Arten der Webanwendungsarchitektur: Eine prägnante Zusammenfassung

Was ist eine gute Webanwendung? Auf diese Frage gibt es keine allgemeingültige Antwort, da die verschiedenen Personen, die damit zu tun haben, ihre eigenen Anforderungen erfüllen müssen. Ein Kunde möchte, dass es sich um ein problemlösendes Produkt handelt, das einfach zu bedienen ist und attraktiv aussieht. Ein Unternehmer möchte, dass es eine geeignete Marktlücke findet. Ein Entwickler möchte ein Produkt entwickeln, das funktionell ist, hohen Verkehrslasten standhalten kann und skalierbar ist. Um all diese Aspekte in einem Produkt zu verwirklichen, können Software-Ingenieure zwischen verschiedenen Arten von Webanwendungsarchitekturen wählen.

Was ist Webanwendungsarchitektur?

In der digitalen Welt des 21. Jahrhunderts haben viele bestehende Wörter neue Bedeutungen bekommen. Wolken sind keine Wetterphänomene mehr, Kekse haben nichts mehr mit Gebäck zu tun, und der Bahnsteig ist kein Ding, nach dem man auf einem Bahnhof Ausschau hält. Das Gleiche gilt für die Architektur, die nicht mehr nur mit dem Baugewerbe in Verbindung gebracht wird. Wenn wir von Web-App-Architektur sprechen, meinen wir eine Anordnung verschiedener Elemente und deren Verbindung innerhalb dieses Softwareprodukts, die sein Web-Erlebnis garantieren. Wie geschieht das?

Wenn ein Benutzer eine URL in die Adressleiste eines Browsers eingibt, behandelt dieser sie wie eine Anfrage und bittet um Zugriff auf die Website, nachdem er sie gefunden hat. Der Server, auf dem sie gehostet wird, fragt den Browser nach einigen Daten. Der Browser wiederum übersetzt sie und zeigt sie dem Benutzer als Website an. Dieser Prozess ist zwar recht einfach zu erklären, aber im Betrieb ist er ziemlich kompliziert, wie das folgende Diagramm der Architektur einer Webanwendung zeigt.

Was sind die wichtigsten Komponenten von Webanwendungen?

• Datenbank. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um die Speicherung von Daten für die Anwendung. In der Regel wird sie auf einem Datenbankserver gespeichert. Die am weitesten verbreiteten Datenbanken verwenden SQL und ermöglichen die Speicherung grosser Datenmengen in Form von Tabellen und Zeilen (wie MySQL und PostgreSQL) oder unter Verwendung von Sammlungen und Dokumenten (wie bei MongoDB).                               
• Server-Infrastruktur. Dies ist eine Gesamtheit von Ressourcen (sowohl physisch als auch virtuell), die  die Anfragen der Browser empfangen und verarbeiten und dabei Datenanalysen durchführen. Weitere Aufgaben der Serverinfrastruktur sind die Ausführung und Verarbeitung von Geschäftslogik und die Speicherung von Daten – sowohl Dateien als auch Datenbanken. Die beliebtesten Beispiele für Infrastrukturen, die Hardware, Software und Netzwerke umfassen, sind AWS, Azure, DigitalOcean und einige andere.                                 
• Backend. Es handelt sich um den Code in Form der auf dem Server gespeicherten Prozeduren, die für die Handhabung der Geschäftslogik verantwortlich sind. Es soll ordnungsgemäss auf HTTP-Anfragen reagieren und die erforderlichen Daten an den Browser des Clients zurücksenden.                                 
• Front-End. Dieser Aspekt umfasst die UI/UX-Elemente, die der Endbenutzer sieht und mit denen er interagiert, während er die App bedient. Zu diesen visuellen Funktionen gehören Layouts, Benachrichtigungen, Aktivitätsverfolgung, Dienste von Drittanbietern usw.                                 
• API. Dies ist eine Brücke, die für die Datenübertragung zwischen den Architekturkomponenten (Backend, Frontend und Server) verwendet wird. IT-Experten empfehlen heute zwei APIs als am effizientesten. RestAPI gibt eine Reihe von Regeln weiter, denen Entwickler folgen, um ihre API zu erstellen. GraphQL ist sogar noch besser, da es eine umfassende Datenbeschreibung in der von Ihnen verwendeten API bereitstellt, die API-Entwicklung im Laufe der Zeit rationalisiert und die Nutzung robuster Entwickler-Tools ermöglicht.                                
• Dienste von Drittanbietern. Das sind Dienste, die nicht von den App-Besitzern bereitgestellt werden. In der Regel handelt es sich bei diesen Diensten um verschiedene Marketing-Tools und soziale Netzwerke. Unverzichtbare Dienste für Business-Apps sind Gateways für Kartenzahlungen oder Videokonferenzfunktionen.                  

Diese Komponenten können auf drei grundlegende Arten miteinander verbunden sein.

Drei Arten der Web-App-Architektur

Trotz der scheinbaren Fülle an existierenden Modellen lassen sich alle in drei grosse Kategorien einteilen.

1. ältere HTML-Webanwendung

Dies ist der am weitesten verbreitete Typ, der darauf beruht, dass ein Benutzer den gesamten HTML-Code auf Anfrage erhält. Dieses Schema, das auch als serverseitig oder Web 1.0 bekannt ist, erfordert ein Neuladen der Webseite, auf das die Seitenlogik und die allgemeine Geschäftslogik reagieren. Dieses Modell der Web-App-Organisation ist zwar extrem SEO-freundlich, sicher und schnell zu entwickeln, hat aber auch schwerwiegende Mängel, wie z.B. geringe Reaktionsfähigkeit, problematische Offline-Funktionalität und nicht vorhandenes Potenzial für die Umwandlung in mobile oder Desktop-Apps. Ausserdem kann dieses statische Modell nicht für die Entwicklung dynamischer Projekte verwendet werden.                    

2. Widget Web App

Dieser Typ eignet sich besser für mobile Apps und stellt den nächsten Schritt in der Entwicklung von Web-Apps dar, da er keine Anfrage zum Laden einer Seite benötigt. Stattdessen verwenden Widgets AJAX-Abfragen, um Datenteile in JSON und HTML zu empfangen. Sie sind reaktionsschneller und leistungsfähiger als der alte Typ, haben aber den Nachteil, dass sie anfällig für Penetration sind und eine lange Entwicklungszeit benötigen.

3. Single Page App

In diesem oft als Web 2.0 bezeichneten Schema wird ein Teil der Funktionalität auf die Kunden verlagert, die sie bei der Erstellung von Produkten wie Blogs und sozialen Netzwerken, um nur einige zu nennen, einsetzen. Im Wesentlichen handelt es sich um eine komplexe, auf JavaScript basierende Anwendung, die den HTML-Inhalt der Seite reproduziert. Diese Art von Organisationslogik sorgt für eine hervorragende Leistung und Reaktionsfähigkeit sowie für die Offline-Arbeit. Solche Webanwendungen lassen sich leicht skalieren und in andere Anwendungstypen umwandeln.

Das erfolgreiche Funktionieren einer Webanwendung hängt nicht nur von ihrer eigenen Architektur ab, sondern auch von der Architektur des Servers.

Ein paar Beispiele für Webserver-Architektur

Die Wahl der Serverarchitektur, die bei der App-Erstellung eingesetzt werden soll, wird durch die erwarteten Leistungsparameter (Geschwindigkeit, Speicherplatz, Rechenleistung usw.) bestimmt. Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung bei der Erstellung von Web-Apps empfehlen die Spezialisten von Axisbits die folgenden Server-Architektur-Typen.

• PHP-Webanwendungsarchitektur. PHP gilt als eine Webentwicklungssprache mit universeller Anerkennung. Diese Beliebtheit beruht auf ihrer Einfachheit und hohen Funktionalität. Folglich sind die damit erstellten Webanwendungen sicher, schnell zu entwickeln und einfach zu pflegen. Ausserdem garantiert die freundliche Unterstützung durch eine grosse Community rechtzeitige Hilfe, falls Probleme auftreten.                                 
• Laravel Web-Anwendungsarchitektur. Die Syntax dieses PHP-basierten Frameworks ist anmutig und ausdrucksstark. Mit der Model-View-Controller-Architektur als Kernstück verfügt es über eine Fülle von Funktionen, die eine nahtlose und schnelle Entwicklung zum Kinderspiel machen. Die Architektur komplexer Webanwendungen mit Beispielen in Laravel PHP bietet ein modulares Paketierungsschema, verbesserte Authentifizierung, Sessions und Caching. Das Routing in Laravel verdient eine besondere Erwähnung, da es die Erstellung mehrerer Routen ermöglicht, deren Namen über individuelle URLs aufgerufen werden können. All dies ermöglicht es den Entwicklern, die Leistung der Webanwendung optimal zu nutzen und den Datenverkehr zu verbessern.                               
• Azure Referenzarchitektur Webanwendung. Diese von Microsoft eingeführte und unterstützte Architektur soll als Brücke zwischen guten alten Tools und Cloud-Lösungen dienen. Darüber hinaus nutzt die spezialisierte Cloud-Plattform von Azure auch die besten Webanwendungspraktiken.              

Fazit

Wie Sie sehen, ist die Vielfalt der Web-App-Architekturen (sowie der App-Server-Organisationsmuster) so gross, dass man sich als Laie leicht darin verirren kann. Wenn Sie ein erstklassiges Produkt erhalten möchten, ist es ratsam, sich an Experten auf diesem Gebiet zu wenden. Unser Unternehmen ist in der Lage, jedes Softwareentwicklungsprojekt in Angriff zu nehmen und Sie mit der erstklassigen Qualität der Ergebnisse und einer vernünftigen Preispolitik zu beeindrucken.