Intellectual infrastructure for automated control and interoperability of microservices in cloud environments

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In the context of rapid growth in the scale and complexity of information systems, the questions of effective integration and support of microservices architectures are becoming increasingly relevant. One of the key challenges is ensuring the interoperability of software components, which implies the ability to reliably exchange data and share information between various services implemented using heterogeneous technologies, protocols, and data formats. In this work, the subject of research is the formalization and construction of an intelligent system ensuring the interoperability of microservice components within cloud infrastructure. A formalized approach is proposed, based on graph, categorical, and algebraic models, which allows for a strict description of data transmission routes, conditions for interface compatibility, and the procedure for automated agreement on interaction formats. An operation for interface agreement is introduced, which identifies the need to use adapters and converters for the integration of various services. Special attention is paid to the task of building a universal interface through which any data streams can be routed, significantly simplifying the process of scaling and refining the microservice system. The developed system architecture encompasses the stages of creation, publication, and deployment of container microservices, automatic verification of data transmission routes, and dynamic management of service states based on load forecasting using artificial intelligence models. The application of the proposed methodology allows for a significant increase in the flexibility, reliability, and scalability of the infrastructure, reduction of operational costs, and automation of the processes of support and integration of new components. The proposed solution is based on a formalized approach to ensuring the interoperability of microservice components within cloud infrastructure. A graph and categorical model is used as a foundation, allowing for a strict definition of data transmission routes and interface agreement procedures between various services. To unify interaction and enhance system flexibility, an interface agreement operation is introduced, as well as the capability for automated identification of the need for data adapters and converters. The developed intelligent load forecasting algorithm allows for dynamic management of component states and rapid adaptation of the infrastructure to changing operating conditions.

References

  1. Paul A., Kelvin L., Brown K. Optimizing IT Growth: Strategies for Building and Scaling Robust Infrastructure Systems // Ladoke Akintola University of Technology. 2024. Т. 17. URL: https://www.researchgate.net/publication/377447014.
  2. Макаренко С. И., Олейников А. Я., Черницкая Т. Е. Модели интероперабельности информационных систем // Системы управления, связи и безопасности. 2019. № 4. doi: 10.24411/2410-9916-2019-10408 EDN: NACKGD.
  3. Дьяков О. А., Солянов К. С. Формирование кредитного конвейера банка на основе систем бизнес-аналитики // Стратегии бизнеса. 2016. № 7 (27). С. 7-12. EDN: WWJUUB.
  4. ISO/IEC 2382:2015 Information technology. Vocabulary. – 2015. – Текст: электронный. URL: https://www.iso.org/ru/standard/63598.html
  5. Михневич С. Ю., Тежар А. А. Эволюция понятия интероперабельности открытых информационных систем // Цифровая трансформация. 2023. Т. 29. № 2. С. 60-66. URL: https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-29-2-60-66. EDN: RKSXQW.
  6. Ковалев С. П. Теоретико-категорный подход к проектированию программных систем // Фундаментальная и прикладная математика. 2014. Т. 19. № 3. С. 111-170.
  7. Сейерс Э. Х., Милл А. Docker на практике / Э. Х. Сейерс, А. Милл ; перевод с английского Д. А. Беликов. Москва : ДМК Пресс, 2020. 516 с. ISBN 978-5-97060-772-5. Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/131719 (дата обращения: 04.06.2025). Режим доступа: для авториз. пользователей.
  8. Маркелов А. А. Введение в технологию контейнеров и Kubernetes / А. А. Маркелов. Москва : ДМК Пресс, 2019. 194 с. ISBN 978-5-97060-775-6. Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/131702 (дата обращения: 04.06.2025). Режим доступа: для авториз. пользователей.
  9. Бонцанини М. Анализ социальных медиа на Python. Извлекайте и анализируйте данные из всех уголков социальной паутины на Python / М. Бонцанини ; перевод с английского А. В. Логунова. Москва : ДМК Пресс, 2018. 288 с. ISBN 978-5-97060-574-5. Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/108129 (дата обращения: 09.06.2025). Режим доступа: для авториз. пользователей.
  10. Груздев А. В. Предварительная подготовка данных в Python / А. В. Груздев. Москва : ДМК Пресс, 2023. Том 1 : Инструменты и валидация. 2023. 816 с. ISBN 978-5-93700-156-6. Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/314945 (дата обращения: 09.06.2025). Режим доступа: для авториз. пользователей.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».