Что такое N-уровневая архитектура?

Question

В последнее время я видел довольно много публикаций о вакансиях разработчиков, в которых есть предложение, которое выглядит примерно так: "Должен иметь опыт работы с архитектурой N-уровня" или "Должен иметь возможность разрабатывать приложения N-уровня".

Это заставляет меня спросить, что такое архитектура N-уровня? Как можно получить опыт с этим?

Answer 1

Википедия:

В разработке программного обеспечения многоуровневая архитектура (часто называемая n-уровневой архитектурой) представляет собой архитектуру клиент-сервер, в которой представление, обработка приложения и управление данными являются логически отдельными процессами. Например, приложение, которое использует промежуточное программное обеспечение для обслуживания запросов данных между пользователем и базой данных, использует многоуровневую архитектуру. Наиболее распространенное использование "многоуровневой архитектуры" относится к трехуровневой архитектуре.

Это спорный вопрос о том, что считать "ярусами", но, по моему мнению, необходимо хотя бы пересечь границу процесса. Или это называется слоями. Но это не должно быть в физически разных машинах. Хотя я не рекомендую это делать, вы можете размещать логический уровень и базу данных в одном блоке.

Редактирование: Одним из следствий этого является то, что уровень представления и уровень логики (иногда называемый уровнем бизнес-логики) должны пересекать границы машины "по проводам", иногда по ненадежной, медленной и / или незащищенной сети. Это очень отличается от простого настольного приложения, где данные находятся на том же компьютере, что и файлы, или веб-приложения, где вы можете напрямую обращаться к базе данных.

Для n-уровневого программирования вам необходимо упаковать данные в какую-то переносимую форму, называемую "набор данных", и передать их по проводам. Класс DataSet.NET или протокол веб-сервисов, такие как SOAP, - это лишь немногие из таких попыток переместить объекты по проводам.

Answer 2

Он основан на том, как вы отделяете уровень представления от основной бизнес-логики и доступа к данным ( Википедия)

Трехуровневый означает уровень представления + уровень компонента + уровень доступа к данным. N-уровень - это когда ненужные слои добавляются за пределы этих трех, и они помечены модным словом, поэтому не кажется, что ваши архитекторы - кучка обезьян. Я говорю это на основе N-уровневой архитектуры, с которой мне приходится работать.

Answer 3

Это модное слово, которое относится к вещам, подобным обычной веб-архитектуре, например, Javascript - ASP.Net - Middleware - Уровень базы данных. Каждая из этих вещей является "ярусом".

Answer 4

Если я понимаю вопрос, то мне кажется, что тот, кто задает вопрос, действительно спрашивает: "Хорошо, так что 3-х уровневый уровень хорошо понятен, но, похоже, существует смесь ажиотажа, растерянности и неуверенности относительно того, какой 4-уровневый или обобщение, означает N-уровневую архитектуру. Итак... что такое определение N-уровня, которое широко понято и согласовано?"

На самом деле это довольно глубокий вопрос, и чтобы объяснить почему, мне нужно пойти немного глубже. Потерпите меня.

Классическая 3-уровневая архитектура: база данных, "бизнес-логика" и презентация - хороший способ прояснить, как соблюдать принцип разделения интересов. То есть, если я хочу изменить то, как "бизнес" хочет обслуживать клиентов, мне не нужно просматривать всю систему, чтобы понять, как это сделать, и, в частности, не следует разбрасывать решения бизнес-вопросов. волей-неволей через код.

Сейчас эта модель хорошо работает десятилетиями, и это классическая модель "клиент-сервер". Перенесемся в облачные предложения, где веб-браузеры - это пользовательский интерфейс для широкого и физически распределенного набора пользователей, и обычно приходится добавлять службы распространения контента, которые не являются частью классической 3-уровневой архитектуры (и которым нужно управлять самостоятельно).

Эта концепция обобщает, когда речь идет об услугах, микросервисах, распределении данных и вычислений и так далее. То, является ли что-то "уровнем", в значительной степени зависит от того, предоставляет ли уровень интерфейс и модель развертывания для служб, которые находятся позади (или ниже) уровня. Таким образом, сеть распространения контента будет представлять собой уровень, а служба аутентификации - нет.

Теперь перейдите и прочитайте другие описания примеров N-уровневых архитектур с учетом этой концепции, и вы начнете понимать проблему. Другие перспективы включают подходы на основе поставщиков (например, NGINX), балансировщики нагрузки с учетом содержимого, службы изоляции данных и безопасности (например, IBM Datapower), которые могут или не могут повысить ценность данной архитектуры, развертывания и использования.

Answer 5

N-уровневые приложения данных - это приложения данных, которые разделены на несколько уровней. Также называемые "распределенными приложениями" и "многоуровневыми приложениями", n-уровневые приложения разделяют обработку на отдельные уровни, которые распределяются между клиентом и сервером. Когда вы разрабатываете приложения для доступа к данным, у вас должно быть четкое разделение между различными уровнями, составляющими приложение.

Типичное n-уровневое приложение включает в себя уровень представления, средний уровень и уровень данных. Самый простой способ разделить различные уровни в n-уровневом приложении - это создать отдельные проекты для каждого уровня, который вы хотите включить в свое приложение. Например, уровень представления может быть приложением Windows Forms, тогда как логика доступа к данным может быть библиотекой классов, расположенной на среднем уровне. Кроме того, уровень представления может связываться с логикой доступа к данным на среднем уровне через службу, такую ​​как служба. Разделение компонентов приложения на отдельные уровни повышает удобство обслуживания и масштабируемость приложения. Это достигается за счет более легкого внедрения новых технологий, которые могут применяться на одном уровне без необходимости перепроектирования всего решения. Кроме того, n-уровневые приложения обычно хранят конфиденциальную информацию на среднем уровне, что обеспечивает изоляцию от уровня представления.

Взято с сайта Microsoft.

Answer 6

При построении обычного MCV (3-уровневая архитектура) можно решить реализовать MCV с двухпалубными интерфейсами, так что фактически можно заменить определенный уровень без необходимости изменять даже одну строку кода.

Мы часто видим преимущества этого, например, в сценариях, когда вы хотите иметь возможность использовать более одной базы данных (в этом случае у вас есть двойной интерфейс между уровнями управления и данными).

Когда вы помещаете его в View-слой (презентация), вы можете (удерживать!!) заменить интерфейс USER другой машиной, тем самым автоматизируя РЕАЛЬНЫЙ ввод (!!!) - и тем самым вы можете запустить утомительные юзабилити-тесты тысяч раз без какого-либо пользователя, чтобы коснуться и повторно коснитесь и повторно коснитесь одних и тех же вещей снова и снова.

Некоторые описывают такую 3-уровневую архитектуру с 1 или 2 двойными интерфейсами как 4-уровневую или 5-уровневую архитектуру, неявно подразумевая двойные интерфейсы.

Другие случаи включают (но не ограничиваются ими) тот факт, что вы - в случае частично или полностью реплицированных систем баз данных - практически сможете рассматривать одну из баз данных как "главную", и, таким образом, у вас будет уровень состоящий из главной и другой содержащий ведомую базу данных.

Мобильный пример

Поэтому многоуровневый - или N-уровневый - действительно имеет несколько интерпретаций, в то время как я, безусловно, придерживался бы 3-уровневого + дополнительных уровней, состоящих из тонких интерфейсных дисков, вклинивающихся между ними, для обеспечения упомянутых перестановок уровней, и с точки зрения При тестировании (особенно используемом на мобильных устройствах) вы теперь можете запускать пользовательские тесты на реальном программном обеспечении, имитируя постукивание пользователей таким образом, который логика управления не может отличить от прослушивания реального пользователя. Это почти первостепенно при моделировании реальных пользовательских тестов, поскольку вы можете записывать все входные данные от пользователей OTA, а затем повторно использовать тот же самый вход при выполнении регрессионных тестов.

Answer 7

N-уровневые приложения данных - это приложения данных, которые разделены на несколько уровней. Также называемые "распределенными приложениями" и "многоуровневыми приложениями", n-уровневые приложения разделяют обработку на отдельные уровни, которые распределяются между клиентом и сервером. Когда вы разрабатываете приложения для доступа к данным, у вас должно быть четкое разделение между различными уровнями, составляющими приложение.

И так далее в http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb384398.aspx

Answer 8

Насколько я понимаю, N-Tier отделяет бизнес-логику, клиентский доступ и данные друг от друга, используя отдельные физические машины. Теория заключается в том, что один из них может быть обновлен независимо от других.

Answer 9

С https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/architecture-styles/n-tier

N-уровневая архитектура делит прикладные шины в основном на логические шины и физические уровни, и они делятся на подчасти.

Слои - это способ разделения обязанностей и управления зависимостями. Каждый слой несет определенную ответственность. Более высокий уровень может использовать сервисы более низкого уровня, но не наоборот.

Уровни физически разделены, работают на отдельных машинах. Уровень может напрямую вызывать другой уровень или использовать асинхронный обмен сообщениями (очередь сообщений). Хотя каждый слой может быть размещен на своем собственном уровне, это не обязательно. Несколько слоев могут быть размещены на одном уровне. Физическое разделение уровней улучшает масштабируемость и отказоустойчивость, но также добавляет задержку от дополнительного сетевого взаимодействия.

Традиционное трехуровневое приложение имеет уровень представления, средний уровень и уровень базы данных. Средний уровень не является обязательным. Более сложные приложения могут иметь более трех уровней. Диаграмма выше показывает приложение с двумя промежуточными уровнями, инкапсулирующими различные области функциональности.

N-уровневое приложение может иметь архитектуру закрытого уровня или архитектуру открытого уровня:

In a closed layer architecture, a layer can only call the next layer immediately down.
In an open layer architecture, a layer can call any of the layers below it.

Архитектура закрытого слоя ограничивает зависимости между слоями. Однако это может создать ненужный сетевой трафик, если один уровень просто передает запросы следующему уровню.

Answer 10

Когда мы говорим об уровнях, мы обычно говорим о физических процессах (имеющих различное пространство памяти).

Таким образом, в случае, если уровни приложения развернуты в разных процессах, эти разные процессы будут разными уровнями.

Например, в трехуровневом приложении бизнес-уровень связывается с мэйнфреймами (отдельный процесс) и со службой отчетов (отдельный процесс), тогда это приложение будет пятиуровневым.

Следовательно, родовое имя является n-уровневым.

Answer 11

N-уровневое приложение - это приложение, в котором задействовано более трех компонентов. Что это за компоненты?

• Кеш
• Очереди сообщений для асинхронного поведения
• Балансировщики нагрузки
• Серверы поиска для поиска в огромных объемах данных
• Компоненты, участвующие в обработке больших объемов данных
• Компоненты, использующие гетерогенные технологии, обычно известные как веб-службы и т. Д.

Все социальные приложения, такие как Instagram, Facebook, крупномасштабные отраслевые сервисы, такие как Uber, Airbnb, массовые многопользовательские онлайн-игры, такие как Pokemon Go, приложения с необычными функциями - это многоуровневые приложения.

Answer 12

N-уровневая архитектура представляет собой многоуровневую или многоуровневую клиент-серверную архитектуру, которая делит функции представления, обработки и обработки данных на логически и физически разные уровни. Более трех уровней в приложениях встречаются редко, так как они дают мало преимуществ и могут сделать приложение медленнее, сложнее в управлении и дороже в эксплуатации.

Преимущества N-уровневой архитектуры

1. Ремонтопригодность высока, так как обслуживание, отладка и развертывание компонентов на каждом уровне значительно проще.
2. Возможность повторного использования поддерживается N-уровневой архитектурой.
3. Гибкость повышается, поскольку каждый уровень можно расширять в соответствии с требованиями.
4. Масштабируемость значительно повышается при реализации N-уровневой архитектуры.
5. Безопасность повышается в N-уровневой архитектуре, поскольку безопасность обеспечивается на каждом уровне разными методами.

Для получения более подробной информации, пожалуйста, просмотрите содержимое ниже-

• Microsoft: стиль N-уровневой архитектуры
• Stackify: Что такое N-уровневая архитектура? Как это работает, примеры, руководства
• Guru99: N-уровневая (многоуровневая), 3-уровневая, 2-уровневая архитектура с ПРИМЕРОМ
• Baeldung: N-уровневая архитектура
• Журнал Code : Дизайн многоуровневых приложений
• IBM: трехуровневая архитектура

Answer 13

Мартин Фаулер ясно демонстрирует:

Расслоение является одним из наиболее распространенных методов, которые разработчики программного обеспечения используют для разделения сложной программной системы. Вы видите это в машинных архитектурах, где слои спускаются с языка программирования с вызовами операционной системы в драйверы устройств и наборы инструкций ЦП, а также в логические элементы внутри чипов. Сеть имеет FTP-слой поверх TCP, который находится поверх IP, который находится поверх Ethernet.

Размышляя о системе в терминах слоев, вы представляете основные подсистемы в программном обеспечении, организованные в виде слоеного пирога, где каждый слой опирается на нижний уровень. В этой схеме верхний уровень использует различные сервисы, определенные нижним уровнем, но нижний уровень не знает о более высоком уровне. Кроме того, каждый уровень обычно скрывает свои нижние уровни от вышеперечисленных уровней, поэтому уровень 4 использует службы уровня 3, который использует службы уровня 2, но уровень 4 не знает об уровне 2. (Не все многоуровневые архитектуры непрозрачны, как это, но большинство из них - или, скорее, большинство в основном непрозрачные.)

Разбиение системы на слои имеет ряд важных преимуществ.

• Вы можете понимать один слой как единое целое, не зная много о других слоях. Вы можете понять, как создать службу FTP поверх TCP, не зная деталей того, как работает Ethernet.

• Вы можете заменить слои альтернативными реализациями одних и тех же базовых сервисов. Служба FTP может работать без изменений через Ethernet, PPP или любую другую кабельную компанию.

• Вы минимизируете зависимости между слоями. Если кабельная компания меняет свою физическую систему передачи, при условии, что она заставляет работать IP, нам не нужно менять наш FTP-сервис.

• Слои создают хорошие места для стандартизации. TCP и IP являются стандартами, потому что они определяют, как должны работать их уровни.

• После того, как вы построили слой, вы можете использовать его для многих сервисов более высокого уровня. Таким образом, TCP/IP используется FTP, telnet, SSH и HTTP. В противном случае все эти протоколы более высокого уровня должны будут писать свои собственные протоколы более низкого уровня. Из библиотеки Кайла Джеффри Пассарелли

Расслоение является важной техникой, но есть и недостатки.

• Слои хорошо инкапсулируют некоторые, но не все вещи. В результате вы иногда получаете каскадные изменения. Классическим примером этого в многоуровневом корпоративном приложении является добавление поля, которое должно отображаться в пользовательском интерфейсе, должно быть в базе данных и, следовательно, должно быть добавлено к каждому промежуточному слою.

• Дополнительные слои могут повредить производительность. На каждом уровне вещи, как правило, должны быть преобразованы из одного представления в другое. Однако инкапсуляция базовой функции часто дает вам повышение эффективности, которое более чем компенсирует. Слой, который контролирует транзакции, может быть оптимизирован, и тогда все будет быстрее. Но самая сложная часть многоуровневой архитектуры - это решить, какие слои иметь и какова ответственность каждого слоя.

Answer 14

Уровень — это группа компьютеров, имеющих схожие функциональные возможности и обслуживающих одни и те же потребности. Уровни существуют по соображениям безопасности и масштабируемости. Типичное современное веб-приложение является трехуровневым (его также называют «тонким клиентом»):

Уровень 1 (уровень клиента). Код, работающий в вашем браузере и в браузерах всех пользователей системы (миллионы компьютеров). От минимума до отсутствия бизнес-логики или логики приложений, только логика графического интерфейса.

Уровень 2 (уровень приложений). Внутренний код, представляющий приложение и бизнес-логику, работающую на сервере (тысячи компьютеров). Все тяжелые подъемы происходят здесь.

Уровень 3 (уровень постоянства). Узлы реляционной базы данных, соединенные по принципу ведущий/подчиненный (десятки компьютеров).

N-уровень означает, что могут быть дополнительные группы компьютеров, такие как кэши, прокси или другие посредники.

Трехуровневая архитектура была не всегда. Двадцать лет назад повсеместно применялся двухуровневый дизайн (уровень клиента + уровень сохраняемости, также известный как «толстый клиент»).

Важно: понятия «уровни» и «слои» часто смешивают. Уровни — это группы устройств, которые всегда физически разделены (сетью или границей процесса), а «уровень» — чисто программный термин.