Bagaimana cara membangun infrastruktur aplikasi seluler yang dapat diskalakan?

Apakah Anda ingin meningkatkan skala infrastruktur aplikasi seluler? Berikut ini adalah tutorial mendalam yang merinci pelajaran nyata tentang cara mengukur infrastruktur aplikasi seluler.

Apa yang dimaksud dengan aplikasi seluler?

Aplikasi seluler adalah aplikasi yang berjalan di perangkat seluler seperti ponsel cerdas, tablet, dan jam tangan. Ada beberapa jenis aplikasi seluler, termasuk aplikasi asli, aplikasi hibrida, dan aplikasi web.

• Aplikasi asli bekerja untuk sistem operasi tertentu seperti Android atau iOS;
• Aplikasi web dikodekan menggunakan teknologi seperti HTML5 dan CSS;
• Aplikasi hibrida bekerja seperti aplikasi web tetapi dibingkai dalam wadah asli.

Teruslah membaca untuk mengetahui lebih lanjut tentang arsitektur infrastruktur aplikasi seluler.

Apa definisi dari arsitektur aplikasi yang dapat diskalakan?

Membangun aplikasi seluler dalam skala besar tidaklah mudah, dan banyak variabel yang penting saat menentukan arsitektur yang dapat diskalakan.

Aplikasi seluler yang besar dan dapat diskalakan kemungkinan besar akan mendukung ribuan atau bahkan jutaan penggunaan dan harus memiliki performa, dapat diandalkan, dan aman.

Ini berarti bahwa arsitektur terbaik di kelasnya tidak akan mengalami downtime, tidak ada crash, kecepatan pemuatan yang cepat, dan keamanan yang canggih.

Artikel ini akan mempertimbangkan faktor-faktor ini untuk mengusulkan infrastruktur backend yang dapat diskalakan untuk aplikasi seluler.

Seperti apa infrastruktur aplikasi seluler itu?

Beberapa elemen menyusun arsitektur aplikasi seluler dan di bawah ini adalah infrastruktur yang dibutuhkan untuk aplikasi seluler.

• Platform penerbitan aplikasi
• SDK – Kit Pengembangan Perangkat Lunak
• API
• CDN – Jaringan Pengiriman Konten
• Penyimpanan Objek
• Penyeimbang Beban
• Server Aplikasi
• Server Basis Data

Teruslah membaca untuk mempelajari lebih lanjut tentang arsitektur aplikasi seluler yang dapat diskalakan dan setiap lapisan yang dijelaskan di atas.

Platform penerbitan aplikasi

Anda dapat membangun aplikasi mobile menggunakan teknologi yang berbeda. Mulai dari bahasa pengembangan iOS dan Android asli seperti Swift dan Kotlin/Java hingga kerangka kerja pengembangan lintas platform seperti React Native atau Flutter.

Teknologi yang dijelaskan di atas akan membuat frontend aplikasi seluler atau antarmuka sisi klien. Toko aplikasi seperti Google Play dan App Store menyediakan ekosistem untuk mendistribusikan aplikasi seluler ke pengguna akhir.

Pengembang harus mengirimkan aplikasi mobile mereka ke platform penerbitan ini, menunggu peninjauan, dan hanya setelah menyelesaikan langkah ini, mereka akan dapat memiliki aplikasi yang siap digunakan.

Google Play dan App Store memiliki panduan penerbitan yang berbeda, dan sangat penting untuk membacanya terlebih dahulu untuk menghindari masalah yang dapat menghalangi penerbitan aplikasi.

Untuk menghindari pengawasan dari toko aplikasi, sebuah alternatif adalah mengembangkan PWA – Aplikasi Web Progresif dengan menggunakan teknologi seperti React, Angular, dan Ionic.

SDK – Kit Pengembangan Perangkat Lunak

Software Development Kit adalah langkah penting dalam membangun infrastruktur aplikasi seluler yang dapat diskalakan. SDK terdiri dari paket yang dapat diinstal dengan alat-alat seperti API, perpustakaan, debugger, dokumentasi, dll.

SDK backend seluler kemungkinan besar akan menyertakan elemen yang menjembatani antarmuka antara backend dan frontend.

Contoh yang mudah dipahami adalah mengirimkan notifikasi push dari backend ke frontend. SDK akan memfasilitasi tindakan ini dan mempercepat integrasi elemen-elemen fungsional.

API – Antarmuka Pemrograman Aplikasi

API adalah elemen penting dalam mengembangkan arsitektur aplikasi seluler. API adalah antarmuka perangkat lunak yang menghubungkan frontend (sisi klien) ke backend aplikasi seluler (sisi server).

Keuntungan menggunakan API dalam implementasi backend aplikasi seluler termasuk mengotomatiskan tugas, menyesuaikan fungsi, penyampaian informasi yang fleksibel, dan mendistribusikan layanan baru.

CDN – Jaringan Pengiriman Konten

CDN adalah sekelompok server yang terdistribusi secara geografis yang bekerja sama untuk memasok pengiriman konten yang cepat. Server-server ini terletak lebih dekat dengan pengguna akhir dan akan memungkinkan transfer aset yang lebih cepat untuk memuat konten internet (gambar, video, dll.).

Keuntungan tambahan dari implementasi CDN termasuk mengurangi waktu komunikasi antara sisi klien aplikasi seluler ke sisi server melalui perutean yang optimal, mengurangi biaya bandwidth, dan keamanan (serangan DDoS, sertifikat, dll.)

Penyimpanan Objek

Elemen infrastruktur aplikasi seluler ini akan terhubung ke CDN dan mencakup penyimpanan file, penyimpanan video, penyimpanan gambar, dll. CDN akan menyimpan konten dalam cache dan mempercepat waktu pengiriman ke lokasi yang paling dekat dengan pengguna akhir.

Penyeimbang Beban

Lapisan berikutnya dalam membuat infrastruktur aplikasi seluler adalah penyeimbang beban. Dalam komputasi awan, penyeimbang beban mendistribusikan tugas melalui serangkaian server untuk membuat pemrosesan keseluruhannya menjadi lebih efisien.

CDN akan terhubung ke penyeimbang beban, dan perangkat lunak penyeimbang beban akan mendistribusikan permintaan sisi klien secara efisien, memastikan ketersediaan yang tinggi, dan meningkatkan/menurunkan skala tergantung pada permintaan.

Server Aplikasi

Langkah selanjutnya dalam membangun arsitektur aplikasi seluler adalah server aplikasi. Bagian infrastruktur ini akan menangani logika bisnis, dan berada di tengah-tengah antara server database dan CDN.

Server Basis Data

Langkah terakhir dalam menyiapkan infrastruktur aplikasi seluler adalah membuat server database. Cluster database terdiri dari instance berkekuatan tinggi yang menyimpan dan memanipulasi data yang disimpan.

Infrastruktur basis data dapat bersifat redundan atau tidak. Arsitektur yang redundan akan menyediakan setidaknya dua instance yang menyinkronkan data secara real-time.

Bagaimana cara mengukur aplikasi seluler?

Ada dua cara utama untuk membangun infrastruktur aplikasi yang dapat diskalakan. Yang pertama adalah menggunakan layanan terkelola seperti Mobile Backend as a Service, dan cara kedua adalah membuat backend dari awal menggunakan penyedia Infrastructure as a Service.

Menggunakan layanan BaaS mencakup infrastruktur yang siap pakai dan dapat diskalakan, blok bangunan out-of-the-box untuk mempercepat pengembangan backend, dan SDK untuk merampingkan integrasi sisi server dan sisi klien. Secara umum, penskalaan aplikasi lebih mudah dicapai dengan menggunakan platform backend.

Mengembangkan backend dari awal akan memberi pengembang lebih banyak fleksibilitas dan kontrol atas sebagian besar elemen infrastruktur. Di sisi lain, mereka perlu mengelola backend dan meningkatkan dan menurunkan skala infrastruktur tergantung pada beban kerja.

Mari kita telusuri secara lebih rinci masing-masing dari kedua opsi ini.

BaaS – Backend sebagai Layanan

Meningkatkan skala backend aplikasi seluler menggunakan BaaS sangatlah mudah, dan semua elemen tersedia untuk mencapai tujuan ini. Bisnis inti dari platform BaaS adalah memberikan arsitektur yang bebas gangguan, aman, dan dapat diskalakan kepada para kliennya.

Beberapa penyedia backend seperti Back4App akan memungkinkan pengguna untuk membuat backend hanya dalam beberapa menit. Langkah pertama adalah Mendaftar dan memberi nama aplikasi pertama.

Langkah selanjutnya sepenuhnya otomatis, dan platform ini akan memberikan model data, server aplikasi, kebijakan penskalaan, pencadangan, dan keamanan hanya dalam beberapa menit.

Layar berikutnya menyediakan GUI – Antarmuka Pengguna Grafis yang mencakup model data, fungsi tanpa server, API, dan pengaturan infrastruktur.

Backend siap digunakan, memiliki skalabilitas bawaan, dan yang harus dilakukan pengguna adalah menghubungkan frontend aplikasi ke backend melalui SDK, mengunggah data, dan membuat kode logika bisnis.

Back4App menawarkan banyak SDK yang siap digunakan, termasuk React Native, Flutter, Android, iOS, Javascript, Xamarin, dll.

Untuk mengetahui lebih detail tentang cara membuat aplikasi pertama Anda menggunakan Back4App, silakan lihat tutorial Membuat Aplikasi Pertama Anda Dengan Back4App.

Contoh nyata dari penskalaan infrastruktur aplikasi seluler

Di bawah ini adalah dua contoh praktis keuntungan menggunakan Backend as a Service untuk meningkatkan infrastruktur aplikasi seluler.

• Broadcast

Contoh pertama yang akan kita gunakan adalah perusahaan rintisan Norwegia, Broadcast Oslo. Perusahaan ini adalah pemandu gratis untuk festival, konser, dan klub di Oslo.

Broadcastoslo adalah aplikasi mobile pertama dan mendistribusikan aplikasi mereka di Google Play dan App Store. Pengguna mengunduh dan memiliki akses ke semua acara yang akan berlangsung di Oslo dalam beberapa bulan ke depan.

Aplikasi ini juga memungkinkan pengguna untuk mengakses jadwal festival secara real-time, dan di situlah tantangan skalabilitas infrastruktur dimulai.

Musikkfest Oslo 2022 berlangsung pada tanggal 4 Juni dan memiliki sekitar 20 ribu peserta. Jadi, bayangkan bagaimana infrastruktur yang dapat diskalakan harus mendukung ribuan pengguna yang mengakses dan mengambil data dari aplikasi secara bersamaan.

Tim teknis Broadcast memutuskan untuk menggunakan Back4App untuk mengatasi masalah ini, dan hasilnya sangat bagus! Inilah yang dikatakan Tim Harris, CEO Broadcast, tentang pengalamannya.

Sekali lagi terima kasih atas semua bantuan Anda, ini merupakan hari yang sangat sukses bagi kami, dan sangat penting bagi kami bahwa kami tidak mengalami masalah dengan orang-orang yang mengakses aplikasi ini!

Tim Harris, CEO Broadcast

• Fight List

Fight List memiliki lebih dari 10 juta unduhan, dan merupakan game yang sangat sukses yang dibuat oleh Two4Tea. Ini adalah permainan tanya jawab, didistribusikan dalam lebih dari tujuh bahasa, dan mencapai peringkat teratas di AS dan Prancis.

Gim ini memiliki tantangan penskalaan yang canggih dan membutuhkan ribuan pengguna untuk mengakses aplikasi secara bersamaan.

Two4Tea memilih Back4app untuk mengatasi tantangan infrastruktur dan memproses lebih dari 10 ribu permintaan/detik pada saat penggunaan puncak. Berikut ini adalah pendapat Nicolas Boulch, CEO Two4Tea, tentang pengalamannya.

Pada saat itu kami menyadari bahwa Back4App adalah pilihan yang tepat karena mereka dapat menganalisis aplikasi kami secara spesifik dan membangun solusi khusus untuk kami

Nicolas Boulch, CEO Two4Tea

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang tantangan penskalaan Fight List, silakan baca artikel Scaling Game dengan Back4App.

Bangun backend khusus pada penyedia cloud utama mana pun

Opsi kedua untuk membangun infrastruktur aplikasi seluler yang dapat diskalakan adalah membangun backend menggunakan penyedia cloud seperti AWS, Google Cloud, Azure, Digital Ocean, dll.

Keuntungan menggunakan pengaturan ini terutama bergantung pada fleksibilitas yang akan diberikannya, kontrol yang lebih besar atas infrastruktur backend, dan visibilitas atas setiap langkah proses.

Kelemahannya bergantung pada upaya rekayasa untuk membangun dan memelihara infrastruktur backend, mengembangkan kode backend boiler-plate, dan memantau sistem sepanjang waktu.

AWS adalah penyedia cloud yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Mari kita gunakan vendor ini untuk mengilustrasikan langkah-langkah membuat backend aplikasi seluler yang dapat diskalakan.

Langkah pertama adalah membuat dan mengaktifkan akun di AWS. Silakan ikuti tutorial Bagaimana cara membuat dan mengaktifkan akun AWS baru untuk detail lebih lanjut tentang cara melanjutkan.

Langkah selanjutnya adalah menentukan produk yang akan mendukung implementasi backend. Kami akan menggunakan yang berikut ini pada contoh ini:

• Contoh EC2
• EBS – Penyimpanan Blok Elastis
• S3 – Sistem Penyimpanan Sederhana
• Penyeimbang Beban
• CDN – CloudFront

Mari kita telusuri lebih jauh secara rinci setiap langkahnya.

Membuat Instance EC2

Infrastruktur backend yang dapat diskalakan akan membutuhkan mesin virtual aplikasi dan database. Langkah pertama adalah menentukan model instance yang akan digunakan pada cluster.

AWS menawarkan beberapa jenis instance yang dioptimalkan untuk banyak kasus penggunaan. Daftar ini mencakup instance yang dioptimalkan untuk tujuan umum, dioptimalkan untuk komputasi, dioptimalkan untuk memori, komputasi yang dipercepat, dan dioptimalkan untuk penyimpanan.

Untuk contoh ini, kita akan menggunakan sebuah instance tujuan umum. Mari kita mulai dengan instance t4g.medium yang menyediakan arsitektur berbasis Arm; ini sangat baik untuk beban kerja yang dapat dipecah dan menawarkan harga yang bagus per jam.

Di bawah ini adalah langkah-langkah awal yang harus diikuti:

• Masuk ke AWS

• Pergi ke EC2
• Contoh

• Meluncurkan Instance Baru

Langkah ini harus menentukan sistem operasi, jenis dan ukuran instans, pengaturan jaringan, menambahkan penyimpanan blok ke instans, pengaturan keamanan, dll.

Untuk informasi lebih lanjut tentang cara menyiapkan instans EC2, silakan ikuti tutorial Membuat dan meluncurkan instans EC2.

Segera setelah cluster server siap, langkah selanjutnya adalah mengonfigurasi kebijakan penskalaan berdasarkan beban kerja.

Ada dua cara untuk menskalakan klaster server: penskalaan horizontal dan penskalaan vertikal.

• Penskalaan Horisontal – menambahkan lebih banyak instance ke cluster untuk mengatasi beban kerja baru.
• Penskalaan Vertikal – menambahkan lebih banyak sumber daya (CPU/RAM) ke sebuah instance untuk memenuhi beban kerja yang baru, yaitu meningkatkan ukuran instance.

Secara umum, server aplikasi akan menggunakan penskalaan horizontal sebagai mekanisme penskalaan yang lebih disukai. Cluster database akan menggunakan penskalaan vertikal sebagai metode penskalaan yang lebih disukai.

Secara umum, penskalaan horizontal pada cluster aplikasi adalah proses yang sederhana. Cara melakukannya menggunakan AWS adalah dengan mengakses menu Auto Scaling dan meluncurkan konfigurasi baru.

Penskalaan database vertikal merupakan proses yang lebih kompleks karena tidak mungkin mematikan instance dan mengubah ukuran instance. Dengan cara ini, cluster akan mengalami downtime.

Cara yang tepat adalah membuat instance baru yang lebih besar, menyinkronkan data, dan memindahkan pemrosesan beban kerja ke instance yang lebih besar. Tidak ada ilmu roket untuk melakukan hal tersebut, tetapi mengotomatiskan proses ini memakan waktu.

Jika beban kerja aplikasi bertambah besar sehingga penskalaan database vertikal tidak lagi memungkinkan, mendistribusikan beban kerja dalam beberapa instance akan menjadi satu-satunya jalan ke depan. Ini adalah implementasi yang rumit dan hanya boleh digunakan sebagai opsi terakhir.

Untuk langkah-langkah terperinci tentang cara menambahkan penskalaan otomatis ke EC2, silakan ikuti tutorial Memulai penskalaan otomatis Amazon EC2.

EBS – Penyimpanan Blok Elastis

Setiap instance akan membutuhkan volume EBS yang terpasang. Pengecualiannya adalah instance sementara dengan penyimpanan yang terpasang pada perangkat keras.

Ini adalah langkah mudah yang dilakukan selama konfigurasi awal mesin virtual. Tantangannya adalah menentukan ukuran EBS yang tepat untuk menghindari biaya yang tidak perlu dan kapasitas yang memadai untuk menyimpan data.

Memilih jenis EBS yang tepat juga sangat penting. Terdapat banyak pilihan EBS, termasuk SSD dan disk magnetik. Memilih jenis EBS yang memadai sangat penting untuk menjamin keseimbangan yang baik dalam performa dan biaya.

Untuk informasi lebih lanjut tentang cara melampirkan volume EBS ke mesin virtual, silakan lihat Melampirkan volume Amazon EBS ke instance.

S3 – Layanan Penyimpanan Sederhana

Infrastruktur backend yang kuat dan dapat diskalakan akan membutuhkan penyimpanan objek. Melakukannya dengan AWS adalah tugas yang mudah, dan S3 adalah produk yang ideal untuk mencapai tujuan ini.

Langkah pertama dalam membuat bucket S3 adalah menentukan wilayah untuk menyimpan berkas. Secara umum, Anda harus memilih wilayah yang sama dengan instans EC2.

Sebagai bagian dari proses pembuatan, mendefinisikan kepemilikan objek, aturan akses publik, pembuatan versi bucket, dan persyaratan enkripsi diperlukan.

Bucket AWS S3 dapat diskalakan secara default, dan pengguna hanya akan membayar sumber daya yang digunakan. Untuk informasi tambahan tentang cara membuat bucket S3, silakan ikuti tutorial Membuat bucket S3.

Penyeimbang Beban

Infrastruktur yang dapat diskalakan membutuhkan implementasi penyeimbang beban yang benar. AWS menawarkan beberapa jenis penyeimbang beban sebagai bagian dari produk mereka.

Penyeimbang beban aplikasi akan merutekan permintaan ke instance EC2 yang benar dan memantau kesehatan instance ini.

Memasang load balancer ke instance bukanlah proses yang rumit dan mencakup langkah-langkah berikut:

• Buka dasbor EC2
• Penyeimbangan Beban
• Menciptakan Penyeimbang Beban
• Pilih Jenis Penyeimbang Beban

• Konfigurasikan Load Balancer terkait jenis alamat IP, VPC, zona ketersediaan, dan layanan tambahan.

Untuk informasi terperinci tentang cara menyiapkan penyeimbang beban, silakan lihat tutorial Memulai dengan penyeimbang beban aplikasi.

Cloudfront CDN

Cloudfront adalah jaringan pengiriman konten bawaan yang tersedia di AWS yang mendukung sekitar 300 lokasi edge di seluruh dunia. Produk ini mempercepat distribusi konten statis dan dinamis, meningkatkan keamanan, dan mudah diintegrasikan dengan produk AWS lainnya.

Sebagai bagian dari arsitektur backend yang dapat diskalakan, Cloudfront akan terhubung dengan bucket S3 dan dengan penyeimbang beban.

Pengguna dapat menghubungkan Cloudfront ke penyeimbang beban melalui dasbor EC2, membuat penyeimbang beban, menargetkan grup, dan mengonfigurasi distribusi Cloudfront. Rincian lebih lanjut tersedia di Menyiapkan distribusi Cloudfront untuk EC2.

Menghubungkan Cloudfront ke bucket S3 juga sangat mudah. Koneksi terjadi melalui dasbor Cloudfront, membuat distribusi Cloudfront dan menambahkan domain asal. Anda dapat membaca postingan blog Membuat Distribusi AWS CloudFront dengan S3 Origin untuk informasi lebih lanjut.

Kesimpulan

Aplikasi seluler bekerja pada perangkat seperti ponsel, tablet, dan jam tangan. Implementasi yang paling umum adalah aplikasi asli, hibrida, dan web.

Infrastruktur aplikasi seluler yang dapat diskalakan terdiri dari sistem yang dirancang agar tidak ada waktu henti, tidak ada kerusakan, dan sangat cepat serta aman.

Elemen-elemen penting dari infrastruktur yang dapat diskalakan meliputi platform penerbitan aplikasi, SDK, API, CDN, Load Balancer, serta server Aplikasi dan Basis Data.

Dua cara paling umum untuk mencapai infrastruktur aplikasi seluler yang dapat diskalakan dan terbaik di kelasnya adalah dengan menggunakan solusi siap pakai seperti Backend as a Service atau menyiapkan backend yang dibuat khusus pada layanan cloud seperti AWS.

Backend sebagai solusi layanan akan memberikan implementasi yang lebih cepat, fitur penskalaan yang tidak biasa, dan protokol keamanan yang telah ditentukan sebelumnya. Di sisi lain, backend yang dibuat khusus akan memberikan lingkungan dan kontrol yang lebih fleksibel.

Saya harap Anda menikmati membaca artikel ini dan dapat membantu Anda untuk lebih memahami dasar-dasar arsitektur aplikasi mobile yang baik. Jika Anda tidak ingin kerepotan dalam membuat, memelihara, dan menskalakan backend, silakan hubungi Back4App untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana kami dapat membantu Anda.

PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN