Desenvolvimento de Arquitetura Escalável

Um tweet de sorte ou uma menção oportuna é suficiente para gerar um aumento inesperado no tráfego para qualquer aplicativo de software. É por isso que hoje em dia é tão importante pensar na escalabilidade ao projetar uma nova aplicação.

A arquitetura escalável é o que impedirá que um aplicativo e seus servidores travem sempre que ocorrer um aumento no tráfego. É preciso evitar perder lucro e acabar com clientes frustrados.

As empresas devem ter um plano para o desenvolvimento de arquitetura escalável, a fim de criar sistemas que lidem com fluxos repentinos de usuários. Os superiores e gerentes da empresa devem entender o que realmente é a arquitetura escalável, por que ela é importante e quais são seus principais componentes.

Equipes e desenvolvedores também devem conhecer os princípios por trás de um aplicativo web escalável e como projetá-los, bem como os diferentes tipos de métodos de escalonamento e como trabalhar com uma empresa de desenvolvimento web para construir aplicativos web escaláveis.

Uma arquitetura escalável em uma aplicação web (ou uma aplicação web escalável) é o que permite lidar com qualquer número de visitantes (ou solicitações) interagindo simultaneamente com a aplicação web. Ele lida com um grande volume de usuários tão bem quanto com um baixo volume de usuários, sem o risco de ficar sem recursos de back-end.

A aplicação web é então capaz de fornecer ou revogar seus recursos de acordo com a demanda atual, sem comprometer sua integridade. Aumentar a escala do software e do hardware do sistema é o que permite que o aplicativo lide com uma carga de trabalho maior.

Hoje em dia, existe uma grande variedade de aplicativos que proporcionam experiências semelhantes aos seus usuários. Se um aplicativo da web não carrega rápido o suficiente, não está disponível o tempo todo e trava sempre que o tráfego aumenta, os usuários não terão problemas para passar para a concorrência.

As empresas que não investem em escalabilidade e em uma arquitetura de aplicativos escalável desde o início de seus projetos acabarão enfrentando muitos problemas:

• O desempenho da aplicação web diminui com o aumento de visitantes ativos.
• O tempo de carregamento da página aumenta à medida que as empresas de comércio eletrônico atualizam seu inventário com a arquitetura web tradicional.
• Adicionar novo código a cada novo produto ou serviço torna-se demorado e caro. Também é complicado e potencialmente perigoso para a arquitetura da web e para a integridade do aplicativo continuar adicionando novos códigos.

Priorizar a escalabilidade contorna todos esses problemas. Isso também leva a custos de manutenção mais baixos, melhor experiência do usuário e maior agilidade e flexibilidade do aplicativo. Outros benefícios de investir em escalabilidade em uma arquitetura web incluem:

• Menos erros
• Menos tempo para implementar mudanças
• Ciclo de vida estendido dos produtos e serviços oferecidos
• Fidelidade à marca

Outra característica interessante da arquitetura web escalável é que ela funciona nos dois sentidos. Se uma empresa tiver menos procura durante a entressafra, terá então a capacidade de reduzir a sua rede com a mesma facilidade com que aumentou. Isso é muito útil quando se trata de reduzir custos de TI.

A criação de um aplicativo da web escalonável envolve muitos recursos diferentes. No entanto, os componentes padrão da arquitetura de uma aplicação web são fundamentalmente os mesmos. Aqui está uma visão mais detalhada de cada um:

• Front-end: o frontend de um aplicativo é a parte que interage diretamente com o usuário. Dimensionar o front-end de um aplicativo da web evita atrasos sempre que um usuário executa muitas ações ao mesmo tempo. Uma quantidade considerável de problemas percebidos no frontend são, na verdade, causados ​​pelo backend.
• Processo interno: o back-end de um aplicativo da web reflete cada etapa necessária para criar o front-end. Ele influencia a maior parte do desempenho do aplicativo.
• Base de dados: O banco de dados é o que coleta e armazena todos os dados relacionados ao aplicativo. Como podem conter grandes volumes de dados, os bancos de dados também exigem escalonamento. Para fazer isso, as empresas recorrem frequentemente a processos e índices de computação distribuída.

Alguns outros fatores que influenciam a escalabilidade em aplicações web incluem codificação limpa, serviços de terceiros, hardware e estrutura usada.

Princípios de aplicativos da Web escaláveis

O desenvolvimento de aplicações web escaláveis ​​envolve uma ampla variedade de processos e escolhas que variam dependendo da visão e das necessidades da empresa. No entanto, o desenvolvimento de arquitetura escalável segue alguns princípios básicos:

Desempenho

Manter um alto nível de desempenho durante o aumento de novos visitantes é fundamental para proporcionar uma boa experiência ao usuário e promover a fidelidade à marca. O sistema deve sempre ter a capacidade de atender aos requisitos de projeto esperados.

Disponibilidade contínua

A disponibilidade das aplicações está diretamente relacionada à acessibilidade contínua e ao fornecimento de recursos. Idealmente, uma aplicação web deve estar sempre disponível. A cada momento que um aplicativo fica fora do ar, a empresa por trás dele sofre perda de lucro e má reputação.

Confiabilidade

Fatores de confiabilidade na perspectiva e expectativas do usuário. Um aplicativo deve ter a capacidade de retornar dados atuais e registrar e armazenar novos dados sem usar entradas antigas ou dados imprecisos. Este princípio cria boas experiências para o cliente no longo prazo.

Recuperação rápida de dados

Para recuperar dados, o aplicativo principal depende do rápido funcionamento dos serviços de banco de dados. Um aplicativo bem dimensionado é capaz de garantir rápida recuperação de dados, evitando gargalos de informações que aumentam o tempo de carregamento das páginas.

Rastreabilidade de mau funcionamento

Para manter e atualizar continuamente um aplicativo, é importante manter um controle constante de quaisquer problemas que possam ocorrer. Rastrear defeitos torna mais fácil corrigi-los, especialmente se já ocorreram anteriormente.

Alguns outros princípios extremamente importantes por trás do desenvolvimento de aplicações web escaláveis ​​incluem capacidade de gerenciamento, adaptabilidade e segurança.

Projetando aplicativos da Web escaláveis

Projetar aplicativos da web escalonáveis ​​requer muitas tomadas de decisão que ajudam a empresa a atender às suas necessidades. Independentemente de a empresa criar um aplicativo do zero ou dimensionar um já existente, existem algumas etapas que devem ser seguidas para otimizar o processo.

Nº 1 Compreenda as expectativas das partes interessadas e colete os requisitos

O primeiro passo é gerir as expectativas das partes interessadas e fornecer-lhes informações e razões suficientes para justificar o seu investimento. Por exemplo, é provável que as partes interessadas não apoiem o investimento na escalabilidade de aplicativos se a razão para isso for o fato de que todos os outros estão fazendo isso.

Nº 2 Identifique possíveis problemas de escalabilidade

As empresas precisam identificar quaisquer problemas específicos relacionados à escalabilidade de suas aplicações. Ao reunir métricas de desempenho, eles serão capazes de identificar as áreas que precisam melhorar. Alguns exemplos de dados que as empresas devem coletar incluem:

• Pontuações Apdex
• Taxas de erro
• Solicitar taxas
• Outras métricas de escalabilidade, como utilização de memória, uso de CPU, E/S de disco e rede

#3 Estabeleça uma solução de plataforma como serviço (PaaS)

Uma solução PaaS é uma configuração de infraestrutura que ajuda a melhorar rapidamente o desempenho e a escalabilidade de um aplicativo. No PaaS, uma plataforma de computação em nuvem de terceiros oferece os recursos de software e hardware necessários.

Isso significa que sempre que uma empresa precisar atualizar seus requisitos de aplicação, ela simplesmente precisará entrar em contato com seu fornecedor de PaaS e fazer com que ele cuide de tudo. Torna muito mais fácil escalar sem ter que investir em recursos de infraestrutura.

Nº 4 Implante o aplicativo da web escalonável

Depois que todo o resto estiver definido, é hora de implantar o aplicativo web escalonável. Após a implantação, as empresas devem monitorar de perto o desempenho em tempo real e ajustar suas linhas de base dependendo das necessidades da aplicação. Os desenvolvedores também podem dedicar algum tempo para experimentar diferentes tipos de implantação, configurações de infraestrutura e designs finais para o cliente.

Existem alguns outros fatores que os desenvolvedores devem ter em mente ao projetar aplicativos web escaláveis. Vamos dar uma olhada em alguns deles.

• Escolhendo uma arquitetura multicamadas: Um modelo de software multicamadas contém três componentes que consistem no cliente, no aplicativo e no servidor de banco de dados. Cada uma dessas camadas executa apenas funções essenciais específicas, o que melhora muito o desempenho e a escalabilidade.
• Tirando o trabalho do núcleo: Distribuir o máximo de trabalho possível por toda a aplicação, longe do núcleo, evitará gargalos desnecessários que podem ocorrer quando o número de clientes ativos exceder os recursos disponíveis. Isso inclui ferramentas como balanceador de carga, vários servidores e um site escalonável.
• Preferindo escala horizontal em vez de escala vertical: A escala horizontal envolve adicionar mais recursos em vez de investir em recursos mais poderosos, que é o que a escala vertical implica. Adicionar recursos é uma maneira mais rápida e barata de aumentar a capacidade.
• Fazendo uso de armazenamento em nuvem: O uso do armazenamento em nuvem evita alguns dos encargos associados à dependência de servidores físicos. As empresas não precisam se preocupar com segurança, manutenção de hardware e infraestrutura.

Escala horizontal, vertical e diagonal

As empresas têm a opção de dimensionar suas aplicações de três maneiras diferentes. A escala horizontal, vertical e diagonal tem suas vantagens e também suas desvantagens.

Escala horizontal

A escalabilidade horizontal, também conhecida como “scaling out”, envolve a adição de mais nós, servidores, processos ou máquinas à infraestrutura existente para aumentar o desempenho geral. Basicamente, o sistema se divide em componentes menores e se separa em máquinas individuais, aumentando o número de recursos que executam a mesma função ao mesmo tempo.

Esta é uma maneira rápida e econômica de aumentar o desempenho de um aplicativo da web. Requer apenas adquirir recursos adicionais e programá-los para executar uma determinada função.

Escala vertical

A escala vertical, ou “ampliação”, refere-se ao aumento da potência das máquinas atuais que trabalham por trás de um aplicativo da web. Este aumento de potência leva, em última análise, a uma melhoria no desempenho geral. Melhores recursos incluem CPUs mais rápidas, memória cada vez mais rápida, discos rígidos maiores e mais rápidos e outros recursos.

A atualização contínua para recursos mais poderosos requer um enorme investimento financeiro. Além disso, componentes poderosos de última geração podem ser mais difíceis de encontrar, o que significa que levará mais tempo para atualizar o sistema.

Escala diagonal

A escala diagonal é uma combinação de escala horizontal e vertical. Ele combina a atualização para componentes mais poderosos, bem como a adição de novos componentes ao sistema. Em teoria, este é o mecanismo de escalonamento mais eficaz quando se trata de otimização de custos e desempenho.

No entanto, a decisão entre esses três tipos de escalonamento dependerá, em última análise, da aplicação em questão, das expectativas e requisitos e de muitas outras variáveis.

Estruturas populares de aplicativos da Web escaláveis

Conforme mencionado anteriormente, os desenvolvedores podem escolher entre muitas estruturas para projetar seus aplicativos web escaláveis. Alguns dos estruturas de aplicativos da web escaláveis ​​mais populares incluem Node.js, Django e Ruby on Rails.

Essas estruturas são normalmente consideradas algumas das melhores para programação escalonável, pois lidam facilmente com várias solicitações sem interrupções, oferecem suporte a design de aplicativos limpo e pragmático e permitem que os desenvolvedores criem aplicativos da web com extrema rapidez.

Muitos dos aplicativos mais populares dependem desses tipos de estruturas para sua escalabilidade. Outros tipos de frameworks disponíveis incluem ASP.NET, AngularJS, React, Yii e Laravel.

Aplicativos populares altamente escaláveis

Alguns dos aplicativos mais populares até o momento focaram inicialmente em arquitetura web escalável. Com isso, conseguiram se adaptar ao crescente número de usuários, atendendo constantemente às suas necessidades e exigências.

É exatamente por isso que esses aplicativos baseados em uma aplicação web escalável continuam como favoritos em comparação com seus concorrentes ao longo do tempo. Aqui está uma pequena lista de alguns dos aplicativos altamente escaláveis ​​mais populares:

• Folga
• Pouco
• Dropbox
• Evernote
• hortelã

Trabalhando com BairesDev para construir aplicativos de negócios de arquitetura escalável

Em vez de construir suas próprias equipes de desenvolvimento, muitas empresas preferem trabalhar com um provedor de terceirização para construir aplicativos de negócios de arquitetura escalável. A terceirização traz muitos benefícios quando se trata de criar um aplicativo da web escalonável.

É muito mais econômico trabalhar com provedores de terceirização do que contratar desenvolvedores internos. As empresas não têm de desperdiçar o seu precioso tempo com extensos processos de recrutamento e integração para encontrar os funcionários certos, nem têm de investir na formação dos seus actuais talentos na criação de arquitecturas empresariais ou orientadas para serviços.

Os provedores de terceirização simplesmente atenderão aos requisitos de cada empresa e fornecerão os melhores especialistas na área, que seriam uma ótima opção para o trabalho em questão. Os recrutadores têm acesso a um rico conjunto de talentos com amplos conjuntos de habilidades.

Ao trabalhar com fornecedores de terceirização, as empresas conseguem manter o foco nas operações principais e, ao mesmo tempo, experimentar um rápido desenvolvimento em seus projetos. Outros benefícios principais da terceirização de projetos de desenvolvimento de aplicativos escalonáveis ​​incluem segurança, flexibilidade, redução de riscos e suporte comercial abrangente.

Para trabalhar com um provedor de terceirização para construir aplicativos de negócios de arquitetura escalável, as empresas devem seguir alguns passos simples:

Nº 1 Determine os requisitos do projeto

Nesta etapa, as empresas precisam determinar prazos de entrega, recursos, limitações, metas e orçamentos. Eles também devem ter uma ideia das habilidades e qualificações específicas que procuram em talentos.

#2 Escolha um local e modelo de colaboração

Uma vez definidos os requisitos, as empresas devem começar a rever locais e modelos de colaboração preferíveis. É importante estudar os conjuntos de talentos disponíveis em diferentes países, comparando o seu rendimento médio esperado, compreendendo o negócio local e a infra-estrutura jurídica, e muito mais.

#3 Selecione o fornecedor certo

É aqui que as empresas escolhem o fornecedor de terceirização com o qual trabalharão. Ao tomar uma decisão, as empresas devem levar em consideração fatores como histórico da empresa, histórico, depoimentos, experiência no domínio, portfólio e práticas de proteção.

#4 Crie um contrato

A etapa final envolve negociação e assinatura do contrato. Aqui, equipes de negociação ou consultores elaboram uma descrição de todos os detalhes que envolvem o projeto e ambas as partes chegam a um acordo sobre os termos que funcionam melhor a seu favor.

Algumas empresas ainda acham difícil confiar seus projetos de arquitetura web escaláveis ​​nas mãos de provedores terceirizados e arquitetos web. No entanto, considerando o grande número de benefícios que isso traz, pode valer a pena tentar com um pequeno projeto para começar.

Se você gostou disso, não deixe de conferir nossos outros artigos sobre desenvolvimento web.

• Limpeza de primavera de software
• Os melhores chatbots para sites
• As 7 ferramentas de desenvolvimento web mais populares usadas por profissionais
• 5 truques bacanas para acelerar o tempo de carregamento da sua página
• 10 tipos de desenvolvimento de aplicativos da Web e quais escolher