Webアプリケーションアーキテクチャ：機能、コンポーネント、タイプ、実際の例

公開: 2021-06-16

目次

Webアプリケーションアーキテクチャとは何ですか？

Webアプリケーションとは、ブラウザで実行されるタイプのアプリケーションを指します。 インターネットを介してタスクを実行するには、Webテクノロジを使用する必要があります。 Webアプリケーションのいくつかの特徴は次のとおりです。

  • Webアプリケーションは、特定の問題のみに焦点を当てています。
  • デスクトップアプリケーションのように高度にインタラクティブです。
  • コンテンツ管理システムは、Webアプリケーションに存在します。

この記事では、Webアプリケーションのアーキテクチャとコンポーネントにまで及ぶその作業に簡単に焦点を当てています。

従来、Webサイトは静的ページの組み合わせでしたが、現在では、Webサイトは静的から静的かつ動的の両方に変化しています。 Webサイトの動的な部分は、Webアプリケーションと呼ばれます。 クライアントとは、インターネットの閲覧に使用されるデバイスを指します。

サーバーはウェブサイトの残りの半分を参照します。 名前が示すように、サーバーはクライアントから要求されたデータを提供します。 クライアントとサーバー間の通信は、クライアントサーバーモデルと呼ばれます。 クライアント/サーバーモデルの主な目標は、クライアントから要求を受け取り、応答を配信することです。

サーバー側スクリプトとクライアント側スクリプトの両方が組み合わされて、Webアプリケーションを形成します。 サーバーサイドスクリプトにはPHPとASPが含まれ、情報の取得と保存に使用されます。 JavascriptとHTMLは、クライアントに情報を提供するために使用されます。

Webアプリケーションアーキテクチャとは、コンポーネントのフレームワークと、より優れたWebエクスペリエンスを可能にするそれらの通信を指します。 コンポーネント間の通信は、データベース、アプリケーション、およびWeb上のコンポーネントに関連する他のシステム間の相互作用です。 このアーキテクチャの目標は、プログラムの複数の実行を同時に可能にすることです。 アーキテクチャは、Webページを閲覧する簡単な例で表現できます。

  • ユーザーは、アドレスバーにURLを入力した後、ブラウザで特定のWebアドレスを要求します。 リクエストを受信したサーバーは、応答としていくつかのファイルをブラウザに送り返します。 ファイルがブラウザによって実行されると、要求されたページが表示されます。
  • 要求されたページを表示すると、ユーザーとWebサイト間の対話が可能になります。 Webブラウザーは、実行中にコードを解析します。
  • ユーザーの入力に基づいて、コードには、ユーザーの入力に応答する方法をブラウザーに通知するために必要な情報が含まれていない場合があります。
  • したがって、サブコンポーネントと外部アプリケーションの交換は、Webアプリケーションアーキテクチャに含まれている必要があります。
  • Web通信は、ほとんどのアプリケーションとデバイスの重要な部分になっているため、現代の世界ではWebアプリケーションが必要になっています。
  • 信頼性、セキュリティ、スケーラビリティ、効率、および堅牢性は、Webアプリケーションの要件の一部です。

Webアプリケーションのプロパティ

  • Webアプリケーションは、ビジネス上の問題を解決するために適用されます。
  • 高速なユーザーエクスペリエンスは、Webアプリケーションによって保証されます。
  • セキュリティを提供します。
  • Webアプリケーションは、自己調整型で持続可能なものです。
  • 視覚的な美学は、Webアプリケーションによってサポートされています。
  • A/Bテストと分析がサポートされています。

Webアプリケーション機能

ほとんどの場合、ブラウザでサポートされている言語は、JavaScriptやHTMLなどのWebアプリケーションのコーディングに使用されます。 プログラムの実行については、言語はブラウザに依存しています。 一般的なWebアプリケーションの場合、次の2つのコードが並行して実行されます。

  • クライアント側のコード：このコードは、クライアントの入力に応答するブラウザーにローカライズされています。
  • サーバー側のコード：このコードは、HTTPによって行われた要求に応答し、サーバーにローカライズされます。

クライアント側のコードに対するサーバー側のコードの義務を決定するのは、開発チームの義務です。 サーバー側のコードの記述には、Java、JavaScript、C＃、Python、Ruby、PHPなどのスクリプトが使用されます。

これらのコードは、HTTPリクエストに応答できるサーバー上で実行でき、ユーザーがリクエストしたページの生成を担当します。 さらに、ユーザー入力やプロファイルなど、さまざまなタイプのデータを保存できます。 エンドユーザーはその情報を入手することはできません。

クライアント側のコードは、Webブラウザによって解析されるJavaScript、CSS、およびHTMLスクリプトで記述されています。 ユーザーは、クライアント側のコードを表示および変更できます。

したがって、Webサーバーとアプリケーションサーバーは、クライアント要求を受信して​​管理し、要求されたタスクを実行するためにWebアプリケーションに必要です。

Webアプリケーションの動作は、次の順序に従います。

  • ユーザーは、アプリケーションのユーザーインターフェイスまたはWebブラウザーを使用して、インターネット経由でWebサーバーへの要求を生成します。
  • 次に、要求はWebサーバーによって適切なWebアプリケーションサーバーに転送されます。
  • 要求されたタスクはWebアプリケーションサーバーによって実行され、結果を生成します。 リクエストは、データベースクエリまたはデータ処理に関連するものであれば何でもかまいません。
  • 結果は、処理されたデータまたはクライアントの要求に応じて必要な情報とともに、WebアプリケーションサーバーによってWebサーバーに返送されます。
  • 要求された情報は、Webサーバーによってユーザーディスプレイに表示されます。

世界のトップ大学からオンラインでソフトウェアコースを学びましょう。 エグゼクティブPGプログラム、高度な証明書プログラム、または修士プログラムを取得して、キャリアを早急に進めましょう。

Webアプリケーションアーキテクチャのコンポーネント

一般的なWebアプリケーションのアーキテクチャは、アプリケーションコンポーネント、データベース、およびミドルウェアシステムで構成されています。 Webアプリケーションアーキテクチャのコンポーネントは、次のもので構成されます。

  1. UI / UX Webアプリケーションコンポーネント：これらのコンポーネントには、アクティビティログ、通知、統計データ、ダッシュボード、設定などが含まれます。これらのコンポーネントは主に、Webアプリケーションの基盤を築き、ビジュアルを作成するために使用されます。 コンポーネントは、Webベースのアプリケーションの操作には関与しません。
  2. 構造コンポーネント：Webアプリケーションの構造コンポーネントには、クライアント側とサーバー側が含まれます。 これには、データベースサーバーとWebアプリケーションサーバーが含まれます。
  3. クライアントコンポーネント：クライアントコンポーネントの作成には、JavaScript、HTML、およびCSSの知識が必要です。 コンポーネントはユーザーのWebブラウザー内にあるため、オペレーティングシステムは必要ありません。 これは基本的に、エンドユーザーが対話するWebアプリケーションの機能を表します。
  4. サーバーコンポーネント：クライアントコンポーネントを作成するには、Java、.NET、Python、Ruby、PHP、およびNode.jsの知識が必要です。 サーバーコンポーネントの2つの部分は、アプリロジックとデータベースです。 データベースがすべての情報を保存している間、アプリロジックはWebアプリケーションを制御します。

Webアプリケーションを構築するためのコンポーネントは、次のモデルから選択できます。

1. 1つのWebサーバーと1つのデータベース： Webアプリケーションの最も単純で信頼性の低いモデルは、 1つのWebサーバーと1つのデータベースです。 サーバーがダウンするとすぐにそのようなモデルに基づいて構築されたWebアプリケーションがダウンするため、そのようなモデルの信頼性は低くなります。

サーバーの問題により、そのようなアプリケーションの動作が許可されないため、サーバーの安定性が、アプリケーションの正常な動作に依存する主な要因になります。

このモデルは、実際のWebアプリケーションの構築には使用されませんが、Webアプリケーションの基本をテストおよび学習するために使用できます。

2. 2つのWebサーバーと1つのデータベース：このようなモデル上に構築されたWebアプリケーションは、バックアップサーバーが存在するため、上記のものと比較して非常に信頼性があります。 Webサーバーにデータが保存されていません。 Webサーバーがクライアントから受信した情報は、Webサーバーによって処理され、データベースに書き込まれます。 このデータベースはサーバーの外部で管理されます。 このモデルは、ステートレスアーキテクチャとも呼ばれます。

このモデルでは、障害を回避するために少なくとも2つのWebサーバーを使用する必要があります。これは、一方のサーバーが故障すると、もう一方のサーバーが担当するためです。 このような場合、リクエストは新しいサーバーに送信されるため、Webアプリケーションの実行は続行されます。 ただし、データベースがクラッシュした場合、Webアプリケーションもクラッシュします。

3. 3つ以上のWebサーバーとデータベース：アプリケーションを構築するための最も効率的で信頼できるオプションの1つは、3つ以上のサーバーとデータベースで構成されるモデルです。 複数のコンポーネントが存在することで、Webアプリケーションの障害に関連する問題を回避できます。

複数のデータベースを使用すると、すべてのデータベースに同一のデータを保存するか、すべてのデータベースにデータを均等に分散するかを選択できます。 5つを超えるWebサーバーまたはデータベースを使用する場合は、ロードバランサーをインストールする必要があります。 このモデルは、大量のデータを処理できるため、企業向けのWebアプリケーションの構築に広く使用されています。

Webアプリケーションアーキテクチャの種類

Webアプリケーションのアーキテクチャタイプは、クライアント側とサーバー側の間のアプリケーションロジックの分散に依存します。 これには、 WebアプリケーションアーキテクチャとWebサーバーアーキテクチャの両方が含まれます。

Webアプリケーションのアーキテクチャは、主に3つのタイプがあります。

  1. シングルページアプリケーション（SPA） ：このタイプのアーキテクチャでは、ページはユーザーによって要求されます。 動的な相互作用は、コンテンツを現在のページに更新することによって提供されます。 このタイプのWebアプリケーションアーキテクチャは、非同期JavaScriptおよびXMLの簡潔な形式であるAJAXを介して実現されます。 ユーザーが中断に直面しないため、SPAはデスクトップアプリケーションに似ています。 ユーザーが最も必要なコンテンツを要求できるため、ユーザーにインタラクティブなエクスペリエンスを提供します。
  2. マイクロサービス：これらのタイプのアーキテクチャは、生産性の向上と展開プロセスの高速化という点で利点があります。 単一の機能はマイクロサービスタイプのアーキテクチャによって実行されるため、小型で軽量です。 アプリのコンポーネントを構築するために必要なコードは同じプログラミング言語である必要がないため、マイクロサービスに基づくアプリケーションの開発は簡単で迅速です。
  3. サーバーレスアーキテクチャ：これは一種のWebサーバーアーキテクチャです。 サーバーレスアーキテクチャでは、サーバーとインフラストラクチャ管理をアウトソーシングするためにサードパーティが必要です。 アプリケーションは、インフラストラクチャに関連する他のタスクを気にすることなく、クラウドでコードを実行します。

他のタイプのWebサーバーアーキテクチャには、Java、Node.Js、.NET、PHP、Azure、AngularJS、Laravel、およびPythonベースのWebアプリケーションアーキテクチャが含まれます。

Webアプリケーションの例

Webアプリケーションの例には、オンラインフォーム、ワードプロセッサ、ショッピングカート、スプレッドシート、写真とビデオの編集、ファイルの変換とスキャン、Gmail、Yahoo、AOLなどの電子メールプログラムが含まれます。

いくつかの人気のあるWebアプリケーションのいくつかの例は次のとおりです。

1. Googleドキュメント： Googleドキュメントを使用すると、ユーザーはパソコンまたはGoogleドライブアカウントでドキュメントを作成して保存できます。 ファイルはPDF形式で保存でき、印刷して他のユーザーと共有できます。 これにより、異なるユーザーが同じドキュメントを操作できるようになります。 インターネットに接続していなくても、アプリケーションを使用でき、ドキュメントで行われた変更は、インターネットに再度接続したときに自動的に保存されます。

2. Netflix：このアプリは重要なビデオストリーミングプラットフォームの1つです。 これにより、ユーザーは、ユーザーの好みに応じていつでもお気に入りの映画を閲覧および視聴できます。

3. Codepen.io：これはHTMLコードを開発するためのWebベースのアプリケーションです。 このツールは、ユーザーがリアルタイムのCSS、HTML、およびJavaScriptコードをテストするのに役立ちます。

Webアプリケーションの他の例には、Facebook、Gmail、Twitterなどがあります。

結論

近年、インターネットの利用が増えるにつれ、Webアプリケーションの利用も増えています。 記事で説明したように、Webアプリケーションは、アプリケーションを構築するために選択されたモデルのタイプによってさらに決定されるセキュリティを提供します。 したがって、Webベースのアプリケーションの開発に進む前に、その背後にある要件と概念を詳しく調べることをお勧めします。

このそれぞれの分野でトレーニングを受け、Web開発の経験を積むことをいとわない場合は、upGradおよびIIIT-Bangaloreが提供する「コンピュータサイエンスの理学修士」認定コースを確認することをお勧めします。 このコースは、21〜45歳のエントリーレベルからミドルレベルの専門家（男性と女性）向けに効果的に設計されています。

これは、15を超えるツールとソフトウェアの経験を積む一流の専門家を通じて厳密にトレーニングされるため、Web開発の夢への足がかりになります。 upGradのコースに関する詳細を確認したい場合は、コメントをお送りください。 私たちの支援チームがあなたに返事をします。

自分をスキルアップして未来に備える

DevOpsで高度な証明書プログラムを申請する