Capacity planning method for resource consolidation in mass cloud web hosting

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.84.20905

Keywords:

cloud computing, hosting, Erlang formula, low-traffic web resources, dynamic scaling, clustering, SLA, resource optimization, queueing theory

Abstract

In this scientific article, a capacity planning method is proposed for resource consolidation in the mass cloud web hosting segment, based on mathematical modeling of aggregated stochastic loads and queueing theory. The method optimizes the allocation of RAM for low-traffic resources by consolidating traffic into a single computing pool while strictly maintaining the target reliability level (SLA 99.9%). Through simulation of the system’s weekly operating cycle, it is shown that the proposed method provides an integrated resource saving of 16%, mitigates the impact of stochastic load peaks, and reduces the provider’s operational costs without degrading service quality.

References

Haan K. Top website statistics for 2025. Forbes Advisor. 2025. URL: https://www.forbes.com/advisor/business/software/website-statistics/ (дата звернення: 08.02.2026).

Chizhov, A., & Fesenko, A. (2025). Web hosting companies’ client solutions: A study of a strategic standpoint [Special issue]. Corporate & Business Strategy Review, 6(1), 421–429. https://doi.org/10.22495/cbsrv6i1siart18

Чижов О., Фесенко А., Зюзюн В., Башикизи Д. Cloud shared hosting DDoS resistance and potential ways of protection // Proceedings of the Third International Conference on Cyber Hygiene & Conflict Management in Global Information Networks (CH&CMiGIN 2024), Kyiv, Ukraine, January 24–27, 2024. — CEUR Workshop Proceedings. — 2025. ISSN 1613-0073. — Vol-3925. — P. 13–23. — Режим доступу: https://ceur-ws.org/Vol-3925/paper02.pdf (дата звернення: 08.02.2026).

Чижов О., Фесенко А., Пустосвіт М., Німченко Т. Методи оптимізації розподілу навантаження на обчислювальний ресурс інфраструктури хмарного сервісу // Захист інформації. — 2023. — Т. 25, № 4. — С. 207–213. — DOI: 10.18372/2410-7840.25.18226.

Lorido-Botran J. A Review of Auto-scaling Techniques for Elastic Applications in Cloud Environments / J. Lorido-Botran, J. Miguel-Alonso, J. A. Lozano // Journal of Grid Computing. — 2016. — Vol. 14, no. 2. — P. 217–250. — DOI: 10.1007/s10723-015-9325-2.

Kleinrock L. Queueing Systems. Volume I: Theory / L. Kleinrock. — New York : Wiley-Interdisciplinary, 1975. — 417 p.

Erlang A. K. Solution of some Problems in the Theory of Probabilities of Significance in Automatic Telephony Exchanges / A. K. Erlang // The Post Office Electrical Engineers’ Journal. — 1918. — Vol. 10. — P. 189–197.

Hybrid resource provisioning for cloud applications / A. Gandhi, Y. Chen, D. Gmach et al. // ASPLOS ’14: Proceedings of the 19th International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems. — 2014. — P. 543–558. — DOI: 10.1145/2541940.2541946.

Чижов О., Фесенко А. Intelligent load balancing management in cloud web hosting: evaluation criteria and methodology // Проблеми інформатизації та управління. — 2025. — Т. 83, № 3. — С. 138–147. — DOI: 10.18372/2073-4751.83.20551.

The NIST Definition of Cloud Computing : Recommendations of the National Institute of Standards and Technology / P. Mell, T. Grance. — Gaithersburg : NIST, 2011. — 7 p. — (Special Publication 800-145). — DOI: 10.6028/NIST.SP.800-145.

Google. Improve server response time (PageSpeed Insights) [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://developers.google.com/speed/docs/insights/Server – Дата звернення: 08.02.2026.

Tier Standard: Topology [Електронний ресурс] // Uptime Institute Professional Services. — 2022. — 18 p. — Access mode: https://uptimeinstitute.com/tier-standard-topology (дата звернення: 08.02.2026)

Ivers J., Troya J., Moreno-Torres M. [та ін.] Evaluating the trade-offs between cost and availability in cloud configurations // 2018 IEEE World Congress on Services (SERVICES). — IEEE, 2018. — P. 45–52. — DOI: 10.1109/SERVICES.2018.00034.

Girard A. Routing and Dimensioning in Circuit-Switched Networks. — Boston : Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 1990. — 556 p. — ISBN 0-201-12792-X.

Cisco Systems, Inc. Cisco Annual Internet Report (2018–2023) White Paper [Електронний ресурс]. — 2020. — Режим доступу: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/executive-perspectives/annual-internet-report/white-paper-c11-741490.pdf (дата звернення: 08.02.2026).

Akamai Technologies. State of the Internet Research Reports [Електронний ресурс]. — Режим доступу: https://www.akamai.com/resources/state-of-the-internet (дата звернення: 08.02.2026).

Cloudflare. Cloudflare Radar: Global Internet Traffic Patterns and Insights [Електронний ресурс]. — 2024. — Режим доступу: https://radar.cloudflare.com/ (дата звернення: 08.02.2026).

Mao M. A Performance Study on the VM Startup Time in the Cloud / M. Mao, M. Humphrey // 2012 IEEE Fifth International Conference on Cloud Computing. — IEEE, 2012. — P. 423–430. — DOI: 10.1109/CLOUD.2012.103.

Downloads

Published

2025-12-30

How to Cite

Chyzhov, O., & Fesenko, A. (2025). Capacity planning method for resource consolidation in mass cloud web hosting. Problems of Informatization and Management, 4(84), 151–161. https://doi.org/10.18372/2073-4751.84.20905

Issue

Vol. 4 No. 84 (2025)

Section

Статті

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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).