ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ВІДМОВ У ХМАРНИХ ІНФРАСТРУКТУРАХ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2026.1.38Ключові слова:
глибинне навчання, машинне навчання, виявлення аномалій, AIOps, MLOps, Random Forest, XGBoost, LSTM, GRUАнотація
У сучасному світі хмарні інфраструктури стали невіддільною частиною бізнес-процесів, що зумовлює необхідність забезпечення їхньої безперебійності та стійкості. В умовах швидкого розвитку технологій штучного інтелекту (далі – ШІ) виникає потреба їх застосування для прогнозування відмов у хмарних системах. Метою статті є дослідження різних моделей і методів ШІ, що застосовуються для прогнозування відмов, а також оцінка їхньої ефективності, переваг і викликів, які постають перед організаціями під час упровадження таких технологій. У дослідженні застосовано теоретичні (аналіз, синтез, абстрагування, індукція, дедукція) та емпіричні методи, зокрема опис. Застосування технологій ШІ для прогнозування відмов у хмарних інфраструктурах охоплює аналіз технічних збоїв, аномалій у продуктивності, кіберзагроз, відмов в обслуговуванні, порушень інтеграції та чинників, пов’язаних із людськими помилками, що дозволяє підвищити надійність систем за допомогою моделей і методів, таких як Random Forest, XGBoost, LSTM, GRU та технологій AIOps. У статті здійснено огляд різних моделей, а також методів прогнозної аналітики часових рядів та виявлення аномалій. Розглянуто AIOps-технології, які забезпечують автоматизацію процесів моніторингу та управління ризиками. Проаналізовано потенційні переваги впровадження ШІ в хмарних системах, зокрема підвищення точності прогнозування, можливість обробки великих обсягів даних і раннє виявлення аномалій. Водночас розглядаються й виклики, які постають перед організаціями, як-от потреба у великих наборах даних, висока обчислювальна вартість та ризики кібербезпеки. На основі аналізу надано практичні рекомендації для інтеграції технологій ШІ в процеси моніторингу та управління ризиками. Рекомендовано застосовувати цифрові двійники, моделі ШІ для раннього виявлення аномалій, графові нейронні мережі та MLOps-інструменти для автоматизації тестування хмарної інфраструктури. Це дасть змогу мінімізувати ризики, пов’язані з оновленням, і підвищити стійкість системи. Отже, застосування технологій ШІ для прогнозування відмов у хмарних інфраструктурах може значно підвищити їхню надійність і продуктивність, проте потребує ретельного планування та врахування можливих викликів.
Посилання
Voutsas F., Violos J., Leivadeas A. Mitigating alert fatigue in cloud monitoring systems: A machine learning perspective. Computer Networks. 2024. Vol. 250. Article 110543. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comnet.2024.110543
Agboola O. A., Ogeawuchi J. C., Gbenle T. P., Abayomi A. A., Uzoka A. C. Advances in risk assessment and mitigation for complex cloud-based project environments. Journal of Frontiers in Multidisciplinary Research. 2023. Vol. 06, № 01. P. 309–320.DOI: https://doi.org/10.54660/.jfmr.2023.4.1.309-320
Drissi S., Chergui M., Khatar Z. A systematic literature review on risk assessment in cloud computing: Recent research advancements. IEEE Access. 2025. № 13. DOI: https://doi.org/10.1109/access.2025.3561123
Козак Ю. Б. Аналіз даних та машинне навчання на хмарних та туманних платформах як основа ефективної передачі даних. Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2021. Т. 32 (71), № 5. С. 100–107. DOI: https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.5/16
Кушнерьов О. С., Позовна І. В., Сокол В. Вплив нейронних мереж на розвиток кібербезпеки в умовах регуляторних змін. Безпека інформації. 2024. Т. 30, № 2. С. 261–269.DOI: https://doi.org/10.18372/2225-5036.30.19238
Duda O., Shakleina I., Luchkevych M. Increasing the efficiency of DevOps through the use of artificial intelligence and machine learning. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. 2025. Vol. 351, № 3(1). P. 143–149. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2025-351-17
Adewusi A. O., Okoli U. I., Olorunsogo T., Adaga E., Daraojimba D. O., Obi O. C. Artificial intelligence in cybersecurity: Protecting national infrastructure: A USA review. World Journal of Advanced Research and Reviews. 2024. Vol. 21, № 1. P. 2263–2275.DOI: https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.21.1.0313.
Burov Y., Zhovnir Y., Zakharya O. The vision and implementation of intelligent security system. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. 2024. Т. 341, № 5. Р. 497–509. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-341-5-72
Sarker I. H., Furhad M. H., Nowrozy R. AI-driven cybersecurity: An overview, security intelligence modeling and research directions. SN Computer Science. 2021. Vol. 2. Article 173. DOI: https://doi.org/10.1007/s42979-021-00557-0
Davydov V., Hrebeniuk D. Development the resources load variation forecasting method within cloud computing systems. Advanced Information Systems. 2020. Vol. 4, № 4. P. 128–135. DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.4.18
Ahmed S. A., Khalifa E. H., Nawaz M., Abdalla F. A., Mahmoud A. F. A. Enhancing cloud data center security through deep learning: A comparative analysis of RNN, CNN, and LSTM models for anomaly and intrusion detection. Engineering, Technology & Applied Science Research. 2025. Vol. 15, № 1. P. 20071–20076. DOI: https://doi.org/10.48084/etasr.9445
Tengku Asmawi T. N., Ismail A., Shen J. Cloud failure prediction based on traditional machine learning and deep learning. Journal of cloud computing. 2022. Vol. 11. Article 47. DOI: https://doi.org/10.1186/s13677-022-00327-0
Noor A. Cloud-based deep learning for real-time URL anomaly detection: LSTM/GRU and CNN/LSTM models. Computer systems science and engineering. 2025. № 49. P. 259–286. DOI: https://doi.org/10.32604/csse.2025.060387
Saha S., Sarkar J., Dhavala S., Mota P., Sarkar S. Quantile-long short term memory: A robust, time series anomaly detection method. IEEE transactions on artificial intelligence. 2024. Vol. 5, № 8. P. 3939–3950. DOI: https://doi.org/10.1109/tai.2024.3353163
Zhao Z., Xu C., Li B. A LSTM-based anomaly detection model for log analysis. Journal of signal processing systems. 2021. Vol. 93. P. 745–751. DOI: https://doi.org/10.1007/s11265-021-01644-4
Shaikh R., Muntean C. H., Gupta S. Prediction of resource utilisation in cloud computing using machine learning. Proceedings of the 14th International Conference on Cloud Computing and Services Science CLOSER. 2024. Vol. 1. P. 103–114. DOI: https://doi.org/10.5220/0012742200003711
Al-Ghuwairi A. R., Sharrab Y., Al-Fraihat D., AlElaimat M., Alsarhan A., Algarni A. Intrusion detection in cloud computing based on time series anomalies utilizing machine learning. Journal of cloud computing. 2023. Vol. 12. Article 127. DOI: https://doi.org/10.1186/s13677-023-00491-x
Dmytriv Y., Orlov M. Use of artificial intelligence methods and tools in the construction of cloud IT infrastructures. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія Інформаційні системи та мережі. 2025. Вип. 17. С. 101–113. DOI: https://doi.org/10.23939/sisn2025.17.101
Іванченко Ю., Аверичев І., Рижаков М. Узагальнена модель прогнозування та виявлення аномалій кібербезпеки на основі штучного інтелекту. Кібербезпека: освіта, наука, техніка. 2025. № 4(28). С. 493–510. DOI: https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.28.823
Трапаідзе С., Швецова К. Генеративний штучний інтелект у створенні маркетингового контенту для українських компаній. Економіка та суспільство. 2025. № 72. DOI: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2025-72-161
Pravorska N. Method of applying machine learning to enhance the efficiency of DevOps processes. Herald of Khmelnytskyi National University, Technical sciences. 2024. Vol. 343, № 6(1). P. 454–463. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-343-6-68
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.




