ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХУРОВНЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ В МАЛЫХ ПРОЕКТАХ

USING A THREE-TIER ARCHITECTURE IN SMALL PROJECTS

Polina Pelenitsyna

student, Software engineering Department of MOSIT, MIREA - Russian Technological University,

Russia, Moscow

Lusine Petrosyan

scientific supervisor, candidate of Sciences in Economics, MIREA - Russian Technological University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается использование трехуровневой архитектуры в малых программных проектах. Описаны основные принципы работы этой архитектуры, ее преимущества и недостатки в контексте небольших приложений. Приведены рекомендации по внедрению трехуровневой модели, а также сравнительный анализ с двухуровневой архитектурой. Особое внимание уделено масштабируемости, безопасности и гибкости данной архитектурной модели.

ABSTRACT

The article explores the use of three-tier architecture in small software projects. It describes the core principles of this architectural model, highlighting its advantages and disadvantages in the context of small applications. Recommendations for implementing the three-tier model are provided, along with a comparative analysis with two-tier architecture. Special attention is given to the scalability, security, and flexibility of this architecture.

Ключевые слова: трехуровневая архитектура, клиент-серверная модель, бизнес-логика, мобильные приложения, масштабируемость, производительность, безопасность, проектирование ПО, малые проекты.

Keywords: three-tier architecture, client-server model, business logic, mobile applications, scalability, performance, security, software design, small projects.

Трехуровневая (трехзвенная) архитектура (Three-Tier Architecture) является одним из наиболее распространенных подходов к построению программных систем. Она обеспечивает четкое разделение логики приложения на три уровня:

1. Уровень представления (Presentation Layer) — пользовательский интерфейс.
2. Уровень бизнес-логики (Application Layer) — обработка данных и реализация бизнес-правил.
3. Уровень данных (Data Layer) — работа с базой данных.

Хотя трехуровневая архитектура чаще всего применяется в крупных корпоративных системах, она также может быть успешно использована в небольших проектах, таких как мобильные и веб-приложения. В данной статье рассмотрим особенности применения данной архитектуры в малых проектах, её преимущества, недостатки и рекомендации по внедрению.

Рассмотрим основные принципы трехуровневой архитектуры.

1. Уровень представления (Frontend, Presentation Layer)
   • Отвечает за отображение данных и взаимодействие с пользователем.
   • Включает в себя веб-страницы, мобильные приложения или настольные интерфейсы.
   • Используемые технологии: HTML, CSS, JavaScript (React, Angular, Vue.js), Flutter, Jetpack Compose и др.
2. Уровень бизнес-логики (Application Layer, Backend)
   • Реализует бизнес-правила приложения, обработку запросов и координацию взаимодействия между уровнями.
   • Может включать API, обработку транзакций, валидацию данных.
   • Используемые технологии: Spring Boot, Node.js, Flask, .NET, Django и др.
3. Уровень данных (Data Layer, Database)
   • Отвечает за хранение и управление данными.
   • Используемые технологии: реляционные БД (PostgreSQL, MySQL), NoSQL (MongoDB, Firebase), ORM (SQLAlchemy, Hibernate).

Рассматривая трехуровневую архитектуру в применении к малым проектам, можно выделить определенные преимущества:

1. Упрощение разработки и сопровождения. Четкое разделение уровней облегчает добавление новых функций, изменение интерфейса и обновление бизнес-логики независимо друг от друга.
2. Гибкость и масштабируемость. Позволяет развивать проект, начиная с простого решения, и переходить к более сложным сценариям, добавляя новые уровни или модули. Возможно вертикальное и горизонтальное масштабирование по мере роста нагрузки.
3. Повышение надежности и отказоустойчивости. Логическое разделение слоев позволяет минимизировать риски сбоев: если один уровень выходит из строя, другие могут продолжать работу.
4. Повышение безопасности. Трехуровневая модель дает возможность внедрить защитные механизмы на каждом уровне (аутентификация на фронтенде, авторизация на бэкенде, контроль доступа к данным на уровне БД).
5. Упрощенная интеграция. Можно легко интегрировать сторонние сервисы и API, такие как платежные системы, облачные решения и маркетплейсы.

Но у трехуровневой архитектуры также появятся определенные недостатки при использовании в малых проектах:

1. Сложность развертывания. Для небольших проектов введение трехуровневой архитектуры может потребовать дополнительных усилий по настройке серверов и управлению данными.
2. Увеличенная задержка. Разделение на слои может увеличить время отклика системы из-за передачи данных между уровнями.
3. Избыточность для простых приложений. Малые проекты с ограниченным функционалом могут не нуждаться в трехуровневой структуре, где достаточно клиент-серверного взаимодействия (двухуровневой архитектуры).
4. Дополнительные затраты на поддержку. Небольшим командам разработчиков может быть сложнее поддерживать и обновлять три отдельных уровня системы.

Так когда стоит использовать трехуровневую архитектуру в малых проектах?

Трехуровневая архитектура будет целесообразна, если проект обладает следующими характеристиками:

• Многопользовательская среда — проект рассчитан на взаимодействие большого количества пользователей и требуется разграничение доступа.
• Планируется масштабирование — система должна быть готова к будущему расширению.
• Частые обновления интерфейса — необходимость регулярных изменений UI без затрагивания бизнес-логики.
• Использование микросервисного подхода — когда в проекте возможна интеграция различных модулей или сторонних сервисов.
• Требования к безопасности — обработка конфиденциальных данных (например, платежные системы).

Пример подходящих малых проектов:

• CRM-система для малого бизнеса.
• Онлайн-магазин с простым каталогом и корзиной.
• Веб-приложение для управления задачами.
• Мобильное приложение для бронирования услуг.

Далее более глубоко понимания применения трехуровневой архитектуры для малых проектов, рассмотрим её сравнение с двухуровневой и сведем это в таблицу (Таблица 1).

Таблица 1

Сравнение трехуровневой и двухуровневой архитектуры для малых проектов

Трехуровневая архитектура является надежным и гибким решением для малых проектов, обеспечивая удобство разработки, масштабируемость и безопасность. Однако её внедрение должно быть оправдано сложностью проекта и его будущими потребностями. Для простых решений, где не требуется разделение логики на уровни, можно ограничиться двухуровневой архитектурой.

Список литературы:

1. Brown, L. (2021). "Android vs. iOS: A Comparative Analysis." Mobile Tech Review, 15(2), 78-89. (дата обращения 19.01.2025).
2. Сравнительный анализ операционных мобильных систем [Электронный ресурс]. – URL: https://dzen.ru/a/ZP-A2UpDf35RKiPM (дата обращения 19.01.2025).
3. Davis, S. (2020). "Mobile App Security: Best Practices for Android and iOS." Cybersecurity Journal, 14(3), 99-113. (дата обращения 19.01.2025).
4. Erickson, T. (2019). "Mobile Application Development: Choosing the Right Platform." Journal of Mobile Computing, 12(3), 45-58. (дата обращения 19.01.2025).