Enterprise-Anwendungsarchitektur: Best Practices und Strategien

Was ist Anwendungsarchitektur?

Anwendungsarchitektur ist eine Reihe von Mustern und Techniken, die Organisationen verwenden, um zu bestimmen, wie Software erstellt wird.

Es definiert Interaktionen zwischen den Komponenten einer Anwendung. Es definiert auch Interaktionen, an denen Kerndienste wie Middleware und Datenbanken beteiligt sind. Architekturen können für eine Organisation, eine Branche oder den Anwendungstyp spezifisch sein.

Architektur unterscheidet sich vom Softwaredesign auf die gleiche Weise wie die Architektur eines Hauses von der Innenarchitektur. Softwaredesigner erstellen Designs auf Grundlage architektonischer Prinzipien. Die Architektur ist die Leitplanke, die das Design leitet.

Die meisten Unternehmensanwendungsarchitekturen umfassen drei grundlegende Ebenen:

1. Der Datenbankebene enthält Module im Zusammenhang mit Abhängigkeiten auf niedriger Ebene wie Servern, Datenbanken, Netzwerken, Speicher und Middleware.
2. Der Geschäftsschicht enthält Module, die geschäftsspezifische Logikregeln festlegen. Beispiele hierfür sind Währungsberechnungen, Workflows, Anwendungsschnittstellen und Datenmodelle.
3. Der Präsentationsschicht definiert die Art und Weise, wie Benutzer mit der Anwendung interagieren. Beispiele hierfür sind Menüstruktur, Navigationsschemata und Platzierung interaktiver Komponenten wie Schaltflächen.

Beispiele für andere Schichten, die ebenfalls verwendet werden können, sind:

• Funktionsschicht: Gibt an, wie sich das System basierend auf Geschäftsregeln verhält
• Anwendungskernschicht: Sitzt über der Datenbank

Gute Architekturprinzipien legen fest, dass jede Schicht mit den darunterliegenden Schichten kommunizieren darf, aber nicht mit den darüberliegenden. Diese Regel verhindert die Entstehung von Abhängigkeiten, die die Komplexität erhöhen und zu einer sogenannten „Spaghetti-Architektur“ führen können.

Warum brauchen wir Anwendungsarchitektur?

Es gibt mehrere Gründe, warum die Architektur von Anwendungen ist wichtig:

• Es reduziert die Komplexität, indem es die Anzahl der Dienste begrenzt, die konsistent verwendet und abgerufen werden.
• Es reduziert die Kosten, indem es Redundanz und Technologieausbreitung begrenzt.
• Es erstellt einen konsistenten Plan, an dem sich andere orientieren können, wenn sie eine vorhandene Anwendung ändern.
• Es verbessert die Effizienz, indem es angibt, welche Dienste für verschiedene Arten von Anwendungen am besten geeignet sind.

Empfehlungen könnten beispielsweise ein bestimmtes relationales Datenbankmanagementsystem für Transaktionsanwendungen beinhalten. Ebenso könnten Entwickler je nach Anwendungsarchitektur eine bestimmte NoSQL-Datenbank für analytische Zwecke bevorzugen.

Bewährte Methoden für die Architektur von Unternehmensanwendungen

Die Architektur von Unternehmensanwendungen basiert auf Konsens. Jeder ist an der Spezifikation und Entwicklung von Software beteiligt und stimmt den Definitionen und Diensten zu. Eine effektive Anwendungsarchitektur:

• Hält dem Test der Zeit stand
• Stärkt die Softwareentwicklungsmethode einer Organisation
• Maximiert die Flexibilität und minimiert die Komplexität und Technische Schulden

Best Practices für die Unternehmensarchitektur maximieren die Wiederverwendbarkeit hinsichtlich Skalierung und Geschwindigkeit. Sie sollten außerdem Abhängigkeiten zwischen Schichten minimieren, indem sie Bedingungen für die Kommunikation festlegen.

Beispielsweise sollte die Datenbankebene niemals von Funktionen auf der Präsentationsebene abhängig sein, um unlösbare Abhängigkeiten zu vermeiden. Es ist auch wichtig, Endbenutzerdienste auf der Präsentationsebene zu isolieren, um mehrere Benutzer gleichzeitig zu bedienen. Diese Regel verhindert auch, dass Benutzersitzungen von den Geschäfts- oder Datenbankdiensten eines Nachbarn abhängig werden.

Minimieren Sie gegenseitige Abhängigkeiten auch innerhalb von Schichten. Beispielsweise sind Verträge und Kunden eng miteinander verbunden, aber jedes Element sollte ohne das andere existieren können. Wenn Abhängigkeiten erforderlich sind, kombinieren Sie die Elemente in einem einzigen Modul.

Wählen Sie Module, die in Schichten aufgenommen werden sollen, mit Bedacht aus. Definieren Sie keine Geschäftsregeln in der Datenbankschicht und keine Datenbankregeln in der Businessschicht. Businessschichtmodule sollten auf die Funktionen beschränkt sein, die für das Geschäft des Unternehmens spezifisch sind, und nicht auf allgemeine Aufgaben wie Authentifizierung oder Validierungsprüfungen.

Vermeiden Sie grundsätzlich direkte Interaktionen zwischen der Präsentationsschicht und der Datenbankschicht. Ein sicherer Ansatz besteht darin, öffentliche Daten schreibgeschützt verfügbar zu machen und Aktualisierungen Sicherheitskontrollen zu unterwerfen.

7 Arten von Unternehmensanwendungsarchitekturen

Da sich die Palette der für Entwickler verfügbaren Optionen erweitert hat, gibt es immer mehr Architekturtypen. Hier sind die gängigsten Beispiele für Unternehmensarchitekturen.

1. Monolithische Architektur

Monolithische Architekturen werden üblicherweise assoziiert mit Legacy-Systeme entwickelt, bevor moderne serviceorientierte Konstrukte verfügbar waren. In dieser Architektur ist die gesamte Funktionalität in sich geschlossen. Bei jeder Änderung muss das Team die Software testen und neu kompilieren.

Monolithische Software ist komplex, lässt sich nicht gut skalieren und ist schwierig zu aktualisieren. Sie ist jedoch für kleine Projekte mit einfacher Funktionalität und wenig genutzten Tools nützlich. Beispiele für akzeptable Anwendungsfälle sind Webrechner und Blogs.

2. Serviceorientierte Architektur

Serviceorientierte Architekturen entstanden in den 1990er Jahren und entwickelten sich zu modernen Microservices. Dieser Ansatz zerlegt Anwendungen in diskrete und wiederverwendbare Dienste.

Diese Dienste kommunizieren über einen gemeinsamen Enterprise Service Bus miteinander. Sie verwenden Message Queuing oder Publish-and-Subscribe-Techniken zum Austausch von Nachrichten. asynchron.

3. Microservices-Architektur

Microservices-Architekturen werden in Cloud-nativen, agilen Entwicklungsumgebungen wie DevOps verwendet. Dieser Ansatz zerlegt Anwendungen in die kleinstmöglichen Komponenten, die:

• Locker verbunden
• Funktional unabhängig
• Mehrweg

Entwickler stellen Anwendungen aus Microservices zusammen und ermöglichen so eine schnelle Softwareentwicklung.

Die daraus resultierenden Anwendungen sind gut skalierbar. Sie sind zudem belastbar. Der Ausfall einzelner Dienste führt nicht zum Ausfall der gesamten Anwendung. Zudem ermöglichen sie die Einführung von Verbesserungen ohne Unterbrechung. Mehrere Entwickler können gleichzeitig an derselben Anwendung arbeiten.

4. Ereignisgesteuerte Architektur

Ereignisgesteuerte Architekturen werden häufig in Echtzeitverarbeitungs- und Self-Service-Szenarien eingesetzt. Anstatt Datenstapel nach einem vordefinierten Zeitplan zu verarbeiten, reagieren ereignisgesteuerte Architekturen auf ein Ereignis, beispielsweise das Drücken einer Taste oder das Durchziehen einer Kreditkarte.

Ereignisgesteuerte Anwendungen werden häufig auf der Grundlage von Microservices-Architekturen erstellt, da ein Ereignis eine Reihe spezifischer Aufgaben auslöst, die mit dieser Aktion verknüpft sind.

5. Web-Anwendungsarchitektur

Die Architektur von Webanwendungen ist spezifisch für Programme, die in einem Browser ausgeführt werden, und für mobile Anwendungen. Sie definiert die verwendbaren Komponenten und ihre logischen Interaktionen im Kontext der verteilten Natur des Internets.

Die Architektur von Webanwendungen ist mit der Verbesserung der Browserfunktionen differenzierter geworden. Progressive Web-Apps funktionieren beispielsweise in jedem Browser und bieten auch ohne Internetverbindung umfangreiche Funktionen.

Die Architektur von Web-Apps kann bestimmen, wo Logik- und Benutzeroberflächenelemente gespeichert werden und in welcher Reihenfolge Webseitenelemente geladen werden.

6. Mobile Anwendungsarchitekturen

Die Architektur mobiler Anwendungen ähnelt Webanwendungen, verfügt jedoch über die größere Verarbeitungs-, Speicher- und Speicherkapazität mobiler Geräte. Sie spezifizieren auch Konstrukte für die plattformübergreifende Portabilität.

7. Serverlose Architektur

Serverlose Architektur ist die neueste Entwicklung des Microservices-Modells und noch relativ selten. Bei diesem Ansatz erstellen cloudbasierte Dienste von Drittanbietern in Softwarecontainern Anwendungen.

Serverlose Funktionen lassen sich gut skalieren und sehr schnell hoch- und herunterfahren. Serverloses Arbeiten ist außerdem eine der kostengünstigsten Möglichkeiten, Software bereitzustellen, da keine Cloud-Instanzen erforderlich sind. Zu den beliebtesten Einsatzmöglichkeiten zählen:

• Ereignisverarbeitung
• Bilderkennung
• Automatisierte Softwaretests
• Maschinenübersetzung

So wählen Sie die richtige Unternehmensanwendungsarchitektur

Es gibt keine Architektur, die für jeden Anwendungsfall geeignet ist, aber die meisten sind flexibel genug, um für mehrere Szenarien geeignet zu sein. Sie können Ihre Auswahl eingrenzen, indem Sie mit der benötigten Funktionalität beginnen und sich dann zur zugrunde liegenden Plattform vorarbeiten.

In manchen Fällen müssen Elemente mehrerer Architekturen kombiniert werden. Hier sind einige Faktoren, die Sie bei der Bestimmung der richtigen Architektur berücksichtigen sollten.

Es ist deine Entscheidung

Unternehmen haben heute mehr Auswahlmöglichkeiten als je zuvor bei der Entwicklung von Software. Obwohl die Auswahl lähmend wirken kann, gibt es keinen Grund, warum Entwicklungsteams zögern sollten, auf DevOps-Techniken und moderne Cloud-native Technologien umzusteigen.

Eine robuste Unternehmensanwendungsarchitektur sollte neue Technologien berücksichtigen, sobald diese verfügbar werden, und für die traditionelle „Wasserfall“-Entwicklung und agile Praktiken geeignet sein.

Durch die Einhaltung bewährter Methoden zur Definition von Ebenen und Regeln können Entwicklungsteams eine Architektur erstellen, die anpassungsfähig, zukunftssicher und grundsätzlich solide ist.