Багаторівнева проксі-серверна система з динамічним контролем маршрутизації та гібридним стохастичним перемішуванням маршрутів

Abstract

The article considers an approach to designing a multi-tiered proxy system with dynamic routing control, aimed at enhancing information resource security and optimizing network traffic management. The proposed architecture is based on a hierarchical organization of proxy servers, where each tier performs specialized functions. Specifically, it implements initial connection filtering, deep security analysis, data caching, access control, and final routing. This approach provides phased processing of network requests, increases system reliability, and promotes its scalability under conditions of increasing load. Particular attention is paid to the dynamic routing model, which is implemented based on a hybrid stochastic algorithm. The proposed algorithm combines probabilistic route selection with deterministic analysis of historical traffic characteristics and network status. The stochastic component allows reducing the predictability of routes and minimizing the risk of local overloads, while the deterministic component ensures stable operation and increases the efficiency of using network resources. The algorithm takes into account current network parameters, including latency, bandwidth, and server load, and dynamically adjusts route weights in real time. This provides adaptive load balancing and automatic traffic redirection in the event of overloads or changes in network topology. The proposed approach increases the resistance of multi-level proxy systems to network attacks and ensures stable data transmission in conditions of intensive and variable traffic. The results obtained indicate the feasibility of using hybrid stochastic routing methods in modern information networks.

У статті описано підхід до побудови багаторівневої проксі-системи з динамічним маршрутизаційним контролем, котра орієнтована на підвищення рівня захищеності інформаційних ресурсів та оптимізацію керування мережевим трафіком. Запропонована авторами архітектура ґрунтується на ієрархічній організації проксі-серверів, у межах якої кожен рівень виконує спеціалізовані функції. Зокрема, реалізується первинна фільтрація з\"єднань, поглиблений аналіз безпеки, кешування даних, контроль доступу та фінальна маршрутизація. Такий підхід забезпечує поетапну обробку мережевих запитів, підвищує надійність системи та сприяє її масштабованості за умов зростання навантаження. Особливу увагу приділено моделі динамічної маршрутизації, що реалізується на основі гібридного стохастичного алгоритму. Запропонований алгоритм поєднує ймовірнісний вибір маршрутів із детермінованим аналізом історичних характеристик трафіку та стану мережі. Стохастичний компонент дозволяє знизити передбачуваність маршрутів і мінімізувати ризик локальних перевантажень, тоді як детермінований складник забезпечує стабільність функціонування та підвищує ефективність використання мережевих ресурсів. Алгоритм враховує поточні параметри мережі, зокрема затримки, пропускну здатність і рівень завантаженості серверів, та здійснює динамічне коригування вагових коефіцієнтів маршрутів у режимі реального часу. Це забезпечує адаптивне балансування навантаження та автоматичне перенаправлення трафіку у разі виникнення перевантажень або змін топології мережі. Запропонований підхід підвищує стійкість багаторівневих проксі-систем до мережевих атак і забезпечує стабільну передачу даних в умовах інтенсивного та змінного трафіку. Отримані результати свідчать про доцільність використання гібридних стохастичних методів маршрутизації в сучасних інформаційних мережах.