Method for reconfiguring a distributed information system after partial physical destruction
DOI:
https://doi.org/10.18372/2073-4751.81.20132Keywords:
distributed information system, structure, graph, route, path, algorithmAbstract
The article addresses the problem of restoring the functionality of distributed information systems (DIS) that have suffered partial physical destruction and proposes a method for their reconfiguration. In cases of physical damage caused by external or internal factors, ensuring the continued operation of such systems is of critical importance. The loss of connectivity between elements can lead to decreased computational efficiency, disruption of data exchange, and partial or complete loss of system control.
The proposed method aims to restore connectivity and adapt the DIS to new operating conditions by reconfiguring its structure. The core idea of the approach is to identify alternative communication routes between system elements to compensate for lost connections. The method is based on modeling the system structure as an undirected graph, where damaged connections are represented as missing edges, and functionality is restored by constructing a set of finite simple chains.
The relevance of this research is driven by the increasing dependence on distributed computing systems in critical sectors such as military, energy, transportation, and telecommunications. Efficient recovery of their functionality minimizes the impact of destruction, enhances resilience, and ensures operational continuity even in crisis situations. The proposed method is universal and can be adapted to a wide range of distributed systems, including both computer networks and other complex cyber-physical systems.
The scientific novelty of the method lies in its ability to perform a comprehensive search for all possible connectivity restoration paths while minimizing computational costs. This is achieved by pre-narrowing the solution space, allowing the method to efficiently scale for systems with a large number of nodes. An additional advantage is its applicability for modeling system fault tolerance scenarios and predicting the consequences of destruction, making it valuable for cybersecurity strategy development and emergency response planning.
References
Distributed Information Systems in Distributed System URL: https://www.geeksforgeeks.org/distributed-information-systems-in-distributed-system (дата звернення: 19.03.2025).
Building a Resilient Disaster Recovery Strategy: Best Practices for Business Continuity URL: https://www.trigyn.com/insights/building-resilient-disaster-recovery-strategy-best-practices-business-continuity (дата звернення: 20.03.2025).
Bandwidth Management URL: https://www.geeksforgeeks.org/bandwidth-management-for-distributed-systems (дата звернення: 24.03.2025).
Розподілені інформаційні системи: технології, проєктування, забезпечення безпеки URL: https://kraina.one/ education/rozpodileni-informatsijni-sistemi-tekhnologiji-proektuvannya-zabezpechennya-bezpeki.html (дата звернення: 27.03.2025).
Kruskal’s Minimum Spanning Tree (MST) Algorithm URL: https://www.geeksforgeeks.org/kruskals-minimum-spanning-tree-algorithm-greedy-algo-2/ (дата звернення: 25.03.2025).
The Lee Algorithm Explained: Maze Running and Finding the Shortest Path URL: https://www.bomberbot.com/ algorithms/the-lee-algorithm-explained-maze-running-and-finding-the-shortest-path/ (дата звернення: 28.03.2025).
How to find Shortest Paths from Source to all Vertices using Dijkstra’s Algorithm URL: https://www.geeksforgeeks.org/dijkstras-shortest-path-algorithm-greedy-algo-7/ (дата звернення: 30.03.2025).
Bellman–Ford Algorithm URL: https://www.geeksforgeeks.org/bellman-ford-algorithm-dp-23/ (дата звернення: 30.03.2025).
Michail O., Skretas G., Spirakis P. G. Distributed Computation and Reconfiguration in Actively Dynamic Networks. Distrib. Comput. 2022. Vol. 35. P. 185–206.
Mahdavi M. et al. An Efficient Mathematical Model for Distribution System Reconfiguration Using AMPL. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 79961–79993.
Ahrens E. et al. Reasoning about Reconfigurations of Distributed Systems. arXiv:2107.05253. 2022. 53 p.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).