АРХІТЕКТУРНІ РІШЕННЯ ДЛЯ МАСШТАБОВАНИХ ВЕБЗАСТОСУНКІВ З УРАХУВАННЯМ ПРОДУКТИВНОСТІ ТА ЗАТРИМОК

Анотація

Швидке зростання цифрових сервісів та зростаючі вимоги глобально розподілених користувачів ставлять у центр уваги вебзастосунків питання масштабованості, продуктивності та оптимізації затримок.Забезпечення високої продуктивності за зростаючих навантажень є критично важливим для стабільності бізнес-процесів, задоволеності користувачів та ефективності системи.Ціллю дослідження є порівняльна оцінка чотирьох архітектурних парадигм вебзастосунків – монолітної, мікросервісної, серверлес та edge-комп’ютингу – за умов навантажень, що імітують реалістичні сценарії електронної комерції, включно з одночасними транзакціями, пошуком товарів та платіжними запитами, для визначення їхньої поведінки щодо масштабованості, продуктивності та затримок.Як результат, дослідження показало значні відмінності у поведінці систем за різних архітектур. Монолітні системи, хоча й передбачувані та прості в експлуатації, швидко насичувалися під навантаженням: час відповіді перевищував 900 мс при 1 500 одночасних користувачах та досягав понад 3 с на пікових навантаженнях. Мікросервіси розширювали діапазон масштабованості, забезпечуючи стабільну продуктивність до 3 000–3 500 користувачів із середніми затримками 420–600 мс, проте при високій одночасності накладні витрати на оркестрацію призводили до різкого зростання затримок. Серверлес-платформи показали найвищу еластичність, майже миттєво масштабуясь до 6 200 запитів на секунду та ефективно обробляючи пікові навантаження, хоча спостерігалися пікові затримки до 1 000 мс через холодні запускі та змінність виконання. Edge-розгортання забезпечували найменші затримки загалом, залишаючись нижче 300 мс навіть при 5 000 користувачах, і досягали пікової пропускної здатності 5 400 запитів на секунду, хоча вимагали значного забезпечення ресурсів та створювали більшу операційну складність. Результати свідчать, що жодна окрема архітектурна парадигма не повністю задовольняє вимоги масштабованості та затримки для різних профілів навантажень. Гібридні стратегії, що поєднують мікросервіси для стабільності ядра, серверлес для непередбачуваних піків та edge- комп’ютинг для критично чутливих до затримок операцій, забезпечують найбільш збалансовані результати, гарантують відгук системи, стабільність і економічно обґрунтовану масштабованість.Висновки: гнучкі архітектурні підходи забезпечують високу продуктивність, стабільність та масштабованість вебзастосунків, оптимізуючи затримки та операційні витрати. Отримані результати підкреслюють важливість адаптивності архітектури для створення стійких та ефективних вебзастосунків у сучасних цифрових екосистемах.