Разработка и масштабирование высоконагруженных веб-систем: технические аспекты и вызовы

Highload разработка важна для компаний, развивающих бизнес до такого уровня, когда количество посетителей и клиентов настолько велико, что нужны надежные ресурсы, способные выдержать трафик в сотни тысяч и миллионы пользователей.

На платформах, обрабатывающих массивы данных, должна быть высокая скорость отклика. Задача компании, которая занимается разработкой высоконагруженных систем, предложить соответствующие технологические решения.

В нашей компании можно заказать веб-разработку сайтов и приложений любой сложности, дальнейшую поддержку их полноценной работы.

Когда бизнесу нужно обслужить десятки, сотни тысяч или несколько миллионов пользователей, без профессиональной highload разработки не обойтись. Нужно вовремя создать и внедрить соответствующий софт, иначе возможны серьезные сбои, ресурсы отказываются работать, “падают”. Владельцы компаний несут убытки, а клиенты уходят к другим.

В пример можно привести недавние события во время пандемии, когда серверы ресурсов Mos.ru и Госуслуг не смогли справиться с наплывом пользователей, которым нужны были электронные пропуска. Или отказ сайтов онлайн-магазинов, которые регулярно сбоят при наступлении “черной” пятницы, в дни, когда объявляются солидные скидки и акции. В этом случае негатив со стороны клиентов и финансовые потери компаний неизбежны.

Для полноценной работы веб-систем важны следующие аспекты:

• Выбор правильной архитектуры.
• Надежные инструменты для хранения данных.
• Подбор подходящей базы данных.
• Использование контейнерных технологий.
• Необходимые фреймворки.

Используемые компаниями highload разработки должны быть масштабируемыми, кроссплатформенными и гибкими. Такие требования выдвигаются клиентами уже на стадии заказа софта. Для этого нужна соответствующая IT-архитектура.

Эффективное решение - микросервисная структура, которая состоит из нескольких независимых сервисов, где каждый выполняет свои функции и работает автономно. Это позволяет увеличить производительность ресурса, иметь высокую отказоустойчивость. Вовремя реагировать на изменение обстановки.

Преимущества такой архитектуры при разработке высоконагруженных систем:

1. Возможность развернуть только один модуль системы, если нужно внести изменения.
2. Микросервисы, которые чаще подвергаются масштабированию, располагают на более сильных серверах.
3. Повышенная отказоустойчивость, т.е. когда один модуль сбоит, это не отражается на остальных.
4. Взвешенный выбор фреймворков, нужных для данной разработки.
5. Замена неактуальных микросервисов без ущерба для других.

Наша компания реализует приложения, как одностраничные - Single Page Applications. Система расположена в облаке на серверах. Пользователи с помощью браузеров подключаются к ее домашней странице. При этом скачивается код клиентского места, созданный на языке JavaScript, им посылаются запросы на сервер, с применением REST с форматом JSON.

Идеология Representational State Transfer отображает данные в формате JavaScript Object Notation, который может читать и машина, и человек.

При highload разработке используется следующая инфраструктура для размещения на ней серверов.
GitLab – сервис, идеально подходящий для хранения приватного контента. Он интегрируется с Docker – популярной платформой, которая позволяет разрабатывать и эксплуатировать созданные приложения. С помощью контейнеров Docker они упаковываются в изолированные среды. Это позволяет оперативно развернуть приложения и упрощает управление ими.

Разработанные нами высоконагруженные системы интегрируются с корпоративными каталогами пользователей, работающими по протоколам OAuth2 и OpenID Connect.Справочная информация поступает из систем СПАРК, Фокус, Контур, DaData.

Чтобы получить нужную информацию о складских остатках, передаче заказов и статусе их обработки, мы интегрированы с ERP-системами компаний. Также поддерживается постоянная связь со структурами планирования закупок, платежными системами и банками.

Когда речь идет о highload разработке, выбор нужной базы данных очень важен. Наши программисты используют MySQL, программу, в которой разрабатывают базу данных и ее контролируют, совместно с ее ответвлением MariaDB. Пользуются также PostgreSQL - объектно-реляционной базой данных. Для создания новых баз используется Oracle Database, в этой программе можно вносить данные и редактировать их. Эти технологии справляются с большими объемами, которые нужны при разработках высоконагруженных систем.

Наша компания использует наиболее продвинутые языки программирования:

• PHP,
• Python,
• JavaScript.

Высокоэффективное приложение должно уметь обрабатывать огромный объем информации, быть высокопроизводительным и надежным. Чтобы этого достичь, используются наиболее популярные фреймворки и библиотеки:

• Zend Framework – free фреймворк на PHP для веб-разработки приложений;
• Symfony – тоже написанный на PHP, ускоряющий процесс создания и обслуживания приложений;
• Ext JS - библиотека JavaScript для веб-приложений;
• Vue JS для разработки одностраничных приложений;
• React - библиотека JavaScript для конструирования пользовательских интерфейсов.

Разработчики нашей компании учитывают доступность выбранных фреймворков и то, насколько надежна их поддержка. Важно при веб-разработке, чтобы приложения работали без сбоев, а если таковые случились, их можно было оперативно устранить.

У нас большой опыт создания приложений в сфере разработок высоконагруженных систем, много закрытых кейсов с солидными компаниями.

Для успешной работы мы применяем методологию управления проектами Agile и ее метод – SCRUM.
Agile позволяет разработчикам оперативно реагировать на изменения, что важно для полноценной работы приложений. Во главу угла в философии Agile ставится пользователь, а не документация. Полноценное сотрудничество с клиентами и способность к быстрым переменам важней, чем любой план. В Agile ресурсы и время фиксированные, а область работы над проектом может изменяться, в зависимости от насущности перемен.

В этой системе управления проектами большая цель разбивается на посильные задачи, которые выполняются в запланированное время. Современная highload разработка в Agile осуществляется успешно, благодаря инструментам и ресурсам, которые предоставляют консультанты этой методологии.

SCRUM - подробно задокументированная Agile-методика, позволяющая делить большой объем работы на короткие спринты. В конце каждого такого отрезка разработчики представляют готовые решения. Это позволяет внедрять продукты быстро, оперативно учитывать пожелания клиентов по дальнейшей работе приложений.

Наша компания обеспечивает полный цикл реализации проекта. С нами можно сотрудничать по гибким схемам - outsource и outstaff.

С помощью аутстаффинга ваша фирма получает от нас команду разработчиков, работающих только над вашим проектом. Они могут находиться на вашей территории или на своих обычных рабочих местах. Веб-разработка, которая осуществляется отдельным штатом сотрудников, позволяет им полностью погрузиться в процесс создания приложения для клиента и выполнить работу наиболее качественно.

Когда заказчик заключает договор на услуги компании-подрядчика – это аутсорсинг. В этом случае можно рассчитывать на идеальное выполнение заказа, потому что создание приложения для клиента будет выполнено профессионалами.

Работать над проектом будут:

• менеджер проекта,
• frontend-разработчик,
• backend-разработчик,
• QA-инженер,
• Devops,
• UX/UI дизайнер.

Outsource или outstaff , которые выберет клиент, позволят фирме-заказчику уменьшить финансовые и кадровые расходы, избежать рисков, что работа будет выполнена некачественно или завершена с задержками.
К преимуществам нашей компании также относятся убедительные результаты, которые показывают электронные торговые площадки, заказавшие софт. Они занимают топовые позиции в списках рейтингового агентства RAEX.

Создать масштабируемую и отказоустойчивую систему – главная задача наших разработчиков. Техническая сторона софта, который мы разрабатываем для клиентов – это группы серверов. Все составляющие имеют дубли, единой точки отказа в системе нет. Можно оперативно добавить дополнительные сервера, если возникнет такая необходимость.

Мы сотрудничаем крупными с b2b и b2g компаниями, создавая для них разработки высоконагруженных систем. Клиенты – промышленные производства, строительные, фармацевтические, торговые сети.
Нашими услугами пользуются фирмы, которые пока не имеют большую посещаемость, но планируют повысить ее в дальнейшем. И компании, у которых нагрузка уже солидная и постоянно возрастает.

Приложения, разработанные компанией, выдерживают нагрузку в сотни тысяч зарегистрированных пользователей. В них одновременно могут работать несколько тысяч юзеров. На площадках размещены сотни тысяч товаров.

Софт, который предлагает наша компания, имеет особую устойчивость из-за микросервисной архитектуры. Благодаря ей можно оптимизировать каталог, не останавливая работу ресурса или заменить/обновить сервисы, не задевая другие части системы.

Такие действия актуальны при наступлении пиковых нагрузок в определенные дни (“черная” пятница, скидки и акции в интернет-магазинах), когда резко увеличивается поток клиентов.

Комплексная highload разработка приложений имеет несколько этапов.

1. Системный анализ и планирование создаваемого приложения.
2. Проектирование.
3. Дизайн и верстка.
4. Разработка бэкенда.
5. Тестирование приложения.
6. Развертывание ресурса и его оптимизация.
7. Осуществление поддержки, наладка установки обновлений.

Когда проведен анализ веб-разработки, формулируются задачи, создается план, который координирует действия команды.

Проектирование подразумевает этапность разработки, когда каждая стадия создания приложения прорабатывается в определенное время.

Чтобы созданный проект функционировал без сбоев, важна архитектура, учитывающая серверы и микросерверы, распределение потоков. Два основных параметра – это время, которое отводится для загрузки страницы пользователя (latency) и количество пользователей, которое она может принять (throughput). В разработке высоконагруженных систем важен баланс между этими показателями.
При выборе архитектуры проекта применяется нагрузочное тестирование, мониторится нагрузка по отдельным микросерверам. На этом этапе собирается статистика, выясняются модели поведения юзеров.

Надежность приложения зависит от таких параметров:

• проведения мониторинга систем;
• нагрузочного тестирования;
• внедрения IT-архитектуры;
• работы с базами данных;
• использования проверенных технологий.

Релиз готового продукта проводится, когда работа над ним завершена. Клиенты заключают договор на дальнейшую поддержку софта, проведение периодического мониторинга и тестирования. Предоставляются отчеты, согласно которым выверяется рост нагрузки и решается вопрос о дальнейшем масштабировании приложения.

Процесс создания приложения с нуля занимает от шести месяцев. Чтобы сориентироваться, какова будет цена, нужно заполнить специальную форму ниже и прикрепить техническое задание.
Клиент может быть уверен, что заказ софта в нашей компании не несет риска для бизнеса. Шифрование кода и надежное программное обеспечение гарантируют конфиденциальность и безопасность.