Розроблено багаторівневу ієрархічну структуру Державної мережі моніторингу польотної інформації, яка заснована на організації віртуальної приватної мережі, застосування якої дозволяє здійснювати обмін інформацією між видаленими сайтами негайно. Встановлено, що за цього зберігається висока надійність і безпека, підвищується захищеність трафіку, забезпечується достатня гнучкість за розширення мережі. Визначено метод вибору оптимального числа фрагментів пакету за розподіленої передачі, який передбачає не лише підвищення швидкості передачі, але і безпеку обміну даними, їх цілісність і конфіденційність. Виконано розрахунки кількісних характеристик виграшу у ймовірності успішної передачі фрагментованих пакетів. Показано, що уточнена модель процесу фрагментації, порівняно з попередніми методиками, дозволяє підвищити точність визначення діапазону оптимальних розмірів фрагментів. Надано метод оцінювання характеристик і побудови багаторівневої системи захисту, який є більш ефективним для запобігання несанкціонованому використанню комп'ютерних систем і мережних сервісів, ніж існуючі детерміновані методи.