Web 應用程序架構：功能、組件、類型和現實生活中的示例

已發表: 2021-06-16

目錄

什麼是 Web 應用架構？

Web 應用程序是指在瀏覽器上運行的那些類型的應用程序。 它需要使用網絡技術在互聯網上執行其任務。 Web 應用程序的一些特徵是：

  • Web 應用程序只關註一個特定的問題。
  • 它像桌面應用程序一樣具有高度交互性。
  • 內容管理系統存在於 Web 應用程序中。

本文簡要介紹了 Web 應用程序的體系結構及其擴展到組件的工作。

傳統的網站是靜態頁面的組合，但在今天，網站已經從靜態轉變為靜態和動態。 網站的動態部分稱為 Web 應用程序。 客戶端是指用於瀏覽互聯網的任何設備。

而服務器是指網站的另一半。 顧名思義，服務器為客戶端請求的數據提供服務。 客戶端和服務器之間的通信稱為客戶端-服務器模型。 客戶端-服務器模型的主要目標是接收來自客戶端的請求並傳遞響應。

服務器端腳本和客戶端腳本組合在一起形成 Web 應用程序。 服務器端腳本包括 PHP 和 ASP，用於檢索和存儲信息。 Javascript 和 HTML 用於為客戶提供信息。

Web 應用程序架構是指組件的框架及其通信，以實現更好的 Web 體驗。 組件之間的通信是網絡上涉及的數據庫、應用程序和其他系統之間的交互。 該架構的目標是同時啟用程序的多個執行。 該架構可以通過瀏覽網頁的簡單示例來描繪。

  • 用戶在地址欄中輸入 URL 後，在瀏覽器中請求特定網址。 服務器收到請求後將一些文件作為響應發送回瀏覽器。 一旦文件被瀏覽器執行，請求的頁面就會顯示出來。
  • 顯示請求的頁面允許用戶和網站之間的交互。 Web 瀏覽器在執行時解析代碼。
  • 根據用戶的輸入，代碼可能沒有必要的信息讓瀏覽器知道如何響應用戶輸入。
  • 因此，子組件和外部應用程序交換需要包含在 Web 應用程序架構中。
  • Web 通信已成為大多數應用程序和設備的重要組成部分，因此 Web 應用程序已成為現代世界的必需品。
  • 可靠性、安全性、可擴展性、效率和穩健性是 Web 應用程序的一些要求。

Web 應用程序的屬性

  • Web 應用程序用於解決業務問題。
  • Web 應用程序確保了快速的用戶體驗。
  • 它提供了安全性。
  • Web 應用程序是自我調節和可持續的。
  • Web 應用程序支持視覺美學。
  • 支持 A/B 測試和分析。

網絡應用功能

大多數瀏覽器支持的語言用於編寫 Web 應用程序，如 JavaScript 和 HTML。 對於程序的執行，語言依賴於瀏覽器。 對於任何典型的 Web 應用程序，兩個代碼並排運行，即：

  • 客戶端代碼：此代碼在響應客戶端輸入的瀏覽器中本地化。
  • 服務器端代碼：此代碼響應 HTTP 發出的請求並本地化在服務器中。

決定服務器端代碼相對於客戶端代碼的職責是開發團隊的職責。 Java、JavaScript、C#、Python、Ruby、PHP 等腳本用於編寫服務器端代碼。

這些代碼能夠在可以響應 HTTP 請求並負責生成用戶請求頁面的服務器上運行。 此外，它可以存儲各種類型的數據，例如用戶輸入和配置文件。 最終用戶永遠無法掌握這些信息。

客戶端代碼由 Web 瀏覽器解析的 JavaScript、CSS 和 HTML 腳本編寫。 用戶能夠查看和修改客戶端代碼。

因此，Web 應用程序需要 Web 服務器和應用程序服務器來接收和管理客戶端請求以及執行所請求的任務。

Web 應用程序的工作遵循以下順序：

  • 通過使用應用程序的用戶界面或 Web 瀏覽器，用戶通過 Internet 向 Web 服務器生成請求。
  • 然後，該請求由 Web 服務器轉發到適當的 Web 應用程序服務器。
  • 請求的任務由 Web 應用程序服務器執行並生成結果。 請求可以是與數據庫查詢或數據處理相關的任何內容。
  • Web 應用程序服務器將結果與處理後的數據或客戶端請求的所需信息一起發送回 Web 服務器。
  • 所請求的信息由網絡服務器顯示在用戶顯示器上。

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Web 應用程序架構的組件

典型 Web 應用程序的架構由應用程序組件、數據庫和中間件系統組成。 Web 應用程序架構的組件包括：

  1. UI/UX Web 應用程序組件：這些組件包括活動日誌、通知、統計數據、儀表板、設置等。它們主要用於奠定 Web 應用程序的基礎和創建視覺效果。 這些組件不參與基於 Web 的應用程序的任何操作。
  2. 結構組件：Web 應用程序的結構組件包括客戶端和服務器端。 它包括數據庫服務器和 Web 應用程序服務器。
  3. 客戶端組件：創建客戶端組件需要了解 JavaScript、HTML 和 CSS。 由於組件駐留在用戶的網絡瀏覽器中，因此不需要操作系統。 它基本上代表了最終用戶與之交互的 Web 應用程序的功能。
  4. 服務器組件：創建客戶端組件需要 Java、.NET、Python、Ruby、PHP 和 Node.js 的知識。 服務器組件的兩個部分是應用程序邏輯和數據庫。 應用程序邏輯控制 Web 應用程序，而數據庫存儲所有信息。

可以從以下模型中選擇用於構建 Web 應用程序的組件：

1、一台Web服務器和一個數據庫： Web應用程序最簡單和最不可靠的模型是一台Web服務器和一個數據庫。 此類模型的可靠性很低，因為一旦服務器出現故障，基於此類模型構建的 Web 應用程序就會出現故障。

服務器的問題不允許此類應用程序運行，因此服務器穩定性是應用程序成功運行所依賴的主要因素。

該模型不用於構建真正的 Web 應用程序，但可用於測試和學習 Web 應用程序的基礎知識。

2. 兩台網絡服務器和一個數據庫：基於這樣的模型構建的網絡應用程序由於有備份服務器的存在，與上面提到的相比非常可靠。 網絡服務器中沒有數據存儲。 Web 服務器從客戶端接收到的信息由 Web 服務器處理並寫入數據庫。 該數據庫在服務器外部進行管理。 該模型也稱為無狀態架構。

該模型要求使用至少兩台 Web 服務器來避免故障，因為一台服務器的故障將導致另一台服務器負責。 在這種情況下，請求將被定向到新服務器，因此 Web 應用程序的執行將繼續。 但是，在數據庫崩潰的情況下，Web 應用程序也會崩潰。

3.兩個以上的 Web 服務器和數據庫：構建應用程序的最有效和最可靠的選項之一是由兩個以上的服務器和數據庫組成的模型。 多個組件的存在避免了與 Web 應用程序故障相關的問題。

擁有多個數據庫允許選擇在所有數據庫中存儲相同的數據或在所有數據庫之間均勻分佈數據。 如果使用超過 5 個 Web 服務器或數據庫，則需要安裝負載均衡器。 由於能夠處理大量數據，這些模型被廣泛用於為企業構建 Web 應用程序。

Web 應用程序架構的類型

Web 應用程序架構類型取決於應用程序邏輯在客戶端和服務器端之間的分佈。 它包括Web 應用程序架構和Web 服務器架構。

Web 應用程序架構主要分為三種類型。

  1. 單頁應用程序（SPA） ：在這種類型的架構中，頁面是由用戶請求的。 通過將內容更新到當前頁面來提供動態交互。 這種類型的 Web 應用程序架構是通過 AJAX 實現的，AJAX 是異步 JavaScript 和 XML 的簡潔形式。 SPA 類似於桌面應用程序，因為用戶不會遇到任何中斷。 它為用戶提供了一種交互式體驗，因為他們可以請求最需要的內容。
  2. 微服務：這些類型的架構在提高生產力和加快部署過程方面具有優勢。 單個功能由微服務類型的架構執行，因此體積小且重量輕。 基於微服務的應用程序開發簡單快捷，因為構建應用程序組件所需的代碼不需要使用相同的編程語言。
  3. 無服務器架構：這是一種Web 服務器架構。 在無服務器架構中，需要第三方來外包服務器和基礎架構管理。 該應用程序在雲中執行代碼，而不會打擾與基礎設施相關的其他任務。

其他類型的Web 服務器架構包括 Java、Node.Js、.NET、PHP、Azure、AngularJS、Laravel 和基於 Python 的 Web 應用程序架構。

Web 應用程序示例

Web 應用程序的示例包括在線表單、文字處理器、購物車、電子表格、照片和視頻編輯、文件轉換和掃描，以及 Gmail、Yahoo 和 AOL 等電子郵件程序。

一些流行的 Web 應用程序的一些示例是：

1. Google Docs： Google docs 允許用戶在計算機或Google Drive 帳戶中創建和保存文檔。 這些文件可以保存為 PDF 格式，可以打印並與其他用戶共享。 它使不同的用戶可以處理相同的文檔。 即使沒有互聯網連接，也可以使用該應用程序，並且在再次連接到互聯網時將自動保存在文檔中所做的修改。

2. Netflix：該應用程序是重要的視頻流媒體平台之一。 它允許用戶根據自己的喜好在任何特定時間瀏覽和觀看他們喜歡的電影。

3. Codepen.io：這是一個用於開發HTML代碼的基於Web的應用程序。 該工具可幫助用戶測試任何實時 CSS、HTML 和 JavaScript 代碼。

Web 應用程序的其他示例包括 Facebook、Gmail、Twitter 等。

結論

隨著近年來互聯網使用量的增加，Web 應用程序的使用量也在增加。 正如我們在文章中所討論的，Web 應用程序提供的安全性進一步取決於為構建應用程序選擇的模型類型。 因此，在進行基於 Web 的應用程序的開發之前，最好深入探索其背後的需求和概念。

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