مدت زمان تقریبی مطالعه: 5 دقیقه

8 خرداد 1400

3 معماری نرم افزار تحت وب

معماری های نرم افزاری تحت وب، امروزه بسیار پیشرفته تر شده اند و مثل قدیم نیست که اینترنت به صفحات وب ثابت و زمان بارگذاری طولانی تر خلاصه شود.

با گذشت زمان، اینترنت با استفاده معماری های نرم افزار تحت وب، بسیار قدرتمند تر شده و می تواند تعداد کاربران بیشتری را پشتیبانی کند و از این جهت نیز، خدمات دهی با کمک معماری های نرم افزاری تحت وب بسیار راحت تر صورت می گیرد.

یک وب اپلیکیشن دقیقا شبیه به یک برنامه عادی رایانه ای یا موبایل است و صرفا از طریق اینترنت کار می کند. از آنجا که همه این روزها در دنیای آنلاین فعال هستند، اکثر توسعه دهندگان و برنامه نویسان به دنبال پیدا کردن معماری های نرم افزاری تحت وب مناسب هستند تا بتوانند از این طریق، به کاربران خود خدمات بهتری را ارائه دهند.

قبل از ورود به یک پروژه توسعه وب اپلیکیشن، مهم است انواع معماری های نرم افزار تحت وب و همچنین مدل اجزای وب اپلیکیشن را انتخاب کنید.

امروز در این مقاله قصد داریم تا معماری های نرم افزاری تحت وب مختلف، کامپوننت های آن، مدل ها و انواع آن را برای استفاده در یک وب اپلیکشن به شما توضیح دهیم. اما قبل از هر چیزی، نیاز است تا شما تعریف درستی از معماری های نرم افزاری داشته باشید.

معماری های نرم افزار تحت وب چیست؟

معماری های نرم افزاری تحت وب تعامل بین برنامه ها، دیتابیس ها و سیستم عامل ها را در وب توصیف می کند.

همچنین معماری های نرم افزاری اجازه می دهند تا چندین کار در یک لحظه صورت بگیرد.

اجازه دهید تا برای شما یک مثالی در این رابطه بزنیم تا بتوانید بهتر این مسئله را درک کنید.

به محض وارد کردن آدرس اینترنتی یک سایت در مرورگر، درخواست می شود تا سایت برای کاربر نمایان شود.

سرور فایل ها را به عنوان ریسپانس / پاسخ به درخواست ارائه شده، به مرورگر می فرستد. مرورگر سپس آن فایل ها را برای نمایش صفحه درخواست شده اجرا می کند و سرانجام، کاربر قادر به تعامل با وب سایت است. مهمترین نکته ای که در اینجا باید به آن توجه داشته باشید کدی است که توسط مرورگر وب تحلیل شده است.

یک وب اپلیکیشن نیز چنین کاری را برای شما انجام می دهد.

از این جهت، معماری های نرم افزار تحت وب باید شامل کلیه کامپوننت های مناسب داشته باشند تا سایت به خوبی برای کاربر کار کند و هیچگونه مشکلی برای بارگیری سایت، نشان دادن فایل ها و… وجود نداشته باشد.

امروزه استفاده از معماری های نرم افزاری تحت وب در دنیای مدرن ضروری است زیرا بخش عمده ای از ترافیک شبکه جهانی و همچنین بیشتر برنامه ها و دستگاه ها از ارتباطات مبتنی بر وب استفاده می کنند.

معماری های نرم افزاری تحت وب نه تنها با کارآیی بلکه با قابلیت اطمینان، مقیاس پذیری و امنیت همگام هستند و اجازه نمی دهند تا هکرها به راحتی به سایت و سرور شما نفوذ کنند و هک سایت بسیار سخت می شود.

معماری های نرم افزار تحت وب چگونه کار می کند؟

با هر برنامه وب معمولی، دو کد مختلف وجود دارند که در کنار همدیگر قرار می گیرند.

Client Side Code – کدی که در سمت مرورگر است و به برخی از ورودی های کاربر پاسخ می دهد

Server Side Code – کدی که در سمت سرور قرار دارد و به درخواست های HTTP پاسخ می دهد

یک توسعه دهنده وب در حال توسعه وب اپلیکیشن برای نوشتن کد سمت سرور از C#، Java، JavaScript، Python، PHP، Ruby و… استفاده می کند تا علاوه بر راحتی کار، بهترین عملکرد را دریافت کند.

هر کدی که قادر به پاسخگویی به درخواست های HTTP باشد، قابلیت اجرا شدن روی سرور را دارد. کد سمت سرور وظیفه ایجاد صفحه ای را که کاربر درخواست کرده است را دارد و همچنین انواع مختلف داده ها از جمله پروفایل کاربر و ورودی کاربر را ذخیره می کند که هرگز این اطلاعات توسط کاربر عادی قابل مشاهده نخواهد بود.

ترکیبی از CSS، HTML و JavaScript برای نوشتن کد Client استفاده می شود. این کد توسط مرورگر وب قابل اجرا شدن است و برخلاف کد سمت سرور، کد سمت کلاینت قابل مشاهده است و به ورودی کاربر واکنش نشان می دهد.

کد سمت کلاینت فقط از طریق درخواست HTTP ارتباط برقرار می کند و قادر به خواندن مستقیم فایل ها از سرور نیست.

کامپوننت معماری های نرم افزار تحت وب

به هنگامی که صحبت از کامپوننت معماری های نرم افزاری تحت وب می شود، منظور ما چنین مسائلی است که در زیر برای شما آمده است.

کامپوننت های وب اپلیکیشن UI / UX – این کامپوننت شامل گزارش های فعالیت، داشبورد، نوتیفکیشن، تنظیمات، آمار و… است. این کامپوننت ها هیچ ارتباطی با عملکرد یک معماری برنامه وب ندارند و در واقع، به شما در طراحی سایت یا وب اپلیکیشن کمک می کنند.

کامپوننت های ساختاری – دو تا از کامپوننت های اصلی ساختاری به دو قسمت سمت مشتری / کلاینت و سمت سرور تقسیم می شود.

کامپوننت مشتری / کلاینت کامپوننت – کامپوننت مشتری از طریق CSS، HTML و JS توسعه یافته می شود و از آنجا که در مرورگر وب کاربر وجود دارد، دیگر نیازی به تنظیمات سیستم عامل یا دستگاه نیست.

کامپوننت سرور – کامپوننت سرور می تواند با استفاده از یک یا ترکیبی از چندین زبان برنامه نویسی و معماری های نرم افزاری تحت وب، از جمله Java، .Net، NodeJS، PHP، Python و Ruby on Rails ساخته شود. کامپوننت سرور از دو بخش ایجاد شده است که آن هم منطق برنامه و دیتابیس است.

انواع مدل کامپوننت های وب اپلیکیشن

بسته به تعداد کل سرورها و دیتابیس های مورد استفاده برای یک وب اپلیکیشن، مدل یک برنامه وب تصمیم گرفته می شود بر اساس این سه معماری ساخته شود.

1. یک سرور وب، یک بانک اطلاعاتی / One Web Server, One Database

این ساده ترین و همچنین کم اطمینان ترین مدل کامپوننت اپلیکیشن وب است.

چنین مدلی از یک سرور واحد و همچنین یک دیتابیس استفاده می کند. اپلیکیشن وب ایجاد شده بر روی چنین مدلی به محض داون شدن سرور کم می شود. از این جهت به هیچ وجه قابل اطمینان و پایدار نیست.

2. چندین وب سرور و یک بانک اطلاعاتی / Multiple Web Servers, One Database

در این وب سرور هیچگونه داده ای ذخیره نمی شود و زمانی که از کاربر اطلاعاتی را دریافت می کند، به طور مستقیم آن را در دیتابیس می نویسید یا بهتر است بگوییم عملیات write را انجام می دهد.

برای پیاده سازی این مدل کامپوننت برای وب اپلیکیشن، حداقل به 2 سرور لازم است و زمانی که یکی از سرورها دچار مشکل شد، آن یکی سرور اقدام به پشتیبانی دیتابیس و کاربران می کند.

3. چندین وب سرور و چندین بانک اطلاعاتی / Multiple Web Server, Multiple Databases

یکی از کارآمدترین مدل کامپوننت برای وب اپلیکیشن ها، این نظریه است، زیرا نه وب سرور و نه دیتابیس، به هیچ وجه نقطه شکست و داون شدن را ندارند.

معمولا در این نوع، تمامی اطلاعات ها به صورت یکسان ذخیره می شود و هیچ نگرانی بابت قطع شدن و یا دچار مشکل شدن یک وب سرور و یا دیتابیس پیش نخواهد آمد.

انواع معماری های نرم افزار تحت وب

معماری های نرم افزار تحت وب الگووی از تعامل بین کامپوننت های مختلف وب اپلیکیشن است.

نوع معماری های نرم افزار تحت وب بستگی به نحوه توزیع منطق برنامه بین طرف سمت کلاینت و سمت مشتری دارد.

اگر بخواهید با انواع معماری های نرم افزار تحت وب آشنا شوید، بهتر است بدانید که آن ها به سه دسته تقسیم می شود.

برنامه های تک صفحه ای (SPA) – Single Page Applications

به جای بارگیری صفحات کاملا جدید از سرور هر بار برای یک اقدام کاربر، برنامه های وب یک صفحه ای با ارائه محتوای به روز شده به صفحه فعلی، را برای کاربر فراهم می کنند و دیگر نیازی نیست تا مجددا کل صفحه را بارگیری کند.

SPA ها به شکلی طراحی شده اند که درخواست بیشترین عناصر اطلاعاتی و محتوا را دارند که این باعث می شود تا کاربر بیشترین اطلاعات را در کمترین زمان ممکن دریافت کند و همچنین بر روی سرور هیچگونه سنگینی وجود نداشته باشد.

میکروسرویس ها – MicroServices

میکروسرویس ها در واقع نوعی از معماری های نرم افزار تحت وب هستند که به صورت واحد واحد، عملکرد خود را نشان می دهند و از ویژگی معماری های نرم افزار تحت وب میکروسرویس این است که باعث می شود تا توسعه دهندگان و برنامه نویسان با سرعت بیشتری اقدام به توسعه دهند.

به هنگامی که صحبت از معماری های نرم افزار تحت وب میکروسرویس می شود، باید بدانید که اجزا با یکدیگر وابسته نیستند و نیازی نیست که تمامی اجزا به هم مرتبط باشند و می توانند مستقل از یکدیگر توسعه یابند.

Architectures Serverless

معماری های نرم افزار تحت وب “آرچیتکتر سرورلس”، یک برنامه نویس با ارائه خدمات زیرساخت ابری باعث می شود تا سیستم سرور بهینه شود و با سرعت بیشتری اقدام به کار کند.

فایده این رویکرد این است که به برنامه ها امکان می دهد منطق کد را بدون زحمت در کارهای مربوط به زیرساخت ها اجرا کنند.

برخی از نکات توسعه برنامه وب به هنگام استفاده از معماری های نرم افزاری تحت وب

در واقع هیچ وب اپلیکیشنی توانایی این را ندارد که همیشه در بهترین حالت خود کار کند ولی پایداری خیلی خوبی نسبت به زمان قدیم دارد که کاربران را راضی نگه می دارد و همچنین هزینه ها را برای شما بسیار پایین می آورد.

برای اطمینان داشتن از اینکه وب اپلیکیشن بتواند حداکثر عملکرد خود را نشان دهد، نیاز است تا نکاتی را همیشه رعایت کنید تا وب اپلیکیشن شما به هنگام رعایت نکات معماری های نرم افزاری تحت وب، کمتر زمانی دچار مشکلی شود.

کدها را به گونه ای بنویسید که وب اپلیکیشن کمتر دچار خطا شود.

بتواند مقیاس وب اپلیکیشن را ثابت نگه دارد.

از معماری های ساده در وب اپلیکیشن استفاده کنید.

زمان پاسخ / ریسپانس بسیار پایینی داشته باشد.

کمتر خطایی برای ورود به سیستم داشته باشد.

نقطه شکست / داون شدن وب اپلیکیشن وجود نداشته باشد.

کوئری ها به راحت ترین روش ممکن پیاده سازی شوند.

از آخرین استانداردها و فناوری ها پشتیبانی کند.

استفاده از تدابیر امنیتی تقویت شده برای کاهش احتمال حمله های مخرب دی داس و…

ساختار معماری های نرم افزار تحت وب با استفاده از زبان های برنامه نویسی

در ادامه برای شما برخی از زبان های برنامه نویسی را معرفی خواهیم کرد که می توانید با استفاده از آن، اقدام به نوشتن وب سرورهای مفید و قابل اطمینان کنید. سرورهای وب به هنگام کار برای وب اپلیکیشن ها نیازمند پایداری خاصی هستند و از این جهت به هنگامی که شروع به نوشتن وب سرور و آماده سازی آن می کنید، باید به پایداری، قابل اطمینان بودن آن، امنیت آن و… توجه داشته باشید.

معماری های نرم افزاری تحت وب جاوا

یکی از زبان های برنامه نویسی مطرح دنیا، جاوا است که در واقع همه آن را به عنوان “آچار فرانسه” می شناسند و در واقع یک زبان برنامه نویسی همه کاره است.

زبان برنامه نویسی جاوا به راحتی می تواند به شما معماری های نرم افزاری تحت وب مختلفی را ارائه دهد که لایه های برنامه نویسی ساختار را بسیار ساده تر پیاده سازی کنید.

صرف نظر از پیچیدگی یا ماهیت نرم افزار تحت وب، معماری های نرم افزاری تحت وب جاوا در واقع راه حل مناسبی برای انتظارات یک برنامه نویس است و می تواند به راحتی کمک کند تا یک ساختار مناسب را پیاده سازی کند.

مهاجرت وب اپلیکیشن شما به کلاود ها، کمک می کند تا کلیه پارامترها بسیار سریع توسعه یابند و این باعث می شود تا نتیجه ای دلچسب را کسب کنید.

معماری های نرم افزار تحت وب مبتنی بر کلاود / ابری

به عبارتی، امنیت شما از طریق مهاجرت وب سرور به کلاود، تضمین می شود و علاوه بر سرورهای محلی که دارید، بر روی فضای ابری نیز اطلاعات شما ذخیره می شود.

معماری های نرم افزار تحت وب مبتنی بر Node.js

یکی از الگوهای معروفی که در معماری های نرم افزاری تحت وب مبتنی بر نود جی اس پیاده سازی می شود، معماری ام وی سی / MVC است که باعث می شود کار برنامه نویس بسیار راحت تر شود.

ام وی سی در واقع شامل Model, View, Controller است که برنامه نویس می تواند هر زمانی که می خواهد، هر قسمت از وب اپلیکیشن را به راحتی توسعه دهد و نیاز نباشد تا حتما اجزا با یک دیگر متصل باشد.

البته این به معنی میکروسرویس بودن آن نیست و بیشتر اوقات نیاز است تا این اجزا با یکدیگر ارتباط مستقیم داشته باشند اما به این منظور است که سرویس وب اپلیکیشن شما بسیار مرتب تر از قبل است.

معماری های نرم افزار تحت وب مبتنی بر دات نت

یکی از محبوب ترین راه حل ها برای ساخت معماری های نرم افزاری تحت وب این است که از دات نت استفاده شود و شما به راحتی می توانید با استفاده از آن، اقدام به ساخت میکروسرویس، انواع معماری ها، داکر و… کنید.

یکی از مزایای استفاده از معماری های نرم افزاری تحت وب مبتنی بر دات نت این است که داده های شما بدون نیاز به دیتابیس اقدام به ذخیره سازی می شود.

یکی از ویژگی های معروف آن نیز، Data Access Layer است که به بهبود وب اپلیکیش کمک می کند و این معماری نیز وابسته به تکنولوژی .NET Core و ASP.NET Core است.

معماری های نرم افزار تحت وب مبتنی بر PHP

یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی دنیا، پی اچ پی است که بسیار ساده و کاربردی است.

استفاده از معماری PHP باعث می شود تا امنیت وب اپلیکیشن شما پایدار باشد و با استفاده از یک چارچوب خاصی، راه اندازی شود و در کنار آن نیز، توسعه و نگهداری از وب اپلیکیشن بسیار کار ساده ای خواهد بود.

توسعه وب و ساخت معماری وب اپلیکیشن با کمک Laravel

یکی از فریم ورک های معروفی که با کمک زبان PHP ساخته شده است، فریم ورک لاراول است و شما می توانید با استفاده از این فریم ورک، اقدام به ساخت معماری های نرم افزای تحت وب کنید و از این جهت، با سرعت بالاتری اقدام به پردازش کارها و Task ها کنید و رضایت کاربران را به دست آورید.

یکی از ویژگی های مثبت فریم ورک لاراول این است که شما می توانید آدرس های منحصر به فردی را ایجاد کنید و همچنین عملیات Routing یا همان مسیریابی، بسیار آسان تر است و امنیت فوق العاده ای را برای کاربران و همچنین وب سرور به ارمغان می آورد.

نتیجه گیری

معماری های نرم افزار تحت وب روز به روز در حال گسترش یافتن هستند و از این جهت، با گذشت زمان، معماری های جدید و فوق العاده ای به بازار می آیند که می توانید از آن ها برای استفاده در وب اپلیکیشن ها استفاده کنید.

با به وجود آمدن وب سرورها و میکروسرویس ها، عملیات توسعه وب بسیار سرعت گرفت و امروزه به جرات می توان گفت در تمامی محصولات جدید، از معماری های خاص برای توسعه استفاده می کنند.هدف استفاده از معماری تحت وب این است که وب اپلیکیشن را از نظر استحکام، پاسخگویی به درخواست کاربر و سرور، امنیت وب سرور و… تا حدودی تامین کند و اجازه ندهد که هکران به سرور شما نفوذ کنند.