Tutorial webapplicatie architectuur: wat het is en welke onderdelen essentieel zijn

Webapplicatie architectuur verwijst naar de manier waarop webapplicaties zijn opgebouwd en hoe de verschillende onderdelen samenwerken om functionaliteit te bieden. Het vormt de basis die ervoor zorgt dat web apps soepel, efficiënt en veilig draaien.

Een goed ontworpen webapplicatie moet schaalbaar zijn, eenvoudig te onderhouden en te updaten, en flexibel genoeg om mee te bewegen met de behoeften van je gebruikers.

Of je nu net begint met webapplicatie ontwikkeling of je proces wilt verbeteren, deze tutorial is een goed startpunt.

We leggen stap voor stap uit wat de belangrijkste onderdelen van webapplicatie architectuur zijn. We bespreken ook de verschillende soorten webapplicatie architectuur, met voorbeelden voor een goed ontwerp.

Wat is webapplicatie architectuur?

Webapplicatie architectuur beschrijft hoe de frontend (wat gebruikers zien en waarmee ze interactie hebben) en de backend (alles wat achter de schermen gebeurt) met elkaar communiceren om specifieke functies uit te voeren.

Net als een bouwtekening wordt het gebruikt om elk onderdeel te organiseren en plannen, zodat alle onderdelen soepel samenwerken en een stabiele, efficiënte webapplicatie opleveren.

Wat is het verschil tussen applicatiearchitectuur en softwareontwerp?

Hoewel zowel applicatiearchitectuur als softwareontwerp belangrijk zijn bij het bouwen van webapplicaties, richten ze zich op verschillende aspecten van het ontwikkelproces.

Applicatiearchitectuur beschrijft de structuur op hoog niveau van de volledige applicatie. Het richt zich op hoe de onderdelen met elkaar communiceren, hoe gegevensstromen verlopen en hoe de verschillende delen van de webapplicatie samenwerken. Het vormt de basis voor prestaties, betrouwbaarheid en schaalbaarheid.

Softwareontwerp zoomt in op de functionaliteit van individuele componenten. Het bepaalt hoe elk onderdeel een specifiek probleem oplost, zodat alles efficiënt werkt en voldoet aan de gestelde eisen.

Wat doet een applicatiearchitect?

Een applicatiearchitect is verantwoordelijk voor het ontwerpen van de structuur van een webapplicatie. Ze werken samen met ontwikkelaars, designers en andere betrokkenen om de vereisten te begrijpen en deze om te zetten in een solide architectuur.

In deze rol nemen ze beslissingen over frameworks, gegevensstromen en zorgen ze ervoor dat het systeem toekomstige groei kan ondersteunen. Daarnaast richten applicatiearchitecten zich op beveiliging, prestaties en schaalbaarheid, zodat het eindproduct voldoet aan de wensen en eisen van de gebruikers.

Wat zijn de componenten van webapplicatie architectuur?

Webapplicatie architectuur verdeelt de structuur in verschillende lagen, waarbij elke laag specifieke taken uitvoert. Hieronder bespreken we de belangrijkste onderdelen die samen het systeem vormen.

Client side (frontend)

Dit is het deel van de webapplicatie waarmee gebruikers direct interactie hebben, zoals de lay-out, knoppen en formulieren.

Belangrijkste functies:

• Weergeven van de gebruikersinterface (UI)
• Afhandelen van gebruikersinteracties
• Tonen van dynamische content door data van de backend op te halen

Server side (backend)

Dit onderdeel verwerkt alles wat achter de schermen gebeurt, zoals het afhandelen van verzoeken van de frontend, het beheren van de database en het uitvoeren van de benodigde operaties om deze verzoeken te vervullen. Het is verantwoordelijk voor gegevensopslag, beveiliging en het correct leveren van informatie aan gebruikers.

Belangrijkste functies:

• Verwerken van data en uitvoeren van bedrijfslogica
• Beheren van database interacties en gegevensopslag
• Zorgen voor beveiliging en authenticatie van de applicatie

Database

De database slaat alle gegevens van de webapplicatie op en beheert ze, zoals gebruikersinformatie, transacties en app content. Hij communiceert met de backend om data te leveren of bij te werken op basis van gebruikersverzoeken.

Bijvoorbeeld: Hostinger Horizons gebruikt de cloudgebaseerde Supabase database om zijn webapps aan te sturen. Bekijk onze tutorial voor de stappen om je Hostinger Horizons project met Supabase te koppelen.

Veelgebruikte database types in webapplicaties zijn relationele databases zoals MySQL, die gestructureerde data in tabellen opslaan, en NoSQ databases zoals MongoDB, die ideaal zijn voor het verwerken van ongestructureerde of semigestructureerde data.

Belangrijkste functies:

• Gegevens opslaan en organiseren voor eenvoudige toegang
• Datavragen en updates ondersteunen
• Data-integriteit en beveiliging waarborgen

Webserver

Een webserver verwerkt binnenkomende verzoeken van de browsers van gebruikers en levert webpagina’s of content. Bijvoorbeeld, wanneer een gebruiker een webapp bezoekt, haalt de server de gevraagde pagina op ‒ bestaande uit bestanden zoals HTML, CSS en JavaScript ‒ en stuurt deze naar de browser.

Belangrijkste functies:

• Binnenkomende HTTP-verzoeken verwerken
• Statische content zoals HTML, CSS en afbeeldingen leveren
• Dynamische verzoeken doorsturen naar de juiste applicatieserver

Applicatieserver

Een applicatieserver beheert de logica van een webapp en levert dynamische content. In tegenstelling tot webservers, die meestal statische content afhandelen, zijn applicatieservers ontworpen om complexere taken te verwerken, zoals het ophalen van data, gebruikersauthenticatie en realtime interacties.

Wanneer een gebruiker een formulier in een webapp indient, verwerkt de applicatieserver de gegevens en reageert met dynamische content, zoals gebruikersspecifieke informatie of updates op basis van de invoer van de gebruiker.

Belangrijkste functies::

• Dynamische content en bedrijfslogica verwerken
• Interactie met databases en backend services
• Server side taken afhandelen zoals gebruikersauthenticatie, sessiebeheer en gegevensverwerking

API-laag

De Application Programming Interface (API)-laag maakt communicatie mogelijk tussen de frontend en backend van een webapp door de interactieregels tussen verschillende componenten vast te leggen.

API’s stellen de frontend in staat om data op te vragen bij de backend en omgekeerd, wat cruciaal is voor webapplicaties die afhankelijk zijn van externe services of dynamische data.

Belangrijkste functies:

• Communicatie tussen frontend en backend faciliteren
• Gegevens aanleveren en ophalen van externe services
• Integratie met tools en API’s van derden mogelijk maken

Load balancer

Een load balancer verdeelt binnenkomend verkeer over meerdere servers om te voorkomen dat één server overbelast raakt. Bijvoorbeeld: tijdens een piek in het verkeer stuurt de load balancer verzoeken naar minder drukke servers, waardoor de prestaties behouden blijven en downtime voorkomen wordt.

Belangrijkste functies:

• Verkeer gelijkmatig over servers verdelen
• Prestaties en uptime verbeteren
• Fouttolerantie bieden tijdens hoge verkeerspieken

CDN (Content Delivery Network)

Een CDN is een netwerk van servers dat webcontent levert aan gebruikers op basis van hun locatie. Door content te cachen op servers dichter bij de gebruiker, vermindert een CDN de wachttijd en verbetert het de laadtijden, waardoor webapps sneller en efficiënter werken.

Belangrijkste functies:

• Statische content cachen en leveren vanaf meerdere locaties
• Wachttijd verminderen en laadtijden verbeteren
• Websiteprestaties voor wereldwijde gebruikers optimaliseren

Beveiligingscomponenten

Beveiligingscomponenten zoals firewalls, encryptie en authenticatiemechanismen beschermen data en behouden de systeemintegriteit. Bijvoorbeeld, om gegevensuitwisseling tussen gebruikers en de server te beveiligen, hebben webapps vaak een SSL-certificaat nodig.

Belangrijkste functies:

• Gegevens beschermen met encryptie en veilige verbindingen
• Ongeautoriseerde toegang voorkomen met authenticatie en autorisatie
• Beschermen tegen beveiligingsbedreigingen met monitoringtools

Monitoring en logging

Monitoring en logging helpen bij het vroegtijdig opsporen van problemen. Monitoringtools laten je de prestaties van de website volgen, terwijl logs gebeurtenissen registreren voor eenvoudigere foutopsporing.

Belangrijkste functies:

• Prestaties en gebruikersactiviteit volgen
• Problemen snel detecteren en oplossen
• Inzichten bieden voor optimalisatie

Wat is een goed voorbeeld van applicatiearchitectuur?

Een goede webapplicatiearchitectuur organiseert de componenten zodat de prestaties, schaalbaarheid en onderhoudbaarheid optimaal zijn. Hieronder zie je een voorbeeld van hoe de eerder besproken webapplicatiecomponenten samenkomen in een typische architectuur:

1. De gebruiker werkt met de frontend, waar gegevens worden ingevoerd, content wordt bekeken en interactie met de applicatie plaatsvindt.
2. De frontend stuurt verzoeken naar de API-laag, die fungeert als schakel tussen client side en server side, en regelt de uitwisseling van dynamische data.
3. De webserver verzorgt de statische content en stuurt dynamische verzoeken door naar de applicatieserver.
4. De applicatieserver verwerkt de businesslogica en genereert dynamische content, terwijl hij indien nodig gegevens uit de database opvraagt of opslaat.
5. De applicatieserver communiceert met de database om gegevens op te halen of op te slaan, waarna deze teruggestuurd worden naar de client side.
6. De load balancer zorgt ervoor dat het inkomende verkeer gelijkmatig over meerdere servers wordt verdeeld, zodat de prestaties ook tijdens piekuren optimaal blijven.
7. Beveiligingscomponenten, zoals SSL-certificaten, firewalls en authenticatiemechanismen, beschermen de data en zorgen voor veilige communicatie tussen de client en de server.
8. De CDN levert statische content snel door bestanden te cachen op servers dichter bij de gebruiker, waardoor laadtijden afnemen en de gebruikerservaring verbetert.
9. Monitoringtools volgen de prestaties van de applicatie, terwijl logging acties en gebeurtenissen registreert om eventuele problemen snel te kunnen oplossen.

Diagram van moderne webapplicatie architectuur

Hier zie je een illustratie van hoe een moderne webapplicatie architectuur werkt en hoe de verschillende componenten met elkaar communiceren.

Moderne webapplicatie architectuur wordt aanbevolen voor systemen die anders moeilijk schaalbaar, onderhoudbaar of aanpasbaar zouden zijn aan complexere gebruikersbehoeften – vooral als je app complex is of vaak updates nodig heeft.

Welke verschillende soorten webapplicatie architectuur zijn er?

De complexiteit van je applicatie en de specifieke behoeften bepalen welke architectuur het meest geschikt is. Hieronder staan enkele veelvoorkomende modellen van webapplicatie architectuur, elk met eigen kenmerken en ideale toepassingen.

1. Monolithische webapplicatie architectuur

Dit is een traditioneel model waarbij de volledige webapplicatie als één geheel wordt gebouwd, met alle componenten (gebruikersinterface, business logic en data access) geïntegreerd en gezamenlijk uitgerold. Deze eenvoud maakt monolithische webapplicaties in het begin makkelijker te ontwikkelen en te onderhouden, omdat er minder onderdelen zijn om te beheren.

Toch is deze architectuur minder geschikt voor complexe applicaties. Het ontbreken van gescheiden componenten maakt het moeilijk om individuele onderdelen onafhankelijk bij te werken of te schalen.

• Beste voor: kleine webapplicaties of minimum viable products (MVP’s) die geen uitgebreide schaalbaarheid nodig hebben
• Voorbeelden: productcatalogi, betaalverwerkingsapps, checkout apps

2. Microservices architectuur

Bij microservices architectuur wordt de applicatie opgedeeld in kleinere, onafhankelijke services, waarbij elke service een specifieke functie afhandelt. Bijvoorbeeld, een online bankapplicatie verdeelt diensten zoals accountbeheer, transactieverwerking en klantenservice over aparte microservices.

Deze aanpak stelt ontwikkelaars in staat om individuele services bij te werken of op te schalen zonder de hele applicatie te beïnvloeden. Houd er echter rekening mee dat elke microservice meestal zijn eigen database beheert, wat uitdagingen kan opleveren voor data-integriteit naarmate het systeem complexer wordt.

• Beste voor: grootschalige applicaties met onafhankelijke ontwikkelingsteams die sneller nieuwe functies willen opleveren
• Voorbeelden: e-commerce webportals, apps met meerdere functies (zoekfunctie, content tagging, gepersonaliseerde aanbevelingen)

3. Serverless architectuur

Dit type applicatiearchitectuur is populair vanwege de kostenefficiëntie. De cloudprovider beheert automatisch de servers en schaalt ze op basis van de vraag, waardoor je alleen betaalt voor wat je gebruikt.

Het nadeel is dat controle en flexibiliteit beperkt kunnen zijn. Ook kan het leiden tot afhankelijkheid van de leverancier, waardoor je applicatie gekoppeld wordt aan de infrastructuur en tools van een specifieke cloudprovider.

• Beste voor: applicaties met onvoorspelbare workloads die lage vereisen voor wachttijd
• Voorbeelden: machine learning apps, gaming apps, videostreamingdiensten

4. Event gedreven architectuur

Deze architectuur activeert de benodigde componenten zodra een gebeurtenis in real time plaatsvindt. Zo kunnen systemen snel reageren op veranderingen en tijdig informatie aan gebruikers leveren – ideaal voor toepassingen die realtime verwerking vereisen, zoals monitoring of fraudedetectiesystemen.

Een belangrijk aandachtspunt is dat gebeurtenissen in een andere volgorde kunnen plaatsvinden dan verwacht, wat foutopsporing en monitoring bemoeilijkt.

• Beste voor: realtime toepassingen en systemen die direct op gebeurtenissen moeten reageren
• Voorbeelden: chatapplicaties, aandelenplatforms, systemen voor het volgen van pakketjes

5. Gelaagde (n-tier) architectuur

Bij gelaagde architectuur wordt de applicatie opgedeeld in lagen, waarbij elke laag een specifieke functie vervult. De meeste applicaties gebruiken drie tot vijf lagen – enkele veelvoorkomende zijn presentatie-, businesslogic- en data-accesslagen.

Door deze scheiding wordt het eenvoudiger om onderdelen van de applicatie onafhankelijk te beheren, bij te werken en problemen op te lossen. Ook kun je elke laag afzonderlijk opschalen en code hergebruiken zonder de kernfunctionaliteit te beïnvloeden.

• Beste voor: bedrijfsapps die duidelijke grenzen nodig hebben om complexiteit en gevoelige data te beheersen
• Voorbeelden: bankapplicaties, e-commerce systemen, bedrijfsapplicaties

6. Servicegerichte architectuur (SOA)

Dit model lijkt op microservices, maar gebruikt doorgaans grotere en complexere services. Het focust op het hergebruiken van services binnen verschillende applicaties van een organisatie.

Bijvoorbeeld: in een bedrijfssysteem kunnen afdelingen zoals HR, sales en financiën gedeelde services inzetten om toegang te krijgen tot gemeenschappelijke functionaliteiten, zoals personeelsgegevens of financiële informatie.

• Beste voor: grote bedrijfsapplicaties die communicatie tussen verschillende services binnen de organisatie vereisen
• Voorbeelden: customer relationship management (CRM), software as a service (SaaS)

7. Peer-to-peer architectuur (P2P)

In een peer-to-peer architectuur fungeert elk apparaat of knooppunt (node) zowel als client en server, waarbij het direct middelen deelt met andere knooppunten. Deze structuur maakt het systeem flexibeler en veerkrachtiger bij het uitvallen van knooppunten, waardoor de beschikbaarheid behouden blijft, zelfs wanneer sommige peers offline gaan.

• Beste voor: gedecentraliseerde applicaties die directe communicatie tussen gebruikers vereisen
• Voorbeelden: bestandsuitwisselingsapplicaties zoals BitTorrent

8. Cloud-native architectuur

Cloud-native architectuur is speciaal ontworpen voor cloudomgevingen, zodat applicaties optimaal gebruikmaken van de schaalbaarheid, flexibiliteit en beschikbaarheid van de cloud. Ontwikkelaars zetten cloud-native apps in containers en beheren deze met tools zoals Kubernetes. In tegenstelling tot serverless architectuur hebben ontwikkelaars bij cloud-native applicaties meer controle over infrastructuur en strategieën voor schaalbaarheid.

• Beste voor: schaalbare, gedistribueerde applicaties die volledig profiteren van cloud resources, automatische schaalbaarheid en hoge beschikbaarheid
• Voorbeelden: platforms voor het delen van afbeeldingen, samenwerkingsapps

Wat zijn software architectuurpatronen

Als applicatie architectuurmodellen de algemene structuur van een applicatie bepalen, bieden software architectuurpatronen ontwerpoplossingen voor specifieke problemen in softwareontwikkeling. Ze pakken vraagstukken aan zoals communicatie tussen componenten, gegevensverwerking en realtime event afhandeling.

Hier zijn enkele veelvoorkomende software architectuurpatronen en hun functies:

• Microkernel architectuurpatroon. Het kernsysteem levert de basisfunctionaliteit, terwijl extra functies via plug-ins worden toegevoegd.

Voorbeeld: Een browser zoals Google Chrome, waarbij surfen de kernfunctie is en extensies zoals adblockers of wachtwoordmanagers extra mogelijkheden bieden.

• Client server architectuurpatroon. De client vraagt gegevens op, en de server verwerkt deze en stuurt het resultaat terug.

Voorbeeld: Een webbrowser die een verzoek naar een webserver stuurt om een webpagina te laden.

• Gelaagd architectuurpatroon. De applicatie is verdeeld in lagen, waarbij elke laag een specifieke taak uitvoert.

Voorbeeld: Een online bankapplicatie, waarbij de ene laag gebruikerslogin afhandelt, een andere laag accountinformatie beheert en een derde laag transactiedata opslaat.

• Event gedreven architectuurpatroon. De applicatie reageert op gebeurtenissen, waardoor verschillende onderdelen op verschillende momenten kunnen communiceren en reageren.

Voorbeeld: Een winkelapp waarbij het toevoegen van een product aan het winkelmandje direct een update van de totale prijs geeft.

• Microservices architectuurpatroon. De applicatie is opgesplitst in kleine, onafhankelijke services, waarbij elke service een specifieke functie afhandelt.

Voorbeeld: Een streamingdienst zoals Netflix, waar microservices afzonderlijk functies uitvoeren zoals aanbevelingen, videostreaming en gebruikersprofielen.

Hoe ontwerp je een betere softwarearchitectuur?

Het kiezen van het juiste type architectuur en patroon is een goed begin bij het bouwen van een webapplicatie. Daarnaast is het belangrijk dat het systeem efficiënt werkt, gevoelige data beschermt en makkelijk kan meegroeien met toekomstige behoeften.

Hier zijn enkele tips om een betere softwarearchitectuur te ontwerpen:

• Focus op schaalbaarheid vanaf het begin. Plan voor zowel verticale schaalvergroting (meer capaciteit) als horizontale schaalvergroting (meer servers) om toekomstige groei op te vangen. Overweeg om al vroeg in het ontwerp load balancing en datapartitionering toe te passen.
• Gebruik modulaire componenten. Verdeel het systeem in onafhankelijke onderdelen zodat elk deel apart ontwikkeld, uitgerold en opgeschaald kan worden. Zo vervang of update je individuele onderdelen makkelijker.
• Prioriteer prestaties. Optimaliseer datatoegang, minimaliseer queries en gebruik caching om reactietijden te versnellen en de belasting van databases te verminderen.
• Plan voor beveiliging. Implementeer SSL-encryptie, veilige dataopslag, sterke authenticatiemethoden zoals multi-factor authenticatie (MFA) en andere webapplicatiebeveiliging. Stel automatische tests en realtime monitoring in om problemen vroeg te signaleren en je systeem gezond te houden.
• Zorg voor betrouwbaarheid. Implementeer automatische back-ups en failover strategieën om de beschikbaarheid te behouden en dataverlies te voorkomen. Voer health checks uit om het systeem in realtime te monitoren en snel op problemen te reageren.
• Optimaliseer voor lage wachttijd en hoge doorvoer. Efficiënte wachtrijen of gedistribueerde systemen zijn vooral belangrijk voor applicaties die realtime data verwerken.

Conclusie

Het bouwen van een goed ontworpen moderne webapplicatie vereist een goed begrip van webapplicatie architecturen en softwarepatronen. Voor ontwikkelaars maken deze concepten toekomstige ontwikkeling eenvoudiger, waardoor het makkelijker wordt om applicaties te schalen en te optimaliseren voor betere prestaties. Dit resulteert uiteindelijk in een soepelere gebruikerservaring die bezoekers terug laat komen.

Klaar om je eerste webapplicatie te ontwerpen? Probeer Hostinger Horizons. Voor slechts €19.99 per maand heb je toegang tot alle tools en beveiligingsfuncties die je nodig hebt om je idee om te zetten in een volledig functionele app ‒ en dat zonder te coderen.

Word lid van ons Discord kanaal voor meer tips en inspiratie om het maximale uit Hostinger Horizons te halen. Maak contact met de community, krijg deskundig advies en blijf op de hoogte van de nieuwste functies!

Alle tutorial content op deze website valt onder de strenge redactionele standaarden en waarden van Hostinger.