Web архитектура системы это

Архитектура веб приложения: компоненты, слои и типы

Что такое архитектура веб-приложений? Из этого руководства вы можете изучить основы архитектуры веб-приложений. Мы обсудим, как работает архитектура веб-приложения, какие компоненты, слои и модели существуют

Архитектура веб-приложения в основном представляет отношения и взаимодействия между такими компонентами, как пользовательские интерфейсы, мониторы обработки транзакций, базы данных и другие. Основная цель — убедиться, что все элементы правильно работают вместе.

Логика довольно проста: когда пользователь вводит URL-адрес в браузере и нажимает «ввод», браузер делает запрос к серверу. Сервер отвечает, а затем показывает требуемую веб-страницу. Все эти компоненты создают архитектуру веб-приложения.

Как работает системная архитектура для веб-приложений?
Все приложения состоят из двух частей — клиентской (front-end) и серверной (back-end).

Интерфейс — это визуальная часть приложения. Пользователи могут видеть интерфейс и взаимодействовать с ним. Клиентский код реагирует на действия пользователей. Серверная часть не визуальна для пользователей, но заставляет их запросы работать. Он обрабатывает бизнес-логику и отвечает на HTTP-запросы.

Поэтому, когда вы вводите свои учетные данные в регистрационную форму, вы имеете дело с внешним интерфейсом, но как только вы нажимаете «ввод» и регистрируетесь — это серверная часть заставляет его работать.

При правильной работе клиентская и серверная стороны составляют архитектуру программного обеспечения веб-приложения.

Слои и компоненты архитектуры веб-приложений
Чтобы лучше понять архитектуру веб-приложения, вам следует погрузиться в его компоненты и уровни. Веб-приложения разделяют свои основные функции на уровни. Это позволяет заменять или обновлять каждый слой независимо.

Базовые компоненты архитектуры веб-приложений
Веб-архитектура имеет компоненты пользовательского интерфейса и структурные компоненты. Последние также делятся на клиентские и серверные.

Компоненты пользовательского интерфейса
Компоненты пользовательского интерфейса обозначают все элементы интерфейса, такие как журналы активности, информационные панели, уведомления, настройки и многое другое. Они являются частью макета интерфейса веб-приложения.

Структурные компоненты состоят из клиентской и серверной сторон:
Клиентский компонент разработан с HTML, CSS или JavaScript. Веб-браузеры запускают код и преобразуют его в интерфейс, поэтому нет необходимости в настройке операционной системы.

Что касается серверного компонента, он построен на Java, .Net, Node.JS, Python и других языках программирования. Сервер состоит из двух частей — логики приложения и базы данных. Логика приложения — это центр управления веб-приложением. База данных отвечает за хранение информации (например, ваших учетных данных).

Уровни архитектуры веб-приложений
Существует четыре общих уровня веб-приложений:

• Уровень представления (PL)
• Уровень обслуживания данных (DSL)
• Уровень бизнес-логики (BLL)
• Уровень доступа к данным (DAL)

Уровень представления
PL отображает пользовательский интерфейс и упрощает взаимодействие с пользователем. Уровень представления имеет компоненты пользовательского интерфейса, которые визуализируют и показывают данные для пользователей. Также существуют компоненты пользовательского процесса, которые задают взаимодействие с пользователем. PL предоставляет всю необходимую информацию клиентской стороне. Основная цель уровня представления — получить входные данные, обработать запросы пользователей, отправить их в службу данных и показать результаты.

Слой бизнес-логики
BLL несет ответственность за надлежащий обмен данными. Этот уровень определяет логику бизнес-операций и правил. Вход на сайт — это пример уровня бизнес-логики.

Уровень службы данных
DSL передает данные, обработанные уровнем бизнес-логики, на уровень представления. Этот уровень гарантирует безопасность данных, изолируя бизнес-логику со стороны клиента.

Уровень доступа к данным
DAL предлагает упрощенный доступ к данным, хранящимся в постоянных хранилищах, таких как двоичные файлы и файлы XML. Уровень доступа к данным также управляет операциями CRUD — создание, чтение, обновление, удаление.

Типы архитектуры веб-приложений
Можно выделить несколько типов архитектуры веб-приложений, в зависимости от того, как логика приложения распределяется между клиентской и серверной сторонами. Наиболее распространенные архитектуры веб-приложений:

• Одностраничные веб-приложения
• Многостраничные веб-приложения
• Архитектура микросервисов
• Бессерверная архитектура
• Прогрессивные веб-приложения

Разберемся в деталях каждого вида.

Одностраничное приложение или SPA
SPA — это веб-сайт или веб-приложение, которое загружает всю необходимую информацию при входе на страницу. Одностраничные приложения имеют одно существенное преимущество — они обеспечивают потрясающий пользовательский интерфейс, поскольку пользователи не испытывают перезагрузки веб-страниц. Одностраничные веб-приложения часто разрабатываются с использованием фреймворков JavaScript, таких как Angular, React и других.

Известные СПА : Gmail, Facebook, Twitter, Slack.

Многостраничное приложение или MPA
Многостраничные приложения более популярны в Интернете, так как в прошлом все веб-сайты были MPA. В наши дни компании выбирают MPA, если их веб-сайт довольно большой (например, eBay). Такие решения перезагружают веб-страницу для загрузки или отправки информации с / на сервер через браузеры пользователей.

Известные MPA: eBay, Amazon.

Одностраничное приложение или многостраничное приложение ? У многостраничного и одностраничного приложения есть недостатки и преимущества.

Архитектура микросервисов
Чтобы понять архитектуру микросервисов , лучше сравнить ее с монолитной моделью.

Традиционная монолитная архитектура веб-приложения состоит из трех частей — базы данных, клиентской и серверной сторон. Это означает, что внутренняя и внешняя логика, как и другие фоновые задачи, генерируются в одной кодовой базе. Чтобы изменить или обновить компонент приложения, разработчики программного обеспечения должны переписать все приложение.

Что касается микросервисов, этот подход позволяет разработчикам создавать веб-приложение из набора небольших сервисов. Разработчики создают и развертывают каждый компонент отдельно.

Архитектура микросервисов выгодна для больших и сложных проектов, поскольку каждый сервис может быть изменен без ущерба для других блоков. Поэтому, если вам нужно обновить логику оплаты, вам не придется на время останавливать работу сайта.

Известные проекты: Netflix, Uber, Spotify, PayPal.

Типы архитектуры веб-приложений

• Монолитные и микросервисы
• Бессерверная архитектура

Этот тип архитектуры веб-приложений заставляет разработчиков использовать облачную инфраструктуру сторонних поставщиков услуг, таких как Amazon и Microsoft.

Что это означает?
Чтобы сохранить веб-приложение в Интернете, разработчики должны управлять серверной инфраструктурой (виртуальной или физической), операционной системой и другими процессами хостинга, связанными с сервером. Поставщики облачных услуг, такие как Amazon или Microsoft, предлагают виртуальные серверы, которые динамически управляют распределением машинных ресурсов. Другими словами, если ваше приложение испытывает огромный всплеск трафика, к которому ваши серверы не готовы, приложение не будет отключено.

Прогрессивные веб-приложения или PWA
Одна из основных тенденций в разработке веб-приложений последних лет — это прогрессивные веб-приложения. Это веб-решения, которые работают как собственные приложения на мобильных устройствах. PWA предлагают push-уведомления, автономный доступ и возможность установить приложение на домашний экран.

Для создания PWA разработчики используют «языки веб-программирования», такие как HTML, CSS и JavaScript. Если приложению требуется доступ к функциям устройств, разработчики используют дополнительные API — NFC API, API геолокации, Bluetooth API и другие.

Известные PWA: Uber, Starbucks, Pinterest.

Как разработать архитектуру для веб-приложения
Качественная архитектура веб-приложения делает процесс разработки более эффективным и простым. Веб-приложение с продуманной архитектурой легче масштабировать, изменять, тестировать и отлаживать.

Есть несколько общих критериев для хорошо построенной архитектуры веб-приложения:

• Эффективность
• Гибкость
• Расширяемость
• Соблюдение принципа открыто-закрыто
• Масштабируемость процесса разработки
• Легко проверить
• Возможность повторного использования
• Хорошо структурированный и читаемый код
• Нижняя граница

Как видите, архитектура веб-приложений имеет ряд особенностей. Мы рассмотрели только основы, такие как компоненты, слои и типы.

Источник

Архитектура приложений

Эффективная, ориентированная на качество веб-архитектура стала де-факто хорошим продуктом и действительно играет важную роль в потоке данных и информации для достижения желаемых бизнес-целей. Архитектура приложений функционирует как план потока данных и информации, который может эффективно решать бизнес-задачи. Продуманные функции и интуитивно понятный интерфейс обеспечивает удобство работы пользователей. Вероятность сбоя приложения при грамотной работе разработчиков тоже снижается, что помогает избежать простоев и негативных отзывов клиентов.

Для любого бизнеса важно не платить бешеные деньги за разработку приложения и в то же время получить качественный продукт. Для этого HR, отвечающему за найм сотрудника, требуется знать, что такое хорошая архитектура, рассчитана ли она на будущее и может ли она масштабироваться и получить поддержку рынка? А как определить, какие компоненты и функции важны для добавления в веб-приложение, чтобы дать правильное тестовое задание кандидату?

В этой статье мы расскажем о хорошей архитектуре веб-приложений, ее компонентах и ​​модулях.

Что такое архитектура веб-приложений?

Архитектура веб-приложений — это план одновременных взаимодействий между компонентами, базами данных, промежуточными системами, пользовательскими интерфейсами и серверами в приложении. Его также можно описать как макет, который логически определяет соединение между сервером и клиентской частью для лучшего взаимодействия с Интернетом.

Почему важна архитектура веб-приложений?

Тенденции рынка постоянно меняются, ожидания пользователей продолжают расти, а бизнес, по крайней мере, перспективный, должен соответствовать. Любому веб-приложению нужна архитектура, чтобы заложить прочную основу. Иначе ваше бизнес-приложение будет погружаться в большой комок грязи, анти-паттерн архитектуры — здесь можно провести аналогию с плохо установленными сваями при строительстве дома. Особенно это критично, если вы планировали строить небоскреб.

Хорошо продуманная архитектура веб-приложения может справляться с различными нагрузками и умело адаптироваться к изменяющимся бизнес-требованиям, обеспечивая быстрое взаимодействие с клиентами. Это, разумеется, повышает производительность приложения и прибыль.

А как же безопасность, спросите вы? Ну, веб-архитектура делит приложение на несколько блоков, которые защищены отдельно, чтобы свести к минимуму угрозы безопасности, включая угрозу фишинга. Кроме того, приложения с перспективной архитектурой дают возможность добавлять новые функции и поддерживать высокую скорость работы приложения даже при наплыве пользователей.

Как работает архитектура веб-приложений?

Все приложения состоят из двух основных компонентов:

• Сторона клиента, обычно называемая: интерфейс, где код написан на HTML, CSS, JavaScript и хранится в браузере. Именно здесь происходит взаимодействие с пользователем.
• Серверная часть, также известная как бэкэнд, управляет бизнес-логикой и отвечает на HTTP-запросы. Серверный код написан на Java, PHP, Ruby, Python и т. д.

Помимо этого, есть дополнительный компонент — сервер базы данных, который отправляет запрошенные данные на сторону сервера.

Давайте разберемся, как функционирует архитектура:

Вы вводите URL-адрес, например, «heaad.ru» в браузере и нажимаете Enter. Браузер отправит запрос на сервер доменных имен, который распознает IP-адрес и далее отправит ваш запрос на сервер, на котором находится Heaad. Затем сервер перехватывает запрос, отправляет его в хранилище данных, чтобы определить местонахождение страницы, и запрашивает данные для отображения в браузере. И вот страница отображается на вашем экране.

Уровни архитектуры веб-приложений

Современные веб-приложения имеют многоуровневую архитектуру, состоящую из уровней представления, бизнеса, сохранения и базы данных. Небольшие приложения имеют три уровня, где в некоторых случаях бизнес-уровни и уровни сохраняемости действуют вместе, а сложные приложения имеют пять или шесть уровней.

1. Уровень представления, построенный с помощью HTML, CSS, JavaScript и их фреймворков, обеспечивает связь между интерфейсом и браузером для облегчения взаимодействия с пользователем.
2. Бизнес-уровень определяет бизнес-логику и правила. Он обрабатывает запросы браузера, выполняет бизнес-логику, связанную с запросами, а затем отправляет их на уровень представления.
3. Уровень сохраняемости отвечает за доступ к данным. Он тесно связан с бизнес-уровнем и имеет сервер базы данных, который извлекает данные с соответствующих серверов.
4. Уровень базы данных или уровень службы данных содержит все данные и обеспечивает безопасность данных, отделяя бизнес-логику от клиентской стороны.

Каждый из этих слоев работает независимо от другого. Компоненты одного слоя закрыты и имеют дело с логикой связанного слоя. Например, компоненты, находящиеся на уровне представления, имеют дело с логикой представления, а компоненты бизнес-уровня — с бизнес-логикой. Такая схема работы снижает потенциальную нагрузку, когда в веб-приложении требуются изменения. Поэтому изменения могут быть внесены в один слой, не затрагивая компоненты других слоев.

Компоненты веб-приложений

Компоненты веб-приложений можно разделить на две части:

Компоненты пользовательского интерфейса являются частью визуального интерфейса веб-приложения и не взаимодействуют с архитектурой. Они ограничены отображением веб-страницы и состоят из журналов действий, настроек конфигурации, информационных панелей, статистики, виджетов, уведомлений. Такие компоненты требуются, чтобы клиенту было удобнее использовать приложение.

Структурные веб-компоненты состоят из клиентских и серверных компонентов. Клиентские компоненты существуют в браузере пользователя и взаимодействуют с функциональностью веб-приложений. Для создания этих компонентов обычно используются HTML, CSS и JavaScript. Еще серверные компоненты делятся на сервер веб-приложений, который обрабатывает бизнес-логику, и сервер базы данных, на котором хранятся данные. PHP, JAVA, Python, Node.js, .NET и Ruby on Rails — это некоторые фреймворки, которые используют для создания серверных компонентов.

Модели веб-приложений

Существует несколько моделей, используемых для создания этих вышеупомянутых компонентов. Рассмотрим все доступные варианты.

• Один веб-сервер, одна модель базы данных.

Такая модель несколько устарела: у нее есть только один сервер и одна база данных для обработки всех запросов. Это означает, что если сервер выйдет из строя, ваше приложение тоже. Тем не менее, модель обычно используется для тестовых практик и подойдет вам, если ваш бизнес — стартап с бюджетными ограничениями.

• Несколько веб-серверов, одна модель базы данных

Такой способ логики работы приложения снижает риск сбоя данных, поскольку резервный сервер всегда доступен, если один из серверов выйдет из строя. Тем не менее, вероятность сбоя веб-сайта все еще может существовать из-за наличия только одной базы данных.

• Несколько веб-серверов и несколько баз данных

Эта модель снижает риск падения производительности приложения, поскольку всегда есть два варианта хранения базы данных. Можно либо хранить одинаковые данные во всех базах данных, либо равномерно распределять их по серверам.

Типы архитектуры веб-приложений

При выборе архитектуры стоит учитывать такие факторы, как логика приложения, функции, функциональные возможности, бизнес-требования и т. д. Правильная архитектура определяет цель вашего продукта в целом. Веб-приложения в целом делятся на четыре типа:

• Архитектура одностраничных приложений

SPA (одностраничное приложение) было введено для преодоления традиционных ограничений и достижения плавной работы приложения, интуитивно понятного и интерактивного взаимодействия с пользователем. Вместо загрузки новой страницы SPA загружают одну веб-страницу и перезагружают запрошенные данные на той же странице с динамически обновляемым содержимым. Остальная часть веб-страницы остается нетронутой. SPA разрабатываются на стороне клиента с использованием фреймворков JavaScript, так как вся логика всегда переносится на фронтенд.

Микросервисная архитектура стала лучшей альтернативой сервис-ориентированной архитектуре (SOA) и монолитной архитектуре. Службы слабо связаны друг с другом, чтобы их можно было разрабатывать, тестировать, поддерживать и развертывать независимо друг от друга. Такие службы также могут взаимодействовать с другими службами через API для решения сложных бизнес-задач.

Развертывание веб-приложений с использованием монолитной архитектуры — сложная задача из-за тесно связанных компонентов. Микросервисы решили эту проблему, разделив приложение на несколько отдельных компонентов службы. Это упрощает связь между сервисными компонентами и устраняет необходимость в оркестровке сервисов. Некоторые технологические гиганты, пользующиеся популярностью благодаря использованию микросервисов, — это Amazon, Netflix, SoundCloud, Comcast и eBay.

Это архитектура, в которой код запускают поставщики облачных услуг — нет необходимости развертывать их вручную на вашем сервере. Бессерверная архитектура — это шаблон проектирования, при котором приложения создаются и запускаются без какого-либо ручного вмешательства на серверах, которыми управляют сторонние поставщики облачных услуг, например, Amazon и Microsoft. Это позволяет вам больше сосредоточиться на качестве и сложности продукта, чтобы сделать его масштабируемым и надежным. В широком смысле он подразделяется на два типа: Backend-as-a-Service (BaaS) и Function-as-a-Service (FaaS).

BaaS позволяет разработчикам сосредоточиться на задачах разработки интерфейса, исключая операции, выполняемые на сервере. Например, AWS Amplify является популярным продуктом BaaS. С другой стороны, FaaS — это модель, управляемая событиями, которая позволяет разработчикам разбивать приложения на небольшие функции, чтобы сосредоточиться на коде и триггерах событий. Остальное будут обрабатывать поставщики услуг FaaS, например, AWS Lambda и Microsoft Azure.

В 2015 году компания Google представила Progressive Web Apps (PWA) для разработки приложений, предлагающих богатый и нативный функционал с расширенными возможностями, надежностью и простотой установки. Приложения PWA совместимы с любым браузером и могут работать на любом устройстве. Вы можете легко настроить функцию приложения для планшета и рабочего стола.

Эти приложения можно легко обнаружить и поделиться ими через URL-адрес, а не через магазин приложений. Установка этих приложений также не требует усилий и может быть быстро добавлена ​​на главный экран устройства. Такие приложения эффективно работают при плохом подключении к Интернету, а также в автономном режиме. Uber, Aliexpress, Alibaba, Pinterest и Starbucks разрабатывают свои продукты в форме PWA.

Рекомендации и инструменты по архитектуре веб-приложений

Проектирование архитектуры — это только первый шаг, но успех вашего веб-приложения во многом зависит от выбранных вами архитектурных шаблонов. Имейте в виду, что копирование стратегий популярных веб-приложений может принести больше вреда, чем пользы, поскольку часто они не соответствуют вашим бизнес-требованиям. Чтобы избежать этого, следуйте нашей инструкции. Убедитесь, что в архитектуре вашего веб-приложения есть:

• Гибкость и эффективность системы
• Повторное использование компонентов
• Продуманная структура кода
• Высокая масштабируемость
• Стабильность и надежность
• Простое обнаружение ошибок с помощью A/B-тестирования
• Использование стандартов безопасности
• Разделы для сбора отзывов пользователей

А вот список инструментов и опций, которые помогут обеспечить хорошую работу веб-приложений:

• Инструменты IDE: Webstorm, Github Atom, NetBeans, AWS Cloud9 — это несколько IDE для повышения производительности.
• Инструменты UX Builder: Invision, Figma, Sketch и т. д. сегодня широко используются для проектирования и улучшения взаимодействия с пользователем.
• Инструменты интеграции: MuliSoft, Cleo, JitterBit, Automate.io обеспечивают удобный, привлекательный и унифицированный опыт.
• Фреймворки и библиотеки: React, Angular, Python, Veu, Express, Django и т. д. — самые популярные фреймворки для создания качественных конечных продуктов.

Успех современного веб-приложения всегда тесно связан с его архитектурой. Идти в ногу со временем — сложная задача, и небольшая ошибка может стоить вам жизни вашего продукта. Для разработки современной архитектуры веб-приложений требуется профессиональный и квалифицированный архитектор, который понимает ограничения и проблемы, связанные с этим.

Затрудняетесь в поиске хорошего специалиста?

Найдите его у нас — обратитесь в HEAAD, и мы подберем лучших.

Источник