Schichtenarchitektur

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1 Definition

Als n-Schichtenarchitektur oder -paradigma (engl. Multitier architecture oder n-tier architecture manchmal auch layer architecture) bezeichnet man ein Architekturmuster, bei der eine Anwendungs-Komponente in mehrere eigenständige Module unterteilt wird, die schichtenförmig angeordnet sind: Layer 1, Layer 2, ..., Layer n.

Eine Ebenen i darf direkt mit tieferen Ebenen j<i kommunizieren. Tiefere Ebenen können dagegen mit höheren Ebenen nur indirekt kommunizieren (z.B. mittels Multicast-Nachrichten, Broadcast-Nachrichten, Antworten auf Methodenaufrufen oder auch mittels Callback-Routinen).

Bei einer strikten Architektur darf eine Ebene i nur mit der unter ihr liegenden Ebene i-1 direkt kommunizieren. Und eine indirekte Kommunikation einer Ebene i ist nur mit der direkt darüber liegenden Ebene i+1 möglich.

Innerhalb einer Ebene ist stets jede Kommunikationsart zulässig.

2 Beispiele für Schichtenarchtekturen

2.1 Verteilte Anwendungen

Der Begriff „Multitier Architecture“ („Mehrschichten-Architektur“) wurde ursprünglich für verteilte Anwendungen (CORBA, Java RMI, SOAP, JSP, EJB etc.) eingeführt.[1] Bei verteilten Anwendungen handelt es sich im Allgemeinen um strikte Schichtenarchitekturen. Jede Schicht kann auf einem eigenen Rechner laufen (= Verteilung). Die klassische 2-Schichtenarchitektur „Client-Server“ wurde zunächst zu einer 3-Schichtenarchitektur erweitert. Zwischen Client und Server wurde eine Mittelschicht („Middleware“) als zusätzliche Abstraktionsschicht eingefügt.[2]

Theoretisch kann es beliebig viele weitere Schichten geben. Web-Anwendungen werden häufig als 4-Schichtenanwendungen realisiert: Browser, Web-Server, Application-Server und Daten-Server. Die strikte Architektur verbietet es hier beispielsweise, dass der Web-Server direkt mit dem Daten-Server kommuniziert. Die Kommunikation muss immer über den Application-Server erfolgen.

2.2 MVC

Model-View-Controller-Architekturen können – müssen aber nicht! – ebenfalls als Mehrschicht-Architekturen umgesetzt werden. Hierbei kommen allerdings normalerweise nicht-strikte Schichtenarchitekturen zum Einsatz.

Neben der strikten 3-Schichten-Architektur „Web-Server → Anwendungs-Server → Daten-Server“ kommen bei der Implementierung von Web-Server häufig auch nicht-strikte Schichtenarchitekturen zu Einsatz. Ein sehr bekannter Vertreter ist die CVM-Schichtenarchitektur bzw. die CVMS-Schichtenarchitektur, die im Web-Umfeld auch unter dem Namen „Model 2“ bekannt ist. (Mit „Model 1“ wird eine Zweischichenarchitektur bezeichnet, bei der View und Controller nicht getrennt sind.)

2.3 OSI-Schichtenmodell

Das OSI-Schichtenmodell oder OSI-Referenzmodell ist ein Beispiel für eine nicht-strikte 7-Schichtenarchitektur.

3 Quellen

  1. Schneider, Werner (2001)
  2. Eckerson, Wayne W. “Three Tier Client/Server Architecture: Achieving Scalability, Performance, and Efficiency in Client Server Applications.” Open Information Systems 10, 1 (January 1995): 3(20)

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