Costruire l’architettura di backend di un’applicazione mobile

Volete costruire un’architettura di backend per applicazioni mobili che sia scalabile senza problemi? Seguite questa guida pratica, passo dopo passo, per costruire un’architettura di backend per applicazioni mobili scalabile.

Una panoramica delle app mobili

Le app mobili sono programmi che funzionano su dispositivi intelligenti come tablet, telefoni cellulari e smartwatch. Le app mobili possono essere native, web o ibride.

Mentre le applicazioni native sono progettate per un particolare sistema operativo come Android, le applicazioni web utilizzano tecnologie basate sul web come HTML e CSS per creare applicazioni. D’altra parte, le app ibride sono applicazioni web che vengono eseguite all’interno di un contenitore nativo.

A seguire, discuteremo il significato dell’architettura di backend di un’applicazione mobile.

Una panoramica dell’architettura di backend delle applicazioni mobili

La procedura di creazione di un’ architettura backend scalabile per le app mobili può essere complicata, poiché per creare un’infrastruttura di questo tipo devono essere presenti diversi fattori.

Un’applicazione scalabile deve essere sicura, affidabile e in grado di supportare milioni di utenti in contemporanea, senza degradare le prestazioni. In sostanza, anche nei periodi di picco, un’app di questo tipo non deve andare in crash, essere sempre disponibile e caricarsi velocemente.

Prenderemo in considerazione le procedure per creare una solida architettura di backend per un’applicazione mobile. Continuate a leggere per scoprire le best practice per l’architettura delle app mobili.

I componenti dell’architettura di un’applicazione mobile

Ecco i vari elementi che collaborano per formare una solida architettura di backend delle app.

• I server di database
• I server di hosting delle app
• Tecnologia di bilanciamento del carico
• Servizio di archiviazione a oggetti
• Rete di distribuzione dei contenuti
• API
• SDK
• Piattaforme di pubblicazione delle applicazioni.

In seguito, esamineremo questi componenti uno dopo l’altro.

Server di database

Il server di backend è un aspetto cruciale dell’architettura di backend di un’applicazione mobile, costituito da un cluster di potenti istanze di database che gestiscono tutte le transazioni di dati dell’applicazione.

In base al progetto, il database può essere attivo o ridondante. In ogni caso, un’architettura scalabile dovrebbe avere due o più istanze del database che sincronizzano istantaneamente i dati sul cloud.

Server di hosting per app

L’application server funziona gestendo la logica aziendale dell’applicazione mobile. Nel progetto, l’application server si colloca tra la rete di distribuzione dei contenuti e i server di database.

Architettura di bilanciamento del carico

La tecnologia di bilanciamento del carico è progettata utilizzando un gruppo di server chiamati bilanciatori di carico. Funziona distribuendo le richieste delle applicazioni ai suoi server per evitare il sovraccarico di un singolo server e aumentare l’efficienza complessiva.

In un’architettura backend scalabile per app mobili, il CDN si collega direttamente all’applicazione di bilanciamento del carico, configurata per distribuire le richieste delle app tra i suoi server.

Inoltre, il numero di server viene scalato in base alle esigenze, garantendo un’elevata disponibilità e un uso ottimale delle risorse del server.

Servizio di archiviazione a oggetti

Un’applicazione mobile ha spesso bisogno di fornire contenuti come file, video e immagini agli utenti dell’applicazione. Questi contenuti sono conservati nello storage degli oggetti. Tuttavia, la CDN memorizza anche questi contenuti come cache nei suoi server per consegnarli più velocemente agli utenti in diverse posizioni geografiche.

Rete di distribuzione dei contenuti

Il CDN si presenta come un gruppo di server distribuiti in varie località del mondo per fornire più velocemente i contenuti agli utenti delle app.

La CDN funziona identificando gli utenti vicini e distribuendo contenuti come immagini e video agli utenti vicini a un server CDN. Questo approccio rende più veloci le risposte e i download delle app.

I vantaggi dell’utilizzo di una CDN sono molteplici: utilizza un percorso di routing ottimale che riduce al minimo la latenza, riduce in modo significativo i costi di trasferimento dei dati, aumenta la sicurezza dell’applicazione prevenendo gli attacchi DDoS e molto altro ancora.

API – Interfacce di programmazione delle applicazioni

L’API è il software che facilita la comunicazione tra il lato client (front-end) e il lato server (back-end) dell’applicazione. Le API offrono diversi vantaggi che migliorano le prestazioni e la scalabilità delle app, come la gestione dell’automazione, la distribuzione dei servizi, le funzioni personalizzate e le transazioni flessibili dei dati.

SDK – Kit di sviluppo software

SDK è l’acronimo di Software development Kit, uno strumento essenziale per la costruzione di un’architettura backend mobile scalabile. Un tipico SDK contiene strumenti come librerie, API, documentazione, debugger e molto altro.

Analogamente, Mobile Backend SDK contiene tutti gli strumenti menzionati in precedenza, oltre alle utility che collegano il lato client al lato server di un’applicazione.

Gli SDK aiutano gli sviluppatori a integrare varie funzioni dell’app senza stress. Un esempio tipico è una funzione per l’invio di notifiche push dal backend all’interfaccia utente dell’app.

Piattaforme di pubblicazione di app

Gli sviluppatori utilizzano diverse tecnologie per realizzare le app. Ad esempio, Swift viene utilizzato per sviluppare applicazioni native per iOS, mentre Java/Kotlin crea applicazioni native per Android e React Native sviluppa applicazioni multipiattaforma, oltre ad altri strumenti.

Tutte le app, indipendentemente dallo strumento di sviluppo, vengono scaricate dagli utenti su piattaforme di distribuzione come Google Play e App Store.

La procedura prevede che gli sviluppatori presentino la loro app su una piattaforma di pubblicazione, in modo che gli utenti possano scaricarla e installarla dopo l’approvazione. Gli utenti della piattaforma di distribuzione delle app possono cercare un’applicazione, scaricarla e installarla, quindi lasciare una recensione.

Per poter approvare e pubblicare un’applicazione, lo sviluppatore deve attenersi alle linee guida specifiche dell’App Store e di Google Play.

Tuttavia, è possibile aggirare il processo di controllo della piattaforma di pubblicazione sviluppando l’applicazione con Ionic, Angular o React che utilizzano la tecnologia Progressing Web Application.

Procedura per il ridimensionamento di un’applicazione mobile

Esistono due approcci per creare un’architettura backend scalabile per le app mobili.

Questo primo modo è il Mobile Backend as a Service (MBaaS), una piattaforma gestita che gestisce automaticamente tutti i requisiti del backend.

Il secondo metodo consiste nello sfruttare le risorse di un fornitore di Infrastructure as a Service per costruire l’architettura scalabile del backend dell’app mobile da zero.

Questi due approcci presentano vantaggi e svantaggi specifici. MBaaS offre un’infrastruttura già pronta con risorse integrate come SDK e building block che accelerano le attività di sviluppo. Questo approccio offre agli sviluppatori un metodo a mani libere per costruire rapidamente un’infrastruttura scalabile.

La costruzione di un’infrastruttura scalabile da zero offre allo sviluppatore una flessibilità che non è presente nei BaaS.

Tuttavia, questo approccio dipende in larga misura dal know-how tecnico necessario per stabilire tutti gli elementi necessari a costruire un’infrastruttura backend scalabile per le app mobili.

Vediamo nel dettaglio questi due metodi. Assicuratevi di scegliere l’architettura giusta per le vostre esigenze specifiche.

BaaS – Backend come servizio

La procedura di scalata di un’app mobile con BaaS è veloce e senza problemi, perché tutti gli strumenti necessari per svolgere le attività sono già pronti.

L’obiettivo della piattaforma BaaS è quello di rendere il processo di sviluppo più veloce, il processo di scalabilità delle applicazioni rapido, sicuro e semplice.

È possibile creare un backend scallabile in pochi minuti con un provider BaaS come Back4app. La procedura è semplice: registratevi sulla piattaforma e digitate il nome dell’applicazione proposta.

Successivamente, tutte le altre fasi sono gestite automaticamente dalla piattaforma. La piattaforma BaaS lancia il server dell’app, crea il modello di dati, progetta una politica di scalabilità e stabilisce automaticamente procedure di backup e politiche di sicurezza.

Nell’interfaccia successiva, l’utente può interagire con un’interfaccia grafica composta da impostazioni per l’infrastruttura, le API, le funzioni delle app e i modelli di dati.

Una volta completate le impostazioni, il backend scalabile è pronto per la distribuzione delle applicazioni. È sufficiente collegare il lato client al lato server tramite gli SDK, creare la logica aziendale e caricare i dati richiesti.

Alcuni degli strumenti di sviluppo disponibili in Back4app includono SDK per Xamarin, iOS, Android, Flutter, React Native e molti altri.

Potete leggere questo articolo su Come creare la vostra prima applicazione con Back4apps per imparare a costruire la vostra prima applicazione sulla piattaforma BaaS di Back4app.

Esempi pratici di scalabilità di un’infrastruttura di app mobili

In questa sezione prenderemo in considerazione due scenari reali che mostrano i vantaggi della scalabilità delle applicazioni con BaaS.

• Broadcast Oslo

In questo primo caso di studio, esamineremo da vicino Broadcast Oslo, una startup norvegese che fornisce una guida senza problemi ai migliori club, concerti e festival di Oslo.

Questa società ha creato Broadcastoslo, un’applicazione mobile disponibile per utenti iOS e Android. Dopo averla scaricata, l’utente ha accesso ai prossimi eventi di Oslo.

Un’altra caratteristica impressionante di questa app è che dà accesso agli eventi del festival in tempo reale, il che richiede un’infrastruttura backend scalabile per funzionare perfettamente.

L’evento Musikkfest Oslo 2022, svoltosi il 04/06/2022, vanta oltre 20.000 partecipanti. Un’app con un numero così elevato di utenti che caricano e accedono ai dati contemporaneamente deve scalare senza problemi per evitare crash.

Per risolvere questa sfida, il team tecnico ha scelto di utilizzare l’infrastruttura scalabile di Back4app. Il risultato è stato un’esperienza senza intoppi per tutti gli utenti dell’app.

Dopo l’evento, Tim Harris, CEO di Broadcast Oslo, ha ringraziato Back4app per l’eccellente servizio fornito. Ha testimoniato che non un solo utente ha avuto problemi di accesso all’applicazione.

• Fight List

Fight List è una delle principali applicazioni di gioco negli Stati Uniti e in Francia, con oltre 10 milioni di download. È un gioco di domande e risposte disponibile in oltre sette lingue, sviluppato da Two4Tea. Poiché migliaia di utenti giocano contemporaneamente, la scalabilità diventa una sfida importante per questa app di gioco.

Two4Tea ha deciso di utilizzare il servizio di Back4app per risolvere la sfida dell’infrastruttura scalabile. Dopo l’aggiornamento, l’azienda è riuscita a elaborare 10.000 richieste nei periodi di picco senza alcun problema.

Dopo aver sperimentato la potenza dell’infrastruttura scalabile di Back4app, Nicholas Boulch, il CEO di Two4Tea, ha dichiarato che scegliere Back4app è stata la scelta giusta perché il team di Back4app ha identificato con successo la sfida e ha fornito una soluzione personalizzata che l’ha risolta.

Procedura per la creazione di un backend scalabile con un fornitore di servizi cloud

Il secondo approccio alla costruzione di un’infrastruttura backend scalabile per le app mobili consiste nell’utilizzare un servizio cloud come Digital Ocean, Azure, Google Cloud o AWS.

Il vantaggio principale di questo approccio è che offre un elevato livello di flessibilità e consente di supervisionare l’intero processo e di controllare l’infrastruttura nel modo desiderato.

In compenso, questo approccio richiede un’ampia conoscenza ingegneristica, la creazione di codici standard e lo sviluppo di un sistema che gestisca e monitorizzi l’infrastruttura 24 ore su 24.

In questo esempio, costruiremo e distribuiremo un’architettura di backend mobile su AWS.

Una volta che il vostro account è attivo e funzionante, il passo successivo è quello di selezionare i servizi necessari per raggiungere l’obiettivo di creare un’architettura di app mobile scalabile. Ecco un esempio tipico:

• Istanze EC2
• CDN – CloudFront
• Bilanciatori di carico
• S3 – Sistema di archiviazione semplice
• EBS – Elastic Block Storage

Diamo un’occhiata più da vicino a ciascuno di questi servizi.

Istanze EC2

Per creare un’infrastruttura di backend in grado di scalare senza problemi, è necessario disporre di macchine virtuali che fungano da server delle applicazioni e da server dei database. Innanzitutto, è necessario creare un’istanza del server che fungerà da server delle applicazioni e dei database.

AWS offre un’ampia gamma di istanze appositamente progettate per scopi diversi, come l’uso generale. E quelle ottimizzate per lo storage, le applicazioni ad alta intensità di memoria, le attività di calcolo e l’elaborazione veloce.

In questo scenario, verrà distribuita un’istanza di calcolo generale. Sceglieremo un’istanza T4G che è eccellente per la gestione dei processi burstable. Anche il costo orario di questo tipo di istanza è ragionevole.

Le varie fasi sono elencate di seguito:

• Accesso ad AWS

• Selezionare EC2
• Scegliere le istanze dal menu successivo

• Avviare una nuova istanza

In questa fase, è necessario selezionare un sistema operativo e altri fattori come le dimensioni e il tipo di istanza, le impostazioni di rete e di sicurezza e aggiungere un’istanza di storage a blocchi.

Una volta che il cluster di server è attivo e funzionante, è necessario configurare un criterio di scalabilità che funzioni perfettamente con il carico di lavoro.

È essenziale notare che i cluster di server possono essere scalati orizzontalmente o verticalmente.

Nello scaling orizzontale, le istanze del server del cluster vengono aumentate per soddisfare l’aumento del carico di lavoro.

Per lo scaling verticale, la dimensione dell’istanza (RAM/CPU) viene aumentata per gestire il carico di lavoro aggiuntivo.

Per i server applicativi, lo scaling orizzontale è il modello di scaling preferito. D’altra parte, lo scaling verticale è più efficace per un cluster di database.

L’implementazione dello scaling orizzontale in un application server è semplice. Per ottenere lo scaling su AWS, è sufficiente lanciare il menu di autoscaling e creare la configurazione.

Al contrario, lo scaling verticale può essere complicato, in quanto lo spegnimento di un’istanza per aumentare le dimensioni comporta l’interruzione del servizio.

L’approccio migliore per implementare lo scaling verticale su un server di database consiste nel creare un’istanza più grande, sincronizzare tutti i dati e trasferire i carichi di lavoro attivi alla nuova istanza. Sebbene la procedura sia semplice, automatizzarla può essere complicato.

In uno scenario in cui il carico di lavoro dell’applicazione è aumentato a un livello tale da rendere impraticabile il vertical scaling, l’approccio migliore sarà quello di distribuire i carichi di lavoro eccessivi su più istanze. Questa procedura è complessa e deve essere utilizzata solo come ultima risorsa.

EBS – Elastic Block Storage

È essenziale notare che ogni istanza di server EC2 richiede un volume EBS per gestire lo storage. Tuttavia, se si utilizza un istante effimero con storage incorporato, EBS potrebbe non essere necessario.

Questo semplice passaggio viene configurato durante l’inizializzazione della macchina virtuale. Tuttavia, configurare la dimensione ottimale per gestire la capacità di archiviazione richiesta senza incorrere in costi evitabili può essere una sfida.

La piattaforma offre opzioni SSD e disco magnetico. È fondamentale selezionare la dimensione e il tipo di EBS giusto per ottenere prestazioni ottimali con un budget ragionevole.

S3 – Servizio di archiviazione semplice

È essenziale disporre di uno storage a oggetti affidabile per ottenere un’infrastruttura backend scalabile per le app. Il modo migliore per implementare l’archiviazione a oggetti su AWS è utilizzare S3 e la procedura è semplice.

Per creare un bucket S3, è necessario definire la regione per l’archiviazione dei file. L’approccio migliore è quello di selezionare la stessa regione dell’istanza EC2.

La procedura richiede una configurazione aggiuntiva, come la specificazione della proprietà dell’oggetto, le regole di accesso pubblico, le opzioni di crittografia e il versioning del bucket.

Bilanciatori di carico

L’implementazione delle giuste regole di bilanciamento del carico è essenziale per creare un’architettura backend scalabile per le app mobili. Su AWS è possibile accedere a diverse opzioni di bilanciamento del carico.

Il bilanciatore di carico delle applicazioni indirizza una richiesta di applicazione all’istanza EC2 giusta in un cluster e continua a monitorarne lo stato di salute. La procedura per collegare i bilanciatori di carico a un’istanza è semplice. I passaggi sono elencati di seguito:

• Accedere alla dashboard di EC2.
• Fare clic su Bilanciamento del carico
• Creare un bilanciatore di carico
• Scegliere il tipo di bilanciatore di carico.

• Configurare i parametri del bilanciatore di carico, come le zone di disponibilità, le VPC, il tipo di indirizzo IP e le opzioni di servizio aggiuntive.

CDN Cloudfront

AWS dispone di una rete integrata di distribuzione dei contenuti chiamata CloudFront con oltre 300 sedi in tutto il mondo. La CDN rende più veloce e sicura la distribuzione di contenuti dinamici e statici. La procedura di integrazione di CloudFront con altri prodotti AWS è semplice.

Per ottenere un’infrastruttura di backend scalabile per le app mobili, CloudFront deve integrarsi con i bucket S3 e i bilanciatori di carico. La dashboard EC2 fornisce gli strumenti necessari per l’integrazione di CloudFront. La procedura è la seguente:

• Accedere alla dashboard di EC2
• Creare un bilanciatore di carico
• Selezionare un gruppo di destinazione
• Mettere a punto le opzioni di distribuzione.

Anche la procedura per collegare i bucket S3 attraverso la dashboard di CloudFront è abbastanza semplice. È sufficiente creare una distribuzione CloudFront e collegarla al dominio di origine.

Conclusione

Le applicazioni mobili sono programmi che vengono eseguiti su smartphone, tablet e altri dispositivi intelligenti. Questi tipi di applicazioni possono essere native, web o ibride.

L’architettura scalabile del backend delle applicazioni mobili è progettata per migliorare le prestazioni dell’applicazione a fronte di un aumento del carico dei server.

Inoltre, previene gli arresti anomali, i colli di bottiglia delle prestazioni e aumenta la sicurezza di un’applicazione. I componenti di un’architettura scalabile per app mobili comprendono server di database e applicazioni, bilanciatori di carico, CDNS, API, SDK e piattaforme di pubblicazione delle app.

I due approcci alla costruzione di un’infrastruttura scalabile per le app mobili sono il backend costruito su misura utilizzando servizi cloud come AWS e le soluzioni BaaS già pronte di una piattaforma come Back4app.

Con Backend as a Service, è possibile distribuire un backend sicuro e scalabile per le app in modo più rapido e senza stress.

Sebbene i backend personalizzati siano noiosi e richiedano molto tempo, offrono un livello superiore di flessibilità e controllo.

Con questo articolo, avrete imparato a conoscere gli elementi che compongono un’eccellente architettura di backend di un’applicazione mobile.

Se volete creare un backend scalabile per le app in modo più rapido e senza lo stress della gestione dell’infrastruttura, rivolgetevi a noi e a Back4app per trovare una soluzione.

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