Criação de uma arquitetura de back-end de aplicativo móvel

Deseja criar uma arquitetura de back-end de aplicativo móvel que seja dimensionada sem problemas? Siga este guia prático passo a passo para criar uma arquitetura de back-end de aplicativo móvel escalonável.

Uma visão geral dos aplicativos móveis

Aplicativos móveis são programas que funcionam em dispositivos inteligentes, como tablets, telefones celulares e smartwatches. Os aplicativos móveis podem ser nativos, da Web ou híbridos.

Enquanto os aplicativos nativos são projetados para um sistema operacional específico, como o Android, os aplicativos Web usam tecnologias baseadas na Web, como HTML e CSS, para criar aplicativos. Por outro lado, os aplicativos híbridos são aplicativos da Web executados em um contêiner nativo.

A seguir, discutiremos o significado da arquitetura de back-end de aplicativos móveis.

Uma visão geral da arquitetura de back-end de aplicativos móveis

O procedimento de criação de uma arquitetura de backend de aplicativo móvel escalável pode ser complicado, pois vários fatores devem estar presentes para criar essa infraestrutura.

Um aplicativo dimensionável deve ser seguro, confiável e suportar milhões de usuários simultaneamente sem prejudicar o desempenho. Em essência, mesmo em períodos de pico, esse aplicativo não deve travar, estar sempre disponível e carregar rapidamente.

Vamos considerar os procedimentos para criar uma arquitetura de backend tão robusta para um aplicativo móvel. Continue lendo para descobrir as práticas recomendadas de arquitetura de aplicativos móveis.

Os componentes de uma arquitetura de aplicativo móvel

Aqui estão os vários elementos que trabalham juntos para formar uma arquitetura de backend de aplicativo robusta.

• Os servidores de banco de dados
• Os servidores de hospedagem de aplicativos
• Tecnologia de balanceamento de carga
• Serviço de armazenamento de objetos
• Rede de distribuição de conteúdo
• APIs
• SDKs
• Plataformas de publicação de aplicativos.

A seguir, discutiremos esses componentes um após o outro.

Servidores de banco de dados

O servidor de backend é um aspecto crucial da arquitetura de backend de um aplicativo móvel, que consiste em um cluster de instâncias de banco de dados avançado que gerencia todas as transações de dados do aplicativo.

Com base no design, o banco de dados pode ser ativo ou redundante. Em qualquer caso, uma arquitetura dimensionável deve ter duas ou mais instâncias de banco de dados que sincronizem instantaneamente os dados na nuvem.

Servidores de hospedagem de aplicativos

O servidor de aplicativos funciona gerenciando a lógica comercial do aplicativo móvel. No projeto, o servidor de aplicativos é estabelecido entre a rede de distribuição de conteúdo e os servidores de banco de dados.

Arquitetura de balanceamento de carga

A tecnologia de balanceamento de carga é projetada usando um grupo de servidores chamados balanceadores de carga. Ela funciona distribuindo solicitações de aplicativos aos seus servidores para evitar a sobrecarga de um único servidor e aumentar a eficiência geral.

Em uma arquitetura de backend de aplicativo móvel escalável, a CDN se vincula diretamente ao aplicativo de balanceamento de carga configurado para distribuir solicitações de aplicativos entre seus servidores.

Ele também dimensiona o número de servidores conforme a necessidade, garantindo alta disponibilidade e uso otimizado dos recursos do servidor.

Serviço de armazenamento de objetos

Um aplicativo móvel geralmente precisa fornecer conteúdo como arquivos, vídeos e imagens aos usuários do aplicativo. Esses conteúdos são mantidos no armazenamento de objetos. No entanto, a CDN também armazena esses conteúdos como um cache em seus servidores para fornecê-los mais rapidamente aos usuários em várias localizações geográficas.

Rede de distribuição de conteúdo

A CDN assume a forma de um grupo de servidores distribuídos em vários locais do mundo para fornecer conteúdo mais rapidamente aos usuários de aplicativos.

A CDN funciona identificando usuários próximos e fornecendo conteúdo como imagens e vídeos para usuários próximos a um servidor CDN. Essa abordagem torna as respostas e os downloads de aplicativos mais rápidos.

As vantagens de usar uma CDN são muitas: ela usa um caminho de roteamento ideal que minimiza a latência, os custos de transferência de dados são reduzidos significativamente, além de aumentar a segurança do aplicativo ao impedir ataques DDoS e muito mais.

APIs – Interfaces de programação de aplicativos

A API é o software que facilita a comunicação entre o lado do cliente (front-end) e o lado do servidor (back-end) do aplicativo. As APIs oferecem vários benefícios que melhoram o desempenho e a escalabilidade dos aplicativos, como automação de gerenciamento, distribuição de serviços, funções personalizadas e transações de dados flexíveis.

SDKs – Kits de desenvolvimento de software

SDK significa Software development Kits (kits de desenvolvimento de software), uma ferramenta essencial para a criação de uma arquitetura de back-end móvel dimensionável. Um SDK típico contém ferramentas como bibliotecas, APIs, documentação, depuradores e muito mais.

Em uma observação semelhante, o Mobile Backend SDK contém todas as ferramentas mencionadas acima, além de utilitários que conectam o lado do cliente ao lado do servidor de um aplicativo.

Os SDKs ajudam os desenvolvedores a integrar várias funções do aplicativo sem estresse. Um exemplo típico é uma função para enviar notificações push do backend para a interface do usuário do aplicativo.

Plataformas de publicação de aplicativos

Os desenvolvedores usam várias tecnologias para criar aplicativos. Por exemplo, o Swift é usado para desenvolver aplicativos iOS nativos, enquanto o Java/Kotlin cria aplicativos Android nativos e o React Native desenvolve aplicativos multiplataforma, entre outras ferramentas.

Todos os aplicativos, independentemente da ferramenta de desenvolvimento, são baixados pelos usuários de aplicativos em plataformas de distribuição, como Google Play e App Store.

O procedimento envolve que os desenvolvedores enviem seu aplicativo em uma plataforma de publicação para que os usuários possam fazer o download e instalar o aplicativo após a aprovação. Os usuários da plataforma de distribuição de aplicativos podem procurar um aplicativo, fazer o download e instalá-lo e, em seguida, deixar uma avaliação.

Um desenvolvedor deve se alinhar com as diretrizes exclusivas da App Store e do Google Play para ter um aplicativo aprovado e publicado.

No entanto, você pode contornar o processo de análise da plataforma de publicação desenvolvendo seu aplicativo com o Ionic, Angular ou React que usa a tecnologia Progressing Web Application.

Procedimento para dimensionar um aplicativo móvel

Há duas abordagens para a criação de uma arquitetura de backend de aplicativo móvel escalável.

A primeira maneira é o Mobile Backend as a Service (MBaaS), uma plataforma gerenciada que lida automaticamente com todos os requisitos de backend.

O segundo método é aproveitar os recursos de um provedor de infraestrutura como serviço para criar a arquitetura de back-end escalável do aplicativo móvel desde o início.

Essas duas abordagens têm suas vantagens e desvantagens exclusivas. O MBaaS oferece uma infraestrutura pronta com recursos integrados, como SDKs e blocos de construção, que agilizam as tarefas de desenvolvimento. Essa abordagem oferece aos desenvolvedores um método prático para criar rapidamente uma infraestrutura dimensionável.

A criação de uma infraestrutura dimensionável desde o início oferece ao desenvolvedor muita flexibilidade que não está presente no BaaS.

No entanto, essa abordagem depende muito de ter o conhecimento técnico para estabelecer todos os elementos necessários para criar uma infraestrutura de back-end de aplicativo móvel escalável.

Vamos dar uma olhada detalhada nesses dois métodos. Certifique-se de escolher a arquitetura certa para suas necessidades específicas.

BaaS – Backend como serviço

O procedimento de dimensionamento de um aplicativo móvel com BaaS é rápido e sem complicações, pois todas as ferramentas necessárias para realizar as tarefas já estão disponíveis.

O objetivo da plataforma BaaS é tornar o processo de desenvolvimento mais rápido, o processo de dimensionamento de aplicativos rápido, seguro e direto.

Você pode criar um backend escalável em apenas alguns minutos com um provedor de BaaS como o Back4app. O procedimento é simples: registre-se na plataforma e digite o nome do aplicativo proposto.

Depois disso, todas as outras etapas são tratadas automaticamente pela plataforma. A plataforma BaaS inicia o servidor de aplicativos, cria o modelo de dados, projeta uma política de dimensionamento e estabelece procedimentos de backup e políticas de segurança automaticamente.

Na próxima interface, o usuário pode interagir com uma GUI que consiste em configurações de infraestrutura, APIs, funções de aplicativos e modelos de dados.

Quando as configurações estiverem concluídas, o backend dimensionável estará pronto para implantar aplicativos. Tudo o que é necessário é vincular o lado do cliente ao lado do servidor por meio dos SDKs, criar a lógica comercial e carregar os dados necessários.

Algumas das ferramentas de desenvolvimento disponíveis no Back4app incluem SDKs para Xamarin, iOS, Android, Flutter, React Native e muito mais.

Você pode ler este artigo sobre Como criar seu primeiro aplicativo com a Back4apps para saber como criar seu primeiro aplicativo na plataforma Back4app BaaS.

Exemplos práticos de dimensionamento de uma infraestrutura de aplicativos móveis

Nesta seção, consideraremos dois cenários reais que mostram os benefícios do dimensionamento de aplicativos com BaaS.

• Broadcast Oslo

Neste primeiro estudo de caso, analisaremos de perto a Broadcast Oslo, uma startup sediada na Noruega que fornece um guia descomplicado para os melhores clubes, shows e festivais de Oslo.

Essa empresa criou o Broadcastoslo, um aplicativo móvel disponível para usuários de iOS e Android. Após o download, o usuário tem acesso aos próximos eventos em Oslo.

Outro recurso impressionante desse aplicativo é que ele dá acesso a eventos de festivais em tempo real, o que exige uma infraestrutura de back-end dimensionável para funcionar perfeitamente.

O evento Musikkfest Oslo 2022, realizado em 06/04/2022, contou com mais de 20.000 participantes. Um aplicativo com tantos usuários fazendo upload e acessando dados simultaneamente deve ser dimensionado sem problemas para evitar falhas.

Para resolver esse desafio, a equipe técnica optou por usar a infraestrutura escalável da Back4app. O resultado foi uma experiência sem problemas para todos os usuários do aplicativo.

Após o evento, Tim Harris, CEO da Broadcast Oslo, agradeceu à Back4app pelo excelente serviço prestado. Ele afirmou que nenhum usuário teve uma única falha ao acessar o aplicativo.

• Fight List

O Fight List é um dos principais aplicativos de jogos nos EUA e na França, com mais de 10 milhões de downloads. É um jogo de perguntas e respostas disponível em mais de sete idiomas desenvolvido pela Two4Tea. Como milhares de usuários jogam o jogo ao mesmo tempo, a escalabilidade se torna um desafio significativo para esse aplicativo de jogos.

A Two4Tea decidiu usar o serviço da Back4app para resolver o desafio da infraestrutura dimensionável. Após a atualização, eles puderam processar 10.000 solicitações em períodos de pico sem nenhuma falha.

Depois de experimentar o poder da infraestrutura escalável da Back4app, Nicholas Boulch, CEO da Two4Tea, afirmou que optar pela Back4app é a escolha certa porque a equipe da Back4app identificou com sucesso o desafio e forneceu uma solução personalizada que o resolveu.

Procedimento para criar um backend dimensionável usando um provedor de serviços em nuvem

A segunda abordagem para criar uma infraestrutura de backend de aplicativo móvel escalável é usar um serviço de nuvem como Digital Ocean, Azure, Google Cloud ou AWS.

A principal vantagem dessa abordagem é que ela oferece um alto nível de flexibilidade e dá acesso à supervisão de todo o processo e ao controle da infraestrutura da maneira que você desejar.

No lado negativo, essa abordagem exige um amplo conhecimento de engenharia, a criação de códigos padronizados e o desenvolvimento de um sistema que dimensiona e monitora a infraestrutura 24 horas por dia.

Neste exemplo, criaremos e implantaremos uma arquitetura de backend móvel no AWS.

Depois de ter sua conta instalada e em funcionamento, a próxima etapa é selecionar os serviços necessários para atingir seu objetivo de criar uma arquitetura de aplicativo móvel escalável. Aqui está um exemplo típico:

• Instâncias EC2
• CDN – CloudFront
• Balanceadores de carga
• S3 – Sistema de armazenamento simples
• EBS – Armazenamento em bloco elástico

Vamos dar uma olhada mais de perto em cada um desses serviços.

Instâncias EC2

Para criar uma infraestrutura de back-end que seja dimensionada sem problemas, você precisará de máquinas virtuais para servir como servidores de aplicativos e servidores de banco de dados. Primeiro, você precisa criar uma instância de servidor que servirá como servidores de aplicativos e de banco de dados.

O AWS oferece uma ampla variedade de instâncias especialmente projetadas para diferentes finalidades, como uso geral. E aquelas otimizadas para armazenamento, aplicativos com uso intensivo de memória, tarefas de computação e computação rápida.

Neste cenário, estaremos implementando uma instância de computação geral. Selecionaremos uma instância T4G que seja excelente para gerenciar processos burstable. O custo por hora desse tipo de instância também é razoável.

As várias etapas estão listadas abaixo:

• Faça login no AWS

• Selecione EC2
• Selecione instâncias no menu seguinte

• Iniciar uma nova instância

Nessa etapa, você deve selecionar um sistema operacional e outros fatores, como o tamanho e o tipo da instância, a rede e as configurações de segurança, e adicionar uma instância de armazenamento em bloco.

Quando o cluster do servidor estiver em funcionamento, você deverá configurar uma política de dimensionamento que funcione perfeitamente com sua carga de trabalho.

É essencial observar que os clusters de servidores podem ser dimensionados horizontal ou verticalmente.

No dimensionamento horizontal, as instâncias de servidor do cluster são aumentadas para atender ao aumento da carga de trabalho.

Para o dimensionamento vertical, o tamanho da instância (RAM/CPU) é aumentado para lidar com a carga de trabalho adicional.

Para servidores de aplicativos, o escalonamento horizontal é o modelo de escalonamento preferido. Por outro lado, o dimensionamento vertical é mais eficaz para um cluster de banco de dados.

A implementação do dimensionamento horizontal em um servidor de aplicativos é simples. Para obter o dimensionamento no AWS, basta iniciar o menu de dimensionamento automático e criar sua configuração.

Por outro lado, o dimensionamento vertical pode ser complicado, pois o desligamento de uma instância para aumentar o tamanho levará ao tempo de inatividade do serviço.

A melhor abordagem para implementar o dimensionamento vertical em um servidor de banco de dados é criar uma instância maior, sincronizar todos os dados e transferir as cargas de trabalho ativas para a nova instância. Embora o procedimento seja simples, automatizá-lo pode ser complicado.

Em um cenário em que a carga de trabalho do aplicativo tenha aumentado a um nível em que o dimensionamento vertical se torne impraticável, a melhor abordagem será distribuir as cargas de trabalho excessivas em várias instâncias. Esse procedimento é complexo e só deve ser usado como último recurso.

EBS – Armazenamento em bloco elástico

É essencial observar que cada instância do servidor EC2 requer um volume EBS para lidar com o armazenamento. No entanto, se estiver usando uma instância efêmera com armazenamento embutido, o EBS pode não ser necessário.

Essa etapa simples é configurada durante a inicialização da máquina virtual. No entanto, a configuração do tamanho ideal para lidar com a capacidade de armazenamento necessária sem incorrer em custos evitáveis pode ser um desafio.

A plataforma oferece opções de SSD e disco magnético. É fundamental selecionar o tamanho e o tipo corretos de EBS para que você possa obter o desempenho ideal com um orçamento razoável.

S3 – Serviço de armazenamento simples

É essencial ter um armazenamento de objetos confiável para obter uma infraestrutura de back-end de aplicativo escalável. A melhor maneira de implementar o armazenamento de objetos no AWS é usando o S3, e o procedimento é simples.

Para criar um bucket S3, você deve definir a região para o armazenamento de arquivos. A melhor abordagem é selecionar a mesma região que sua instância do EC2.

O procedimento requer configuração adicional, como a especificação da propriedade do objeto, regras de acesso público, opções de criptografia e controle de versão do bucket

Balanceadores de carga

Implementar as regras corretas de balanceamento de carga é essencial para criar uma arquitetura de backend de aplicativo móvel escalável. Na AWS, você pode acessar várias opções de balanceamento de carga.

O balanceador de carga de aplicativos encaminha uma solicitação de aplicativo para a instância correta do EC2 em um cluster e continua a monitorar sua integridade. O procedimento para anexar balanceadores de carga a uma instância é simples. As etapas estão listadas abaixo:

• Navegue até o painel de controle do EC2.
• Clique em Balanceamento de carga
• Criar um balanceador de carga
• Escolha o tipo de balanceador de carga.

• Configure os parâmetros do balanceador de carga, como zonas de disponibilidade, VPCs, tipo de endereço IP e opções de serviço adicionais.

CDN do Cloudfront

A AWS tem uma rede integrada de distribuição de conteúdo chamada CloudFront com mais de 300 localizações globais. A CDN torna a distribuição de conteúdo dinâmico e estático mais rápida e segura. O procedimento para integrar o CloudFront a outros produtos da AWS é simples.

Para obter uma infraestrutura de backend de aplicativo móvel dimensionável, o CloudFront deve se integrar aos buckets S3 e aos balanceadores de carga. O painel do EC2 fornece as ferramentas necessárias para a integração do CloudFront. O procedimento é o seguinte:

• Navegue até o painel de controle do EC2
• Criar um balanceador de carga
• Selecione um grupo-alvo
• Ajuste as opções de distribuição.

O procedimento para conectar os buckets do S3 por meio do painel do CloudFront também é bastante simples. Basta criar uma distribuição do CloudFront e conectá-la ao domínio de origem.

Conclusão

Aplicativos móveis são programas executados em smartphones, tablets e outros dispositivos inteligentes. Esses tipos de aplicativos podem ser nativos, da Web ou híbridos por design.

A arquitetura de back-end escalonável do aplicativo móvel foi projetada para melhorar o desempenho do aplicativo diante do aumento das cargas do servidor.

Ela também evita falhas, gargalos de desempenho e aumenta a segurança de um aplicativo. Os componentes de uma arquitetura de aplicativo móvel escalável incluem servidores de banco de dados e de aplicativos, balanceadores de carga, CDNS, APIs, SDKs e plataformas de publicação de aplicativos.

As duas abordagens para a criação de uma infraestrutura de aplicativo móvel escalável são o backend personalizado usando serviços de nuvem como o AWS e soluções BaaS prontas de uma plataforma como o Back4app.

Com o Backend as a Service, um backend de aplicativo seguro e dimensionável pode ser implementado mais rapidamente e sem estresse.

Embora os back-ends personalizados sejam tediosos e demorados, eles oferecem um nível mais alto de flexibilidade e controle.

Com este artigo, você deve ter aprendido sobre os elementos que compõem uma excelente arquitetura de backend de aplicativo móvel.

Se você deseja criar um backend de aplicativo escalável mais rapidamente sem o estresse do gerenciamento da infraestrutura, entre em contato conosco e com o Back4app para obter uma solução.

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