та можливість адаптації інтеграцій під різні сценарії без зміни клієнтської логіки. Обґрунтовано доцільність використання BFF як проміжного рівня, який дозволяє стандартизувати взаємодію з гетерогенними сервісами у масштабованих вебсистемах. У третьому розділі «Формалізація декларативного підходу до інвалідації кешу у мікросервісних системах» проаналізовано проблематику забезпечення консистентності даних у кеші високонавантажених архітектур. У підрозділі 3.1 розглянуто особливості роботи сучасних кеш-систем, таких як Redis, Memcached та NCache. Окреслено ключові труднощі інвалідації кешу, пов’язані з асинхронною природою мікросервісів, що ускладнює своєчасне оновлення застарілих записів. Окремо розглянуто подієвий підхід на прикладі NCache як одного з поширених способів вирішення цієї проблеми. У підрозділі 3.2 запропоновано архітектурні принципи побудови декларативної моделі інвалідації кешу, які передбачають чітке розмежування відповідальності між сервісами. Викладено концептуальну модель, яка дозволяє описувати правила інвалідації на рівні конфігурацій, без жорсткої прив’язки до коду. Показано, що така модель забезпечує зменшення міжсервісних залежностей, спрощує масштабування і покращує відгук системи за рахунок ефективного управління додаванням, оновленням та видаленням кешованих елементів.

Дата реєстрації

2026-03-10

Додано/оновлено в НРАТ

2026-03-10 / 2026-07-01