بناء بنية خلفية تطبيق الهاتف المحمول

هل تريد إنشاء بنية خلفية لتطبيقات الهاتف المحمول قابلة للتطوير دون متاعب؟ اتبع هذا الدليل العملي خطوة بخطوة لبناء بنية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير.

نظرة عامة على تطبيقات الأجهزة المحمولة

تطبيقات الأجهزة المحمولة هي برامج تعمل على الأجهزة الذكية مثل الأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة والساعات الذكية. يمكن أن تتخذ تطبيقات الأجهزة المحمولة إما شكل تطبيقات أصلية أو ويب أو مختلطة.

في حين أن التطبيقات الأصلية مصممة لنظام تشغيل معين مثل أندرويد، فإن تطبيقات الويب تستخدم تقنيات تستند إلى الويب مثل HTML و CSS لإنشاء التطبيقات. من ناحية أخرى، التطبيقات الهجينة هي تطبيقات ويب تعمل داخل حاوية أصلية.

بعد ذلك، سنناقش معنى بنية الواجهة الخلفية لتطبيقات الجوال.

نظرة عامة على بنية الواجهة الخلفية لتطبيق الهاتف المحمول

يمكن أن يكون إجراء إنشاء بنية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير معقدًا حيث يجب أن تتوافر عوامل مختلفة لإنشاء مثل هذه البنية التحتية.

يجب أن يكون التطبيق القابل للتطوير آمنًا وموثوقًا ويدعم ملايين المستخدمين في وقت واحد دون تدهور الأداء. في الأساس، حتى في فترات الذروة، يجب ألا يتعطل مثل هذا التطبيق، وأن يكون متاحًا دائمًا وسريع التحميل.

سننظر في إجراءات إنشاء بنية خلفية قوية لتطبيق الهاتف المحمول. استمر في القراءة لاكتشاف أفضل ممارسات بنية تطبيقات الجوال.

مكونات بنية تطبيق الهاتف المحمول

فيما يلي العناصر المختلفة التي تعمل معًا لتشكيل بنية خلفية قوية للتطبيق.

• خوادم قاعدة البيانات
• خوادم استضافة التطبيق
• تقنية موازنة التحميل
• خدمة تخزين الكائنات
• شبكة توصيل المحتوى
• واجهات برمجة التطبيقات
• حزم SDKs
• منصات نشر التطبيقات.

بعد ذلك، سنناقش هذه المكونات واحدًا تلو الآخر.

خوادم قواعد البيانات

يعد خادم الواجهة الخلفية جانبًا مهمًا في بنية الواجهة الخلفية لتطبيق الهاتف المحمول التي تتكون من مجموعة من مثيلات قواعد البيانات القوية التي تدير جميع معاملات بيانات التطبيق.

بناءً على التصميم، يمكن أن تكون قاعدة البيانات إما نشطة أو زائدة عن الحاجة. في كل الأحوال، يجب أن تحتوي البنية القابلة للتطوير على مثيلين أو أكثر لقاعدة البيانات التي تقوم بمزامنة البيانات على السحابة على الفور.

خوادم استضافة التطبيقات

يعمل خادم التطبيق من خلال إدارة منطق العمل الخاص بتطبيق الهاتف المحمول. في التصميم، يتم إنشاء خادم التطبيق بين شبكة توصيل المحتوى وخوادم قواعد البيانات.

بنية موازنة التحميل

تم تصميم تقنية موازنة التحميل باستخدام مجموعة من الخوادم تسمى موازنات التحميل. وهي تعمل عن طريق توزيع طلبات التطبيقات على خوادمها لمنع التحميل الزائد على خادم واحد وزيادة الكفاءة الكلية.

في بنية خلفية تطبيق الهاتف المحمول القابلة للتطوير، ترتبط شبكة CDN مباشرةً بتطبيق موازنات التحميل الذي تم تكوينه لتوزيع طلبات التطبيق بين خوادمه.

كما أنها تعمل على زيادة عدد الخوادم حسب الحاجة، مما يضمن التوافر العالي والاستخدام الأمثل لموارد الخادم.

خدمة تخزين الكائنات

غالباً ما يحتاج تطبيق الهاتف المحمول إلى تقديم محتوى مثل الملفات ومقاطع الفيديو والصور لمستخدمي التطبيق. يتم الاحتفاظ بهذه المحتويات في مخزن الكائنات. ومع ذلك، تقوم شبكة CDN أيضًا بتخزين هذه المحتويات كذاكرة تخزين مؤقت في خوادمها لتسليمها بشكل أسرع للمستخدمين في مواقع جغرافية مختلفة.

شبكة توصيل المحتوى

تأخذ شبكة CDN شكل مجموعة من الخوادم الموزعة في مواقع مختلفة على مستوى العالم لتقديم المحتوى بشكل أسرع لمستخدمي التطبيق.

تعمل شبكة CDN من خلال تحديد المستخدمين القريبين وتقديم المحتوى مثل الصور ومقاطع الفيديو للمستخدمين القريبين من خادم CDN. هذا النهج يجعل استجابات التطبيق وتنزيلاته أسرع.

إن مزايا استخدام شبكة CDN كثيرة؛ فهي تستخدم مسار توجيه مثالي يقلل من زمن الاستجابة، وتقل تكاليف نقل البيانات بشكل كبير، كما أنها تعزز أمان التطبيق من خلال منع هجمات DDoS، وغيرها الكثير.

واجهات برمجة التطبيقات – واجهات برمجة التطبيقات

واجهة برمجة التطبيقات (API) هي البرنامج الذي يسهل الاتصال من جانب العميل (الواجهة الأمامية) مع جانب الخادم (الواجهة الخلفية) للتطبيق. تقدم واجهات برمجة التطبيقات العديد من المزايا التي تعزز أداء التطبيقات وقابليتها للتوسع مثل إدارة الأتمتة وتوزيع الخدمات والوظائف المخصصة ومعاملات البيانات المرنة.

SDKs – مجموعات تطوير البرمجيات

SDK تعني مجموعات تطوير البرمجيات، وهي أداة أساسية لبناء بنية خلفية متنقلة قابلة للتطوير. تحتوي مجموعة تطوير البرمجيات SDK النموذجية على أدوات مثل المكتبات وواجهات برمجة التطبيقات والوثائق وأجهزة تصحيح الأخطاء وغيرها الكثير.

وعلى نفس المنوال، تحتوي مجموعة أدوات تطوير البرمجيات SDK للجوال على جميع الأدوات المذكورة أعلاه بالإضافة إلى الأدوات المساعدة التي تربط جانب العميل بجانب الخادم في التطبيق.

تساعد حزم تطوير البرمجيات المطورين على دمج وظائف التطبيق المختلفة دون إجهاد. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك وظيفة إرسال الإشعارات الفورية من الواجهة الخلفية إلى واجهة مستخدم التطبيق.

منصات نشر التطبيقات

يستخدم المطورون تقنيات مختلفة لإنشاء التطبيقات. على سبيل المثال، تُستخدم Swift لتطوير تطبيقات iOS الأصلية، بينما تُستخدم Java/Kotlin لتطوير تطبيقات Android الأصلية، و React Native لتطوير تطبيقات متعددة المنصات، من بين أدوات أخرى.

يتم تنزيل جميع التطبيقات، بغض النظر عن أداة التطوير، من قبل مستخدمي التطبيقات على منصات التوزيع مثل Google Play وApp Store.

يتضمن هذا الإجراء قيام المطورين بإرسال تطبيقهم على منصة نشر حتى يتمكن المستخدمون من تنزيل التطبيق وتثبيته بعد الموافقة عليه. يمكن لمستخدمي منصة توزيع التطبيقات البحث عن التطبيق وتنزيله وتثبيته ثم ترك مراجعة.

يجب أن يتماشى المطور مع الإرشادات الفريدة لمتجر التطبيقات App Store وGoogle Play للموافقة على التطبيق ونشره.

ومع ذلك، يمكنك التحايل على عملية التدقيق في منصة النشر من خلال تطوير تطبيقك باستخدام Ionic أو Angular أو React التي تستخدم تقنية تقدم تطبيقات الويب.

إجراءات توسيع نطاق تطبيق الهاتف المحمول

هناك طريقتان لإنشاء بنية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير.

الطريقة الأولى هي الواجهة الخلفية للأجهزة المحمولة كخدمة (MBaaS)، وهي منصة مُدارة تتعامل مع جميع متطلبات الواجهة الخلفية تلقائيًا.

الطريقة الثانية هي الاستفادة من الموارد من البنية التحتية كمزود خدمة لبناء بنية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير من الألف إلى الياء.

لهذين النهجين مزايا وعيوب فريدة من نوعها. تقدم MBaaS بنية تحتية جاهزة مع موارد متكاملة مثل حزم تطوير البرمجيات SDKs ولبنات البناء التي تسرّع من مهام التطوير. ويمنح هذا النهج المطورين طريقة غير يدوية لبناء بنية تحتية قابلة للتطوير بسرعة.

يتيح بناء بنية تحتية قابلة للتطوير من الألف إلى الياء للمطور الكثير من المرونة التي لا تتوافر في البنية التحتية كخدمة.

ومع ذلك، فإن هذا النهج يعتمد بشكل كبير على امتلاك المعرفة التقنية اللازمة لإنشاء جميع العناصر المطلوبة لبناء بنية تحتية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير.

سنلقي نظرة مفصلة على هاتين الطريقتين. تأكد من اختيار البنية المناسبة لاحتياجاتك الخاصة.

BaaS – الواجهة الخلفية كخدمة

إجراء توسيع نطاق تطبيق جوال باستخدام BaaS سريع وخالٍ من المتاعب لأن جميع الأدوات المطلوبة لإنجاز المهام موجودة بالفعل.

الهدف من منصة BaaS هو جعل عملية التطوير أسرع، وعملية توسيع نطاق التطبيقات سريعة وآمنة ومباشرة.

يمكنك إنشاء خلفية قابلة للتطوير في بضع دقائق فقط مع مزود خدمة BaaS مثل Back4app. الإجراء بسيط؛ قم بالتسجيل في المنصة واكتب اسم تطبيقك المقترح.

بعد ذلك، يتم التعامل مع جميع الخطوات الأخرى تلقائيًا بواسطة المنصة. تقوم المنصة BaaS بتشغيل خادم التطبيق، وإنشاء نموذج البيانات، وتصميم سياسة التوسع، ووضع إجراءات النسخ الاحتياطي وسياسات الأمان تلقائيًا.

في الواجهة التالية، يمكن للمستخدم التفاعل مع واجهة المستخدم الرسومية التي تتكون من إعدادات البنية التحتية وواجهات برمجة التطبيقات ووظائف التطبيق ونماذج البيانات.

بمجرد اكتمال الإعدادات، تصبح الواجهة الخلفية القابلة للتطوير جاهزة لنشر التطبيقات. كل ما هو مطلوب هو ربط جانب العميل بجانب الخادم من خلال حزم SDKs، وإنشاء منطق العمل وتحميل البيانات المطلوبة.

تتضمن بعض أدوات التطوير المتوفرة في Back4app حزم SDK ل Xamarin و iOS و Android و Flutter و React Native وغيرها الكثير.

يمكنك قراءة هذا المقال حول كيفية إنشاء تطبيقك الأول مع Back4apps لتتعلم كيفية إنشاء تطبيقك الأول على منصة Back4app BaaS.

أمثلة عملية على توسيع نطاق البنية التحتية لتطبيقات الهاتف المحمول

في هذا القسم، سوف نتناول سيناريوهين واقعيين يوضحان فوائد توسيع نطاق التطبيقات باستخدام BaaS.

• Broadcast Oslo

في دراسة الحالة الأولى هذه، سنلقي نظرة عن كثب على شركة Broadcast Oslo، وهي شركة ناشئة مقرها النرويج توفر دليلاً خالياً من المتاعب لأفضل النوادي والحفلات الموسيقية والمهرجانات في أوسلو.

أنشأت هذه الشركة تطبيق Broadcastoslo، وهو تطبيق جوال متاح لمستخدمي نظامي iOS و Android. بعد التنزيل، يحصل المستخدم على إمكانية الوصول إلى الأحداث القادمة في أوسلو.

ميزة أخرى رائعة في هذا التطبيق هي أنه يتيح الوصول إلى أحداث المهرجانات في الوقت الفعلي، وهو ما يتطلب بنية تحتية خلفية قابلة للتطوير لتعمل بشكل مثالي.

يضم مهرجان Musikkfest 2022 الذي أقيم في 04/06/2022 أكثر من 20,000 شخص. يجب أن يتوسع التطبيق مع هذا العدد الكبير من المستخدمين الذين يقومون بتحميل البيانات والوصول إليها في وقت واحد بسلاسة لمنع الأعطال.

ولحل هذا التحدي، اختار الفريق التقني استخدام البنية التحتية القابلة للتطوير Back4app. وكانت النتيجة تجربة خالية من العقبات لجميع مستخدمي التطبيق.

بعد الحدث، شكر تيم هاريس، الرئيس التنفيذي لشركة Broadcast Oslo Back4app على الخدمة الممتازة التي قدمها. وشهد أنه لم يواجه أي مستخدم أي خلل أثناء الوصول إلى التطبيق.

• Fight List

Fight List هي واحدة من أفضل تطبيقات الألعاب في الولايات المتحدة وفرنسا مع أكثر من 10 ملايين عملية تنزيل. إنها لعبة أسئلة وأجوبة متوفرة بأكثر من سبع لغات تم تطويرها بواسطة Two4Tea. ونظراً لأن آلاف المستخدمين يلعبون اللعبة في وقت واحد، تصبح قابلية التوسع تحدياً كبيراً لتطبيق الألعاب هذا.

قررت Two4Tea استخدام خدمة Back4app لحل مشكلة البنية التحتية القابلة للتطوير. وبعد الترقية، أصبح بإمكانهم معالجة 10,000 طلب في فترات الذروة دون أي خلل.

بعد تجربة قوة البنية التحتية القابلة للتطوير من Back4app، شهد نيكولاس بولش، الرئيس التنفيذي لشركة Two4Tea، أن اختياره لشركة Back4app هو الخيار الصحيح لأن فريق Back4app نجح في تحديد التحدي وتقديم حل مخصص لحل المشكلة.

إجراءات بناء خلفية قابلة للتطوير باستخدام مزود خدمة سحابية

الطريقة الثانية لبناء بنية تحتية خلفية لتطبيقات الجوال قابلة للتطوير هي استخدام خدمة سحابية مثل Digital Ocean أو Azure أو Google Cloud أو AWS.

تتمثل الفائدة الرئيسية لهذا النهج في أنه يوفر مستوى عالٍ من المرونة ويتيح إمكانية الإشراف على العملية بأكملها والتحكم في البنية التحتية بالطريقة التي تريدها.

على الجانب السلبي، يتطلب هذا النهج معرفة هندسية واسعة النطاق، وبناء رموز نموذجية، وتطوير نظام يعمل على توسيع نطاق البنية التحتية ومراقبتها على مدار الساعة.

في هذا المثال، سنقوم ببناء ونشر بنية خلفية متنقلة على AWS.

بمجرد إنشاء حسابك وتشغيله، فإن الخطوة التالية هي تحديد الخدمات المطلوبة لتحقيق هدفك المتمثل في إنشاء بنية تطبيق جوال قابلة للتطوير. إليك مثال نموذجي:

• مثيلات EC2
• شبكة CDN – CloudFront
• موازنات التحميل
• S3 – نظام التخزين البسيط – S3
• EBS – تخزين الكتلة المرنة – Elastic Block Storage

دعنا نلقي نظرة فاحصة على كل خدمة من هذه الخدمات.

مثيلات EC2

لإنشاء بنية تحتية خلفية تتوسع بسلاسة، ستحتاج إلى أجهزة افتراضية لتعمل كخوادم تطبيقات وخوادم قواعد بيانات. أولاً، تحتاج إلى إنشاء مثيل خادم يعمل كخوادم للتطبيقات وقواعد البيانات.

توفر AWS مجموعة واسعة من المثيلات المصممة خصيصًا لأغراض مختلفة مثل الاستخدام العام. وتلك المحسّنة للتخزين والتطبيقات كثيفة الذاكرة ومهام الحوسبة والحوسبة السريعة.

في هذا السيناريو، سنقوم بنشر مثيل حوسبة عام. سنختار مثيل T4G ممتاز لإدارة العمليات القابلة للانفجار. تكلفة الساعة لهذا النوع من المثيل معقولة أيضًا.

الخطوات المختلفة مذكورة أدناه:

• تسجيل الدخول إلى AWS

• حدد EC2
• اختر المثيلات من القائمة التالية

• تشغيل مثيل جديد

في هذه المرحلة، يجب عليك تحديد نظام تشغيل، وعوامل أخرى مثل حجم ونوع المثيل والشبكة وإعدادات الأمان، وإضافة مثيل تخزين الكتلة.

بمجرد أن يتم تشغيل مجموعة الخوادم، يجب عليك تكوين نهج للتوسع يعمل بشكل مثالي مع عبء العمل الخاص بك.

من الضروري ملاحظة أنه يمكن توسيع مجموعات الخوادم إما أفقياً أو رأسياً.

في التوسع الأفقي، تتم زيادة مثيلات الخادم في المجموعة لتلبية الزيادة في عبء العمل.

بالنسبة للتوسع الرأسي، يتم زيادة حجم المثيل (ذاكرة الوصول العشوائي/وحدة المعالجة المركزية) للتعامل مع عبء العمل الإضافي.

بالنسبة لخوادم التطبيقات، يعتبر التوسع الأفقي هو نموذج التوسع المفضل. من ناحية أخرى، يكون التوسع الرأسي أكثر فعالية لمجموعة قواعد البيانات.

إن تنفيذ التوسع الأفقي في خادم التطبيق أمر بسيط ومباشر. لتحقيق التوسع على AWS، ما عليك سوى تشغيل قائمة التوسع التلقائي وإنشاء التكوين الخاص بك.

على العكس من ذلك، يمكن أن يكون التوسع الرأسي معقدًا لأن إيقاف تشغيل مثيل لزيادة الحجم سيؤدي إلى تعطل الخدمة.

تتمثل أفضل طريقة لتنفيذ التوسع الرأسي على خادم قاعدة البيانات في إنشاء مثيل أكبر، ومزامنة جميع البيانات ونقل أعباء العمل النشطة إلى المثيل الجديد. في حين أن الإجراء واضح ومباشر، إلا أن أتمتة ذلك قد يكون معقدًا.

في السيناريو الذي يزداد فيه عبء عمل التطبيق إلى مستوى يصبح فيه التوسع الرأسي غير عملي، فإن أفضل نهج هو توزيع أعباء العمل الزائدة على مثيلات متعددة. هذا الإجراء معقد، ويجب استخدامه كملاذ أخير فقط.

EBS – تخزين الكتلة المرنة – Elastic Block Storage

من الضروري ملاحظة أن كل مثيل خادم EC2 يتطلب وحدة تخزين EBS للتعامل مع التخزين. ومع ذلك، إذا كنت تستخدم لحظة سريعة الزوال مع وحدة تخزين مدمجة، فقد لا تكون هناك حاجة إلى EBS.

يتم تكوين هذه الخطوة البسيطة أثناء تهيئة الجهاز الظاهري. ومع ذلك، يمكن أن يكون تكوين الحجم الأمثل للتعامل مع سعة التخزين المطلوبة دون تكبد تكاليف يمكن تجنبها أمرًا صعبًا.

توفر المنصة خيارات أقراص SSD والأقراص المغناطيسية. من الضروري اختيار حجم ونوع EBS المناسبين حتى تتمكن من تحقيق الأداء الأمثل بميزانية معقولة.

S3 – خدمة التخزين البسيط

من الضروري أن يكون لديك تخزين كائنات موثوق به لتحقيق بنية تحتية خلفية للتطبيق قابلة للتطوير. إن أفضل طريقة لتنفيذ تخزين الكائنات على AWS هي استخدام S3، والإجراء واضح ومباشر.

لإنشاء دلو S3، يجب عليك تحديد المنطقة لتخزين الملفات. أفضل طريقة هي تحديد نفس منطقة مثيل EC2 الخاص بك.

يتطلب الإجراء تكوينًا إضافيًا مثل تحديد ملكية الكائن، وقواعد الوصول العام، وخيارات التشفير، وإصدار الجردل

موازنات التحميل

يعد تنفيذ قواعد موازنة التحميل الصحيحة أمرًا ضروريًا لإنشاء بنية خلفية لتطبيقات الأجهزة المحمولة قابلة للتطوير. في AWS، يمكنك الوصول إلى خيارات متعددة لموازنة التحميل.

يقوم موازن تحميل التطبيقات بتوجيه طلب التطبيق إلى مثيل EC2 الصحيح في الكتلة ويستمر في مراقبة صحته. يعد إجراء إرفاق موازنات التحميل بمثيل أمرًا بسيطًا ومباشرًا. الخطوات مذكورة أدناه:

• انتقل إلى لوحة معلومات EC2.
• انقر فوق موازنة التحميل
• إنشاء موازن تحميل
• اختر نوع موازن التحميل.

• قم بتهيئة معلمات موازن التحميل مثل مناطق التوفر، ونقاط VPC، ونوع عنوان IP، وخيارات الخدمة الإضافية.

Cloudfront CDN

تمتلك AWS شبكة توصيل محتوى متكاملة تسمى CloudFront مع أكثر من 300 موقع عالمي. تجعل CDN توزيع المحتوى الديناميكي والثابت أسرع وأكثر أمانًا. إن إجراء دمج CloudFront مع منتجات AWS الأخرى بسيط ومباشر.

لتحقيق بنية تحتية خلفية لتطبيقات الأجهزة المحمولة قابلة للتطوير، يجب أن تتكامل CloudFront مع دلاء S3 وموازنات التحميل. توفر لوحة تحكم EC2 الأدوات اللازمة لتكامل CloudFront. الإجراء كالتالي:

• انتقل إلى لوحة معلومات EC2
• إنشاء موازن تحميل
• تحديد مجموعة استهداف
• صقل خيارات التوزيع.

إن إجراء توصيل دلاء S3 من خلال لوحة تحكم CloudFront بسيط للغاية أيضًا. ما عليك سوى إنشاء توزيع CloudFront وتوصيله بالمجال الأصلي.

الخاتمة

تطبيقات الجوال هي برامج تعمل على الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة الذكية الأخرى. يمكن أن تكون هذه الأنواع من التطبيقات إما أصلية أو على الويب أو مختلطة حسب التصميم.

تم تصميم بنية خلفية تطبيق الهاتف المحمول القابلة للتطوير لتحسين أداء التطبيق في مواجهة زيادة أحمال الخادم.

كما أنها تمنع الأعطال؛ وتمنع اختناقات الأداء وتزيد من أمان التطبيق. تشتمل مكونات بنية تطبيقات الجوال القابلة للتطوير على خوادم قواعد البيانات والتطبيقات، وموازنات التحميل، و CDNS، وواجهات برمجة التطبيقات، وحزم SDK، ومنصات نشر التطبيقات.

هناك طريقتان لبناء بنية تحتية لتطبيقات الهاتف المحمول قابلة للتطوير، وهما الواجهة الخلفية المصممة خصيصاً باستخدام الخدمات السحابية مثل AWS، وحلول BaaS الجاهزة من منصة مثل Back4app.

باستخدام الواجهة الخلفية كخدمة، يمكن نشر واجهة خلفية آمنة وقابلة للتطوير للتطبيق بشكل أسرع وبدون ضغوط.

على الرغم من أن الخلفيات المصممة خصيصًا مملة وتستغرق وقتًا طويلاً، إلا أنها توفر مستوى أعلى من المرونة والتحكم.

من خلال هذه المقالة، يجب أن تكون قد تعرفت على العناصر التي تشكل بنية خلفية ممتازة لتطبيقات الجوال.

إذا كنت ترغب في إنشاء واجهة خلفية للتطبيق قابلة للتطوير بشكل أسرع دون الضغط على إدارة البنية التحتية، فتواصل معنا ومع Back4app للحصول على حل.

الأسئلة الشائعة