Architektur von Webanwendungen: Funktion, Komponenten, Typen und Beispiele aus der Praxis

Was ist Webanwendungsarchitektur?

Webanwendung bezieht sich auf die Arten von Anwendungen, die in einem Browser ausgeführt werden. Es erfordert den Einsatz von Webtechnologie, um seine Aufgaben über das Internet auszuführen. Einige Merkmale einer Webanwendung sind:

• Eine Webanwendung konzentriert sich nur auf ein bestimmtes Problem.
• Es ist hochgradig interaktiv wie Desktop-Anwendungen.
• In Webanwendungen ist ein Content-Management-System vorhanden.

Der Artikel konzentriert sich kurz auf die Architektur der Webanwendung und ihre Arbeit bis hin zu den Komponenten.

Traditionell waren Websites eine Kombination aus statischen Seiten, aber heutzutage haben sich die Websites von statisch zu statisch und dynamisch gewandelt. Der dynamische Teil der Websites wird als Webanwendungen bezeichnet. Der Client bezieht sich auf jedes Gerät, das zum Surfen im Internet verwendet wird.

Während ein Server auf die andere Hälfte der Website verweist. Wie der Name schon sagt, bedient der Server die vom Client angeforderten Daten. Die Kommunikation zwischen einem Client und einem Server wird als Client-Server-Modell bezeichnet. Das Hauptziel des Client-Server-Modells besteht darin, die Anfrage vom Client zu empfangen und die Antwort zu liefern.

Sowohl serverseitige als auch clientseitige Skripte bilden zusammen die Webanwendungen. Serverseitige Skripte umfassen PHP und ASP und werden zum Abrufen und Speichern von Informationen verwendet. Javascript und HTML werden verwendet, um die Clients mit den Informationen zu versorgen.

Die Architektur von Webanwendungen bezieht sich auf das Gerüst von Komponenten und deren Kommunikation, die ein besseres Weberlebnis ermöglichen. Kommunikationen zwischen den Komponenten sind die Interaktionen zwischen den Datenbanken, Anwendungen und anderen daran beteiligten Systemen im Web. Das Ziel der Architektur ist es, die mehrfache Ausführung von Programmen gleichzeitig zu ermöglichen. Die Architektur kann durch das einfache Beispiel des Surfens auf einer Webseite dargestellt werden.

• Der Benutzer fordert eine bestimmte Webadresse in einem Browser an, nachdem er seine URL in die Adressleiste eingegeben hat. Der Server sendet nach Erhalt der Anfrage einige Dateien als Antwort an den Browser zurück. Die angeforderten Seiten werden dann angezeigt, sobald die Dateien vom Browser ausgeführt werden.
• Die Anzeige der angeforderten Seiten ermöglicht die Interaktion zwischen dem Benutzer und der Website. Der Webbrowser analysiert den Code während der Ausführung.
• Basierend auf den Eingaben des Benutzers verfügt der Code möglicherweise nicht über die erforderlichen Informationen, um dem Browser mitzuteilen, wie er auf die Benutzereingaben reagieren soll.
• Daher müssen Unterkomponenten und externe Anwendungsaustausche in die Webanwendungsarchitektur aufgenommen werden.
• Die Webkommunikation ist zu einem wichtigen Bestandteil der meisten Anwendungen und Geräte geworden, und daher sind Webanwendungen in der modernen Welt zu einer Notwendigkeit geworden.
• Zuverlässigkeit, Sicherheit, Skalierbarkeit, Effizienz und Robustheit sind einige der Anforderungen an eine Webanwendung.

Eigenschaften von Webanwendungen

• Webanwendungen werden zur Lösung von Geschäftsproblemen eingesetzt.
• Eine schnelle Benutzererfahrung wird durch die Webanwendungen gewährleistet.
• Es bietet Sicherheit.
• Die Webanwendungen sind selbstregulierend und nachhaltig.
• Die visuelle Ästhetik wird durch Webapplikationen unterstützt.
• A/B-Tests und Analysen werden unterstützt.

Funktionen von Webanwendungen

Meistens werden die browserunterstützten Sprachen verwendet, um die Webanwendungen wie JavaScript und HTML zu codieren. Für die Ausführung der Programme ist die Sprache auf den Browser angewiesen. Für jede typische Webanwendung werden zwei Codes nebeneinander ausgeführt:

• Clientseitiger Code: Dieser Code ist im Browser lokalisiert, der auf die Eingabe des Clients reagiert.
• Serverseitiger Code: Dieser Code antwortet auf die HTTP-Anforderungen und ist auf dem Server lokalisiert.

Es ist die Pflicht des Entwicklungsteams, die Pflicht des serverseitigen Codes in Bezug auf den clientseitigen Code zu entscheiden. Skripte wie Java, JavaScript, C#, Python, Ruby, PHP usw. werden zum Schreiben der serverseitigen Codes verwendet.

Diese Codes können auf einem Server ausgeführt werden, der auf die HTTP-Anforderungen reagieren kann und für die Generierung der vom Benutzer angeforderten Seiten verantwortlich ist. Darüber hinaus kann es verschiedene Arten von Daten wie Benutzereingaben und Profile speichern. Der Endbenutzer ist niemals in der Lage, diese Informationen zu erhalten.

Clientseitiger Code wird in JavaScript-, CSS- und HTML-Skripten geschrieben, die vom Webbrowser geparst werden. Der Benutzer kann den clientseitigen Code sehen und ändern.

Daher werden der Webserver und ein Anwendungsserver von der Webanwendung benötigt, um die Clientanfrage zu empfangen und zu verwalten und um die angeforderten Aufgaben auszuführen.

Die Funktionsweise einer Webanwendung folgt folgendem Ablauf:

• Durch die Verwendung der Benutzerschnittstelle oder des Webbrowsers einer Anwendung generiert der Benutzer eine Anfrage über das Internet an den Webserver.
• Die Anfrage wird dann vom Webserver an den entsprechenden Webanwendungsserver weitergeleitet.
• Die angeforderte Aufgabe wird vom Webanwendungsserver ausgeführt und generiert die Ergebnisse. Die Anforderung kann alles sein, was mit Datenbankabfragen oder Datenverarbeitung zu tun hat.
• Die Ergebnisse werden vom Webanwendungsserver mit den verarbeiteten Daten oder den erforderlichen Informationen, wie vom Client angefordert, an den Webserver zurückgesendet.
• Die angeforderten Informationen werden vom Webserver auf dem Benutzerdisplay angezeigt.

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Komponenten der Webanwendungsarchitektur

Die Architektur einer typischen Webanwendung besteht aus Anwendungskomponenten, Datenbanken und Middleware-Systemen. Die Komponenten einer Webanwendungsarchitektur bestehen aus

1. UI/UX-Webanwendungskomponenten: Diese Komponenten umfassen die Aktivitätsprotokolle, Benachrichtigungen, statistischen Daten, Dashboards, Einstellungen usw. Sie werden hauptsächlich verwendet, um die Grundlage der Webanwendung zu legen und Visuals zu erstellen. Die Komponenten sind an keinem Betrieb der webbasierten Anwendungen beteiligt.
2. Strukturelle Komponenten: Zu den strukturellen Komponenten einer Webanwendung gehören die Clientseite und die Serverseite. Es umfasst den Datenbankserver und den Webanwendungsserver.
3. Client-Komponente: Die Erstellung der Client-Komponenten erfordert Kenntnisse in JavaScript, HTML und CSS. Das Betriebssystem ist nicht erforderlich, da sich die Komponenten im Webbrowser des Benutzers befinden. Es stellt im Grunde die Funktionalität einer Webanwendung dar, mit der der Endbenutzer interagiert.
4. Serverkomponente: Die Erstellung der Clientkomponenten erfordert Kenntnisse in Java, .NET, Python, Ruby, PHP und Node.js. Zwei Teile der Serverkomponenten sind App-Logik und Datenbank. Die App-Logik steuert die Webanwendung, während die Datenbank alle Informationen speichert.

Die Komponenten zum Aufbau einer Webanwendung können aus folgenden Modellen ausgewählt werden:

1. Ein Webserver und eine Datenbank: Das einfachste und am wenigsten zuverlässige Modell der Webanwendung sind ein Webserver und eine Datenbank . Die Zuverlässigkeit solcher Modelle ist gering, da die auf solchen Modellen aufgebaute Webanwendung ausfällt, sobald der Server ausfällt.

Probleme mit dem Server lassen das Funktionieren solcher Anwendungen nicht zu und daher ist die Stabilität des Servers der Hauptfaktor, auf dem der erfolgreiche Betrieb der Anwendung beruht.

Das Modell wird nicht zum Erstellen echter Webanwendungen verwendet, kann aber zum Testen und Erlernen der Grundlagen der Webanwendung verwendet werden.

2. Zwei Webserver und eine Datenbank: Webanwendungen , die auf solchen Modellen basieren, sind im Vergleich zu den oben genannten ziemlich zuverlässig, da ein Backup-Server vorhanden ist. Es erfolgt keine Speicherung von Daten auf dem Webserver. Die vom Webserver von einem Client empfangenen Informationen werden vom Webserver verarbeitet und in die Datenbank geschrieben. Diese Datenbank wird außerhalb des Servers verwaltet. Das Modell wird auch als zustandslose Architektur bezeichnet.

Das Modell erfordert die Verwendung von mindestens zwei Webservern, um Ausfälle zu vermeiden, da der Ausfall eines Servers dazu führt, dass der andere Server die Verantwortung übernimmt. In solchen Fällen werden die Anfragen an den neuen Server geleitet und somit die Ausführung der Webanwendung fortgesetzt. Aber im Falle eines Datenbankabsturzes stürzt auch die Webanwendung ab.

3. Mehr als zwei Webserver und Datenbanken : Eine der effizientesten und zuverlässigsten Optionen zum Erstellen einer Anwendung ist das Modell, das aus mehr als zwei Servern und Datenbanken besteht. Das Vorhandensein von mehr als einer Komponente vermeidet die Probleme, die mit dem Ausfall der Webanwendung verbunden sind.

Das Vorhandensein mehrerer Datenbanken bietet die Möglichkeit, entweder identische Daten in allen Datenbanken zu speichern oder die Daten gleichmäßig auf alle Datenbanken zu verteilen. Wenn mehr als 5 Webserver oder Datenbanken verwendet werden, müssen Load Balancer installiert werden. Die Modelle werden häufig zum Erstellen von Webanwendungen für Unternehmen verwendet, da sie große Datenmengen verarbeiten können.

Arten von Webanwendungsarchitekturen

Der Typ der Webanwendungsarchitektur hängt von der Verteilung der Anwendungslogik zwischen Client- und Serverseite ab. Es umfasst sowohl die Webanwendungsarchitektur als auch die Webserverarchitektur.

Die Webanwendungsarchitektur besteht hauptsächlich aus drei Typen.

1. Single-Page-Anwendungen (SPAs) : Bei dieser Art von Architektur wird die Seite vom Benutzer angefordert. Eine dynamische Interaktion wird bereitgestellt, indem der Inhalt auf die aktuelle Seite aktualisiert wird. Diese Art von Webanwendungsarchitektur wird durch AJAX erreicht, das eine prägnante Form von asynchronem JavaScript und XML ist. Die SPAs ähneln Desktop-Anwendungen, da der Benutzer keinerlei Unterbrechungen ausgesetzt ist. Es bietet dem Benutzer ein interaktives Erlebnis, da er Inhalte anfordern kann, die am notwendigsten sind.
2. Microservices: Diese Architekturtypen bieten Vorteile in Bezug auf die Steigerung der Produktivität und die Beschleunigung des Bereitstellungsprozesses. Eine einzelne Funktionalität wird von der Microservices-Architektur ausgeführt und ist daher klein und leichtgewichtig. Die Entwicklung der Anwendung auf Basis von Microservices ist einfach und schnell, da der Code, der zum Erstellen der Komponenten der App erforderlich ist, nicht dieselbe Programmiersprache haben muss.
3. Serverlose Architekturen: Dies ist eine Art von Webserverarchitektur. Bei einer serverlosen Architektur ist ein Drittanbieter für die Auslagerung des Servers und des Infrastrukturmanagements erforderlich. Die Anwendung führt den Code in der Cloud aus, ohne andere Aufgaben im Zusammenhang mit der Infrastruktur zu stören.

Andere Arten von Webserverarchitekturen umfassen Java, Node.Js, .NET, PHP, Azure, AngularJS, Laravel und Python-basierte Webanwendungsarchitekturen.

Beispiele für Webanwendungen

Beispiele für Webanwendungen sind Online-Formulare, Textverarbeitungsprogramme, Einkaufswagen, Tabellenkalkulationen, Foto- und Videobearbeitung, Dateikonvertierung und -scannen sowie E-Mail-Programme wie Gmail, Yahoo und AOL.

Einige Beispiele für einige beliebte Webanwendungen sind:

1. Google Docs: Google Docs ermöglicht es den Benutzern, Dokumente auf dem Computer oder in einem Google Drive-Konto zu erstellen und zu speichern. Die Dateien können im PDF-Format gespeichert werden, das gedruckt und mit anderen Benutzern geteilt werden kann. Es ermöglicht die Bearbeitung desselben Dokuments durch verschiedene Benutzer. Auch ohne Internetverbindung kann die Anwendung verwendet werden und die in einem Dokument vorgenommenen Änderungen werden automatisch gespeichert, wenn wieder eine Verbindung zum Internet hergestellt wird.

2. Netflix: Die App ist eine der wichtigen Video-Streaming-Plattformen. Es ermöglicht den Benutzern, ihre Lieblingsfilme zu jeder bestimmten Zeit nach Wunsch des Benutzers zu durchsuchen und anzusehen.

3. Codepen.io: Dies ist eine webbasierte Anwendung zur Entwicklung von HTML-Code. Das Tool hilft dem Benutzer, beliebige CSS-, HTML- und JavaScript-Codes in Echtzeit zu testen.

Weitere Beispiele für Webanwendungen sind Facebook, Gmail, Twitter usw.

Fazit

Die Nutzung der Webanwendung hat mit der zunehmenden Nutzung des Internets in den letzten Jahren zugenommen. Wie wir in diesem Artikel besprochen haben, bietet eine Webanwendung Sicherheit, die weiter durch die Art des Modells bestimmt wird, das zum Erstellen der Anwendung ausgewählt wurde. Bevor Sie sich also an die Entwicklung einer webbasierten Anwendung machen, ist es besser, die Anforderungen und Konzepte dahinter eingehend zu untersuchen.

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