Architettura multi-tier

Nell'ingegneria del software, il termine architettura multi-tier o architettura multi-strato (spesso definita con l'espressione inglese n-tier architecture) indica un'architettura software di tipo client-server per sistemi distribuiti, in cui le varie funzionalità del software sono logicamente separate ovvero suddivise su più strati o livelli software differenti in comunicazione tra loro (nel caso di applicazioni web questi strati sono la logica di presentazione, l'elaborazione dei processi e la gestione della persistenza dei dati).

Ciascuno strato è in comunicazione diretta con quelli adiacenti ovvero richiede ed offre servizi allo strato adiacente in maniera concettualmente simile a quanto accade con le architetture di rete a strati (in linguaggio strettamente informatico si dice che ciascuno strato è client-server per gli strati adiacenti, fatta eccezione per gli strati estremi che sono solo client o solo server). Ad esempio, un'applicazione che utilizza il middleware per gestire le richieste di dati tra un utente e un database, utilizza un'architettura multi-tier. In generale i vari strati possono risiedere sulla stessa macchina oppure su macchine elaboratrici differenti mappando così il relativo sistema informatico che ospita, a livello infrastrutturale, l'applicazione. Negli anni novanta si diffuse l'architettura client-server a due livelli, mentre negli anni 2000 l'impiego più diffuso di un'architettura multi-tier è l'architettura a tre livelli.

L'architettura delle applicazioni N-tier fornisce un modello per gli sviluppatori per creare vantaggiosamente un'applicazione flessibile e riutilizzabile ovvero scalabile. Con la separazione di un'applicazione in livelli, per modificare o aggiungere funzionalità, gli sviluppatori possono infatti modificare solo uno specifico livello, piuttosto che dover riscrivere l'intera applicazione, garantendo dunque una maggiore semplicità di progettazione/implementazione secondo la filosofia del divide et impera ed una maggiore manutenibilità.

I concetti di strato e livello sono spesso usati come sinonimi. Tuttavia un punto di vista abbastanza comune è che uno strato è un meccanismo di strutturazione logica per gli elementi che compongono la soluzione software, mentre un livello è un meccanismo di strutturazione fisica per le infrastrutture di sistema.^[1]

Lo stesso argomento in dettaglio: Architettura three-tier.

Three-tier^[2] è un'architettura client-server in cui l'interfaccia utente, i processi logico funzionali ("regole aziendali"), l'archiviazione informatica dei dati e l'accesso ai dati sono sviluppate e mantenute come moduli indipendenti, la maggior parte delle volte su piattaforme separate. È stata sviluppata da John J. Donovan nell'Open Environment Corporation (OEC), una società di strumenti da lui fondata a Cambridge, Massachusetts.

Il three-tier è un modello di architettura software e allo stesso tempo uno schema di progettazione software. Oltre ai vantaggi abituali di software modulare con interfacce ben definite, l'architettura three-tier è destinata a consentire a qualsiasi dei tre livelli di essere aggiornati o sostituiti indipendentemente dal cambiamento di requisiti o tecnologia. Ad esempio, un cambiamento di sistema operativo nel livello di presentazione interesserebbe solo il codice di interfaccia utente.

In genere, l'interfaccia utente viene eseguita su un desktop PC o workstation e utilizza un'interfaccia utente grafica standard, la logica di processo funzionale può essere costituita da uno o più moduli separati in esecuzione su una workstation o applicazioni server, e un RDBMS in un database server o mainframe contiene i dati di archiviazione logica del computer. Il livello intermedio può essere anche multi-tier (in questo caso l'architettura complessiva si chiama “n-tier architecture”).

Three-tier architecture ha i seguenti tre livelli:

Livello di presentazione

Questo è il livello più alto dell'applicazione. Il livello di presentazione mostra le informazioni relative a servizi come merce online, acquisti, e i contenuti del carrello della spesa. Comunica con altri livelli attraverso i risultati di output al livello browser/client e tutti gli altri livelli della rete.

Livello applicazione (business logic, la logica di primo livello, l'accesso ai dati di secondo livello, o di livello intermedio)

La logica di primo livello viene tirata fuori dal livello di presentazione e, come suo proprio livello, controlla la funzionalità di un'applicazione eseguendo elaborazioni dettagliate.

Livello dati

Questo livello è costituito da server database. Qui le informazioni vengono memorizzate e recuperate. Questo livello mantiene i dati neutrali e indipendenti da applicazioni server o da logica di business. Fornendo informazioni del proprio livello inoltre migliora la scalabilità e le prestazioni.

A prima vista, il three-tier può sembrare un concetto contrapposto a determinati design pattern come il model-view-controller (MVC), o il model-view-viewmodel (MVVM), ma in realtà gli ultimi due riguardano l'architettura del livello presentazione, mentre il primo riguarda l'architettura complessiva dell'applicazione.

Un'applicazione può quindi essere stratificata utilizzando un'architettura three-tier e di questi tre livelli, il livello presentazione può essere stratificato con il pattern MVC o MVVM.

In un'architettura three-tier che utilizza il pattern MVC o MVVM per il livello presentazione, il model (sorgente dei dati) è rappresentato dal livello applicazione o da un servizio che fa da ponte tra il livello presentazione e livello applicazione. In un'architettura single-tier il model può essere invece direttamente rappresentato dal database.

Nel campo web development, il three-tier è spesso utilizzato per fare riferimento a websites, comunemente commercio elettronico, che sono costruiti utilizzando tre livelli:

1. Un front-end web server che fornisce contenuti statici, e potenzialmente, alcuni contenuti nella cached dinamica. In applicazione web based, il front-end è il contenuto visualizzato dal browser. Il contenuto può essere statico o generato dinamicamente.
2. Un medio processo di contenuti dinamici e generazione del livello di application server, per esempio Java EE, ASP.NET, PHP, Ruby, piattaforma ColdFusion.
3. Un back-end database, che comprende due serie di dati e il database management system o RDBMS il software che gestisce e fornisce l'accesso ai dati.

Il trasferimento dei dati tra più livelli è parte dell'architettura. Protocolli coinvolti possono includere uno o più di SNMP, CORBA, Java RMI, .NET Remoting, Windows Communication Foundation, sockets, UDP, web services altri protocolli standard o proprietari. Spesso middleware viene utilizzato per collegare i livelli separati. Livelli separati spesso (ma non necessariamente) eseguiti su server fisici separati, e ogni livello si può eseguire in un cluster.

La tracciabilità end-to-end dei flussi di dati attraverso sistemi di n-tier è un compito arduo che diventa più importante quando i sistemi aumentano di complessità. L'Application Response Measurement definisce i concetti e le API per la misurazione delle prestazioni e la correlazione delle transazioni tra i vari livelli.

In generale, il termine livello è usato per descrivere la distribuzione fisica dei componenti di un sistema su server separati, computer o reti (nodi di lavorazione). Una architettura Three-tier allora avrà tre nodi di elaborazione. Livelli riferiti a un raggruppamento logico di componenti che possono o non possono trovarsi fisicamente su un nodo lavorazione.

• Client–server model
• Database-centric architecture
• Front-end e back-end
• Hierarchical internetworking model
• Open Services Architecture
• Rich Internet application
• Service layer
• Applicazione web
• Load balancing
• Multilayered architecture
• MVC
• Sistema distribuito

• (EN) Three Tier Architecture, su linuxjournal.com.
• (EN) Microsoft Application Architecture Guide, su msdn.microsoft.com.

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