Schichtenarchitektur

Definition

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  3-Schichtenarchtektur
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  strikte 3-Schichtenarchitektur

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.

Beispiele für Schichtenarchtekturen

Verteilte Anwendungen

Der Begriff „Multitier Architecture“ („Mehrschichten-Architektur“) wurde ursprünglich für verteilte Anwendungen (CORBA, Java RMI, SOAP, JSP, EJB etc.) eingeführt. 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.

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.

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  Zweischichten-Architektur: Client/Server-Architektur
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  Dreischichten-Architektur: Client-Server-Architektur mit Middelware
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  Vierschichten-Architektur: Web-Server-Architektur

MVC

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

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  VCM-Paradigma
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  VCSM-Paradigma
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  VCLSD-Paradigma

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.)

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  CVM-Paradigma
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  CVMS-Paradigma

OSI-Schichtenmodell

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

Quellen

• Kowarschick, W.: Multimedia-Programmierung
• WikipediaEN:Multitier architecture
• Wikipedia:Schichtenarchitektur

Dieser Artikel ist GlossarWiki-konform.