МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОЦІНКА ВПЛИВУ СИСТЕМ ВИЯВЛЕННЯ ВТОРГНЕНЬ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ІЗОЛЬОВАНИХ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/3083-6298.2026.02.04

Ключові слова:

кіберзахист, системи виявлення вторгнень, IDS/IPS, продуктивність мережі, DDoS-атака, маршрутизатор, навантаження CPU

Анотація

Актуальність. Сьогоденні інформаційно-комунікаційні системи (ІКС) стикаються зі стрімким зростанням кіберзагроз, що робить використання активних засобів захисту вкрай необхідним. Однак постійна активність таких інструментів безпеки, особливо систем виявлення та запобігання вторгненням (IDS/IPS), відчутно знижує пропускну здатність мережі та перевантажує процесори маршрутизаторів. Предметом дослідження виступає прямий вплив IDS/IPS на робочі характеристики ізольованого сегмента мережі в різних режимах навантаження, з акцентом на виснаження ресурсів через фрагментацію на 3-му рівні моделі OSI. Мета статті полягає у практичному вимірюванні цього балансу між безпекою та швидкодією. Ми прагнули оцінити рівень втрати обчислювальних потужностей та виміряти затримки, які виникають під час глибокого аналізу пакетів. Отримані результати. Для проведення експериментів було розгорнуто повноцінний віртуальний стенд. Ми ретельно фіксували затримки передачі даних та завантаження процесора у трьох станах: робота без захисту, обробка звичайного трафіку з увімкненим логуванням IDS, а також під час симуляції потужної фрагментованої DDoS-атаки. Зібрані дані свідчать, що базовий маршрутизатор майже не споживає ресурсів (близько 3% CPU, затримка 2,2 мс). Увімкнення правил фільтрації підвищило затримку до 4,3 мс. Найважливіше те, що під час імітації флуд-атаки навантаження на процесор різко підскочило до 48%. Цей стрибок був спричинений переважно обробкою програмних переривань у ядрі (процес ksoftirqd), що у підсумку призвело до втрати легітимних пакетів. Висновок. Забезпечення високого рівня захисту неминуче створює сильний тиск на ресурси мережевого обладнання. Виявлена деградація продуктивності – аж до виснаження CPU та повної відмови в обслуговуванні для звичайних користувачів під час масованих атак – доводить, що адміністраторам необхідно постійно оптимізувати правила фаєрволів. Крім того, для збереження стабільності ІКС варто впроваджувати технології обходу ядра (kernel-bypass).

Біографії авторів

Максим Довбня, Харківський національний університет радіоелектроніки

Магістрант кафедри безпеки інформаційних технологій

Олександр Сєвєрінов, Харківський національний університет радіоелектроніки

Кандидат технічних наук, доцент, професор кафедри безпеки інформаційних технологій

Зоя Сидоренко, Харківський Національний університет радіоелектроніки

Асистент кафедри безпеки інформаційних технологій

Ірада Рагімова, Азербайджанський технічний університет

Кандидат технічниї наук, доцент кафедри комп’ютерних технологій

Посилання

  1. Stallings, W. (2020), “Cryptography and Network Security: Principles and Practice”, Pearson, 8th ed., 800 p.
  2. Sievierinov, O.V., Shevtsov, V.O. and Sokol-Kutylovska, A.S. (2017), “Analiz suchasnykh metodiv atak na elektronni resursy orhaniv upravlinnia” [Analysis of modern methods of attacks on electronic resources of government bodies], Systemy ozbroiennia i viiskova tekhnika, Vol. 1, pp. 65–68.
  3. Sievierinov, O.V. and Khrienov, A.H. (2014), “Analiz suchasnykh system vyiavlennia vtorhnen” [Analysis of modern intrusion detection systems], Systemy obrobky informatsii, Vol. 6(122), pp. 122–124.
  4. Lukaseder, T., Fiedler, J. and Kargl, F. (2018), “Performance Evaluation in High-Speed Networks by the Example of Intrusion Detection”, arXiv preprint, arXiv:1805.11407.
  5. Shafi, M., Akram, M., Hayat, S. and Sohail, I. (2010), “Effectiveness of Intrusion Prevention Systems (IPS) in Fast Networks”, arXiv:1006.4546.
  6. Shah, S. A. R. and Issac, B. (2017), “Performance Comparison of Intrusion Detection Systems and Application of Machine Learning to Snort System”, arXiv preprint, arXiv:1710.04843.
  7. Sharma, N. et al. (2021), “Performance Study of Snort and Suricata for Intrusion Detection System”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 1099, No. 1, pp. 012009, DOI:10.1088/1757-899X/1099/1/012009
  8. Perdigón-Llanes, R. (2022), “Evaluation of Snort and Suricata for detection of network probes and denial of service attacks”, Revista Científica de Sistemas e Informática, Vol. 2, No. 2, doi: 10.51252/rcsi.v2i2.363
  9. Alsakran, F. et al. (2021), “Intrusion Detection Systems for Smart Home IoT Devices: Experimental Comparison Study”, arXiv preprint, arXiv:2101.06519.
  10. Ubuntu Server Official Documentation (2024), Canonical Ltd, https://ubuntu.com/server/docs
  11. Netplan Network Configuration Reference (2024), Canonical Ltd, https://netplan.io/reference/

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-07-04

Номер

Том 2 № 2 (2026): Територія безпеки

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Максим Довбня, Олександр Сєвєрінов, Зоя Сидоренко, Ірада Рагімова

Creative Commons License

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

CC Attribution 4.0 (CC BY 4.0) — ліцензія відкритого доступу, яка дозволяє вільно використовувати, копіювати, поширювати, адаптувати та змінювати матеріал, у тому числі з комерційною метою, за умови обов'язкового зазначення авторства.

Для журналу:

  • публікує статті у відкритому доступі;
  • забезпечує поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
  • зберігає інформацію про авторство та ліцензійні умови.

Для авторів:

  • зберігають авторські права на свої роботи;
  • надають журналу право на публікацію статті;
  • дозволяють будь-кому використовувати, поширювати та адаптувати матеріал за умови належного посилання на авторів, джерело публікації та зазначення внесених змін (якщо такі були).