N Tier (Багаторівневий), 3-рівневий, 2-рівневий Archiтектура з ПРИКЛАДОМ

Що таке N-Tier?

An Додаток N-Tier Програма – це програма, яка розподілена між трьома чи більше окремими комп’ютерами в розподіленій мережі.

Найпоширенішою формою n-tier є 3-tier Application, яка класифікується на три категорії.

• Програмування інтерфейсу користувача в комп'ютері користувача
• Бізнес-логіка в більш централізованому комп’ютері
• Необхідні дані в комп’ютері, який керує базою даних.

Ця архітектурна модель надає розробникам програмного забезпечення спосіб створювати багаторазові програми/системи з максимальною гнучкістю.

In N-рівень, "N" стосується кількості ярусів або шарів, що використовуються, наприклад – 2-ярусний, 3-ярусний або 4-ярусний тощо. Його також називають «Багаторівневий Archiтектура».

N-рівнева архітектура — це перевірена в галузі модель архітектури програмного забезпечення. Вона підходить для підтримки клієнт-серверних застосунків корпоративного рівня, забезпечуючи рішення для масштабованості, безпеки, відмовостійкості, повторного використання та зручності обслуговування. Вона допомагає розробникам створювати гнучкі та повторно використовувані застосунки.

N-рівень Archiтектура

Тут зображено схематичне представлення n-рівневої системи – рівні презентації, програми та бази даних.

Ці три рівні можуть бути додатково розділені на різні підрівні залежно від вимог.

Деякі з популярних сайтів, які застосували цю архітектуру:

• MakeMyTrip.com
• Корпоративна програма Sales Force
• Індійські залізниці – IRCTC
• Amazon.com тощо.

Деякі поширені терміни, які слід запам'ятати, щоб краще зрозуміти концепцію:

• Розподілена мережа: Це мережева архітектура, де компоненти, розташовані на мережевих комп'ютерах, координують свої дії та обмінюються ними лише шляхом передачі повідомлень. Це сукупність кількох систем, розташованих на різних вузлах, але які користувачеві виглядають як єдина система.
  • Він забезпечує єдину мережу передачі даних, якою можна окремо керувати різними мережами.
  • Приклад розподіленої мережі – де різні клієнти з'єднані в межах архітектури локальної мережі з одного боку, а з іншого – до високошвидкісних комутаторів разом зі стійкою серверів, що містять сервісні вузли.
• Client-Server Archiтекстура: Це архітектурна модель, де клієнт (одна програма) запитує послугу у сервера (інша програма), тобто це послуга запиту та відповіді, що надається через Інтернет або через інтрамережу. У цій моделі, Клієнт слугуватиме одним набором програм/коду, який виконує набір дій у мережі. Поки сервер, з іншого боку, є набором іншої програми, яка надсилає набори результатів клієнтській системі за запитом.
  • У цьому випадку клієнтський комп'ютер надає інтерфейс кінцевому користувачеві для запиту послуги або ресурсу з сервера, а з іншого боку, сервер обробляє запит і відображає результат кінцевому користувачеві.
  • Приклад клієнт-серверної моделі – банкомат. Банк – це сервер для обробки додатків у великих базах даних клієнтів, а банкомат – це клієнт, що має інтерфейс користувача для обробки деяких простих додатків.

• Платформа: В інформатиці або індустрії програмного забезпечення платформа — це система, на якій може працювати прикладна програма. Вона складається з комбінації апаратного та програмного забезпечення, що мають вбудовану інструкцію для процесора/мікропроцесора для виконання певних операцій.
  • Простіше кажучи, платформа — це система або база, де може запускатися та виконуватися будь-яка програма для виконання певного завдання.
  • Приклад платформи – персональна машина, завантажена з Windows 2000 або Mac OS X як приклади 2 різних платформ.

• База даних: Це організована колекція інформації, яка забезпечує легкий доступ до неї, керування та оновлення.
  • Приклади бази даних – MySQL, SQL Сервер і Oracle Database деякі поширені бази даних.

Типи N-Tier Archiтектури

Існують різні типи N-Tier Archiтектури, як 3-рівневий Archiтектура, 2-ярус Archiтекстура та 1-рівень Archiтектура.

Спочатку ми побачимо 3-ярусний Archiтекстури, що дуже важливо.

3-рівневий Archiтектура

Подивившись на схему нижче, ви можете це легко визначити 3-ярусна архітектура має три різних шари.

• Презентаційний шар
• Рівень бізнес-логіки
• Рівень бази даних

Тут ми розглянули простий приклад студентської форми, щоб зрозуміти всі ці три рівні. Вона містить інформацію про студента, таку як – ім’я, адреса, електронна пошта та зображення.

Рівень інтерфейсу користувача або рівень презентації

Презентаційний шар

private void DataGrid1_SelectedIndexChanged(object sender, System.EventArgs e)
{
// Object of the Property layer
clsStudent objproperty=new clsStudent();
// Object of the business layer
clsStudentInfo objbs=new clsStudentInfo();
// Object of the dataset in which we receive the data sent by the business layer
DataSet ds=new DataSet();
// here we are placing the value in the property using the object of the
//property layer
objproperty.id=int.Parse(DataGridl.SelectedItem.Cells[1].Text.ToString());

// In this following code we are calling a function from the business layer and
// passing the object of the property layer which will carry the ID till the database.
ds=objbs.GetAllStudentBsIDWise(objproperty);

// What ever the data has been returned by the above function into the dataset
//is being populate through the presentation laye.
txtId.Text=ds.Tables[0].Rows[0][0].ToString();
txtFname.Text=ds.Tables[0].Rows[0][1].ToString();
txtAddress.Text=ds.Tables[0].Rows[0][2].ToString();
txtemail.Text=ds.Tables[0].Rows[0][3].ToString();

Code Пояснення

• Наведений вище код визначає базове проектування інтерфейсу програм, а також виклик функцій інших рівнів для їхньої інтеграції один з одним.

Рівень бізнес-доступу –

Це функція бізнес-рівня, яка приймає дані від прикладного рівня та передає їх на рівень даних.

• Бізнес-логіка діє як інтерфейс між клієнтським рівнем та рівнем доступу до даних.
• Вся бізнес-логіка, така як перевірка даних, обчислення, вставка/модифікація даних, написана на рівні бізнес-логіки.
• Це робить спілкування між клієнтом та рівнем даних швидшим та простішим.
• Визначає правильну дію робочого процесу, необхідну для виконання завдання.

// this is the function of the business layer which accepts the data from the
//application layer and passes it to the data layer.
public class clsStudentInfo
{
	public DataSet GetAllStudentBsIDWise(clsStudent obj)
	{
	 DataSet ds=new DataSet();
	 ds=objdt.getdata_dtIDWise(obj);// Calling of Data layer function
	 return ds;
	}
}

Пояснення коду

Код використовує функції бізнес-рівня, які прийматимуть дані для рівня додатків та передаватимуть їх на рівень даних. Коди бізнес-рівня виступають посередниками між функціями, визначеними на рівні представлення та рівні даних, та викликають ці функції навпаки.

Рівень доступу до даних

Це функція рівня даних, яка отримує дані з бізнес-рівня та виконує необхідні операції в базі даних.

// this is the datalayer function which is receiving the data from the business
//layer and performing the required operation into the database

public class clsStudentData // Data layer class
{
	// object of property layer class
	public DataSet getdata_dtIDUise(clsStudent obj)
	{
	 DataSet ds;
	 string sql;
	 sql="select * from student where Studentld=" +obj.id+ "order by Studentld;
	 ds=new DataSet();
	//this is the datalayer function which accepts the sql query and performs the
	//corresponding operation
		ds=objdt.ExecuteSql(sql);
		return ds;
	}
}

Пояснення коду

Код, визначений у шарі набору даних вище, приймає весь запит, запитуваний системою, та виконує необхідні операції в базі даних.

2-рівневий Archiтектура

Це схоже на архітектуру клієнт-сервер, де зв’язок відбувається між клієнтом і сервером.

У цьому типі архітектури програмного забезпечення рівень представлення або рівень інтерфейсу користувача працює на стороні клієнта, тоді як рівень набору даних виконується та зберігається на стороні сервера.

Немає рівня бізнес-логіки або проміжного рівня між клієнтом і сервером.

Однорівневий або 1-рівневий Archiтектура

Це найпростіший варіант, оскільки він еквівалентний запуску програми на персональному комп'ютері. Усі необхідні компоненти для роботи програми знаходяться в одній програмі або на сервері.

Рівень презентації, рівень бізнес-логіки та рівень даних розташовані на одній машині.

Переваги та недоліки Multi-Tier Archiтектури

Як і будь-який інший вибір дизайну, багаторівневий підхід має очевидні переваги, а також кілька компромісів, які коротко описані нижче.

Отже, це частина програми, яка шифрує реальні бізнес-проблеми та визначає, як дані можна оновлювати, створювати, зберігати або змінювати, щоб виконати повне завдання.

N-рівень Archiпоради та розвиток

З огляду на те, що фахівці з програмного забезпечення повинні мати повний контроль над усіма рівнями архітектури, нижче наведено поради щодо багаторівневої архітектури:

1. Намагайтеся максимально відокремити шари один від одного, використовуючи такі методи, як SOAP XML.
2. Використовуйте деякі автоматизовані інструменти для створення картиping між рівнем бізнес-логіки та рівнем реляційної бази даних (рівнем даних). Інструменти, які можуть допомогти в моделюванні цих картping методи - це Entity Framework та Hibernate для .Net тощо.
3. На рівні презентації клієнта розмістіть спільний код для всіх клієнтів якомога частіше в окремій бібліотеці. Це максимізує можливість повторного використання коду для всіх типів клієнтів.
4. Рівень кешу можна додати до існуючого рівня, щоб прискорити продуктивність.

Поширені запитання