Backend webutvikling | Vi gir deg en innføring i det viktigste

Backend webutvikling utgjør kjernen av moderne applikasjoner og nettsider. Det handler om å bygge og vedlikeholde servere, databaser, og de logiske systemene som prosesserer data og håndterer brukerforespørsler. Mens frontend er det brukerne ser og interagerer med, ligger backend bak kulissene og sørger for at alt fungerer sømløst. I denne artikkelen skal vi utforske de viktigste teknologiene, arkitekturene og sikkerhetsaspektene som gjør backend til en essensiell del av enhver digital løsning.

Hva er backend webutvikling?

Backend webutvikling handler om alle de tekniske aspektene ved en nettside eller applikasjon som ikke er synlige for brukeren. Dette inkluderer servere, databaser, og koden som prosesserer brukerforespørsler og sender tilbake data til frontend. Mens frontend utgjør det brukeren ser, tar backend seg av det som skjer «bak kulissene,» som å behandle innlogginger, hente data fra databaser eller utføre komplekse beregninger.

Dette er en populær jobb innen IT-sektoren, og du kan lese mer om IT jobb her.

Server-side logikk og databehandling

Backend-utvikling fokuserer på server-side logikk, som vil si å håndtere alt som skjer på serveren og sørge for at systemet fungerer som det skal. Når en bruker for eksempel fyller ut et skjema på en nettside, blir informasjonen sendt til backend hvor den behandles, lagres i en database, og eventuelle svar blir sendt tilbake til brukeren.

Backend inkluderer også datastrukturer og algoritmer som hjelper til med å organisere og manipulere data effektivt. Dette gjør at serveren kan håndtere store mengder informasjon på en rask og sikker måte. Samspillet mellom serveren, databaser, og applikasjonen sikrer at data flyter riktig mellom systemene og at nettsiden fungerer som forventet.

Viktige teknologier og verktøy i backend webutvikling

For å bygge et solid backend-system må utviklere bruke ulike teknologier og verktøy som er skreddersydd til spesifikke behov. Dette inkluderer valg av programmeringsspråk, rammeverk og hvordan data integreres gjennom APIer.

Server-side programmeringsspråk

Det finnes flere server-side programmeringsspråk som brukes for backend-utvikling, og valget avhenger ofte av prosjektets krav, utviklernes kompetanse, og ytelsesmål.

Python (med Django): Python er kjent for sin enkelhet og effektivitet. Django, som er et rammeverk for Python, brukes til å bygge raske, skalerbare og sikre applikasjoner. Dette språket passer godt til alt fra små applikasjoner til store bedriftsløsninger.
JavaScript (med Node.js): JavaScript er ikke bare for frontend; med Node.js kan det også brukes på serversiden. Node.js gjør det mulig å skrive server-side kode i JavaScript, og brukes ofte til å bygge raske og skalérbare applikasjoner. Node.js er spesielt populært for sanntidsapplikasjoner som chatter eller spill.
PHP (med Laravel): PHP har lenge vært et populært valg for webutvikling, og med Laravel-rammeverket kan utviklere bygge kraftige applikasjoner med et stort utvalg av verktøy for alt fra sikkerhet til datahåndtering.
Ruby (med Rails): Ruby on Rails er kjent for sin enkelhet og raske utviklingssyklus. Det er et populært valg for startups som ønsker å lansere applikasjoner raskt og effektivt.
Java (med Spring): Java er et robust, objektorientert språk som ofte brukes i større bedriftssystemer. Spring-rammeverket forenkler utviklingen av sikre og skalérbare applikasjoner for enterprise-nivå.

APIer og dataintegrasjon

APIer (Application Programming Interfaces) spiller en avgjørende rolle i backend webutvikling. De tillater kommunikasjon mellom frontend og backend, samt med andre applikasjoner og tredjeparts tjenester. De fungerer som et sett med regler som definerer hvordan programvarekomponenter skal samhandle.

REST (Representational State Transfer): REST er en populær arkitektur for å bygge APIer. Den er enkel å bruke og fungerer ved å sende HTTP-forespørsler for å hente eller sende data mellom klient og server. REST-APIer er spesielt gode for å bygge fleksible og skalerbare applikasjoner.
GraphQL: GraphQL er et alternativ til REST som lar klienten spesifisere nøyaktig hvilke data den trenger, noe som kan redusere mengden overførte data og forbedre ytelsen. GraphQL gir mer kontroll over datainnhentingen, noe som gjør det lettere å utvikle effektive applikasjoner.

APIer gjør det mulig for backend-systemer å sende data til frontend og integreres med andre applikasjoner eller tjenester, noe som er kritisk for en velfungerende moderne applikasjon.

Moderne arkitekturer for backend webutvikling

I backend-utvikling er arkitekturen avgjørende for hvordan systemet bygges, skaleres, og vedlikeholdes over tid. Valg av arkitektur påvirker både ytelse, fleksibilitet og kostnader. To populære arkitekturtilnærminger er monolitisk arkitektur og mikrotjenester, mens serverless-arkitekturer har blitt et nytt alternativ i skybaserte systemer.

Monolitisk arkitektur vs. mikrotjenester

Monolitisk arkitektur bygger hele applikasjonen som én enhet. Alle komponentene – brukergrensesnitt, forretningslogikk og datatilgang – er samlet i én kodebase. Dette gjør det enklere å utvikle, teste og distribuere mindre applikasjoner, siden alt ligger samlet på ett sted. Imidlertid kan monolittiske systemer bli vanskelige å vedlikeholde og skalere etter hvert som applikasjonen vokser, siden enhver endring krever at hele systemet distribueres på nytt. Det kan også oppstå ytelsesproblemer hvis én del av systemet svikter, da dette kan påvirke hele applikasjonen.

Mikrotjenester bryter applikasjonen ned i små, uavhengige tjenester som hver kjører sine egne prosesser. Hver tjeneste kan utvikles, distribueres og vedlikeholdes separat, noe som gjør det enklere å skalere applikasjonen etter behov. Mikrotjenester tillater også at forskjellige team jobber på separate deler av applikasjonen uten å påvirke andre deler. En av utfordringene med mikrotjenester er at de kan være komplekse å utvikle og administrere, spesielt når det gjelder kommunikasjon og dataoverføring mellom tjenestene. Dette kan kreve ekstra innsats for å håndtere feilhåndtering og overvåking.

Fordeler med monolittisk arkitektur:

Enklere å utvikle og teste mindre applikasjoner.
Mindre kompleksitet i administrasjon av systemet.
Passer godt for mindre team og prosjekter med lav skalerbarhet.

Fordeler med mikrotjenester:

Høy skalerbarhet og fleksibilitet.
Uavhengig utvikling og distribusjon av tjenester.
Bedre feilisolasjon – problemer i én tjeneste påvirker ikke hele systemet.

Serverless arkitektur

Serverless arkitektur lar utviklere kjøre kode uten å måtte administrere eller konfigurere servere. Med serverless blir serverressursene administrert av skytjenester som AWS Lambda eller Google Cloud Functions, som automatisk skalerer ressursene basert på behov. Utvikleren betaler kun for den tiden koden faktisk kjører, noe som kan gi betydelige kostnadsbesparelser i forhold til tradisjonell serveradministrasjon.

Serverless er spesielt godt egnet for hendelsesbaserte applikasjoner, der kode kjøres som svar på spesifikke hendelser, for eksempel en HTTP-forespørsel eller en databaseoppdatering. Dette gjør det mulig å distribuere applikasjoner raskere, med lavere administrasjonskostnader, og med økt fleksibilitet.

Fordeler med serverless:

Ingen behov for å administrere servere.
Automatisk skalerbarhet basert på bruk.
Betaling basert på bruk, noe som kan redusere kostnader.

Ulemper:

Kan være mindre fleksibelt for visse typer applikasjoner.
Avhengighet av tredjeparts skytjenester kan gi begrensninger.

Sikkerhet og skalerbarhet i backend webutvikling

Når det kommer til backend-utvikling, er sikkerhet og skalerbarhet to kritiske faktorer som må vurderes for å sikre at applikasjonen fungerer pålitelig og trygt, uavhengig av antall brukere eller potensielle trusler.

Beskyttelse mot angrep og trusler

Backend-systemer må være sikre mot et bredt spekter av trusler, som hacking og datainnbrudd. Det finnes flere sikkerhetstiltak som kan iverksettes for å beskytte sensitive data og sikre systemintegriteten.

Autentisering (OAuth, JWT): Autentisering er prosessen som bekrefter brukernes identitet. Teknologier som OAuth (Open Authorization) og JWT (JSON Web Tokens) brukes til å håndtere sikre autentiseringsprotokoller. OAuth tillater at brukere gir begrenset tilgang til sine ressurser til en tredjeparts applikasjon, mens JWT brukes for sikker overføring av informasjon mellom parter.
Kryptering (HTTPS): Kryptering sikrer at data som overføres mellom serveren og brukerne, ikke kan leses av tredjeparter. Bruk av HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) krypterer all trafikk mellom nettleseren og serveren, noe som er essensielt for å beskytte data som passord og personlig informasjon.
Beskyttelse mot vanlige angrep (SQL-injeksjon, XSS): SQL-injeksjon er et angrep der en angriper kan kjøre skadelig SQL-kode ved å manipulere inndata. For å beskytte seg mot dette må alle brukerdata valideres og renses. Cross-Site Scripting (XSS) er et angrep som lar angripere kjøre skadelig kode i en annen brukers nettleser. Bruk av riktige sikkerhetsstandarder og validering kan redusere slike risikoer.

Skalerbarhet og ytelse

Skalerbarhet er avgjørende for å sikre at applikasjonen kan håndtere et økende antall brukere og forespørsler uten å miste ytelse.

Caching: Caching er en teknikk der ofte brukte data lagres midlertidig for raskere tilgang. Dette reduserer belastningen på serveren og gir raskere svartider for brukerne.
Lastbalansering: Lastbalansering fordeler trafikken mellom flere servere for å unngå overbelastning. Dette sikrer at ingen enkelt server blir overbelastet, og at systemet kan håndtere et økende antall brukere jevnt.
Optimalisering av databaseforespørsler: Effektiv bruk av databaser er avgjørende for ytelse. Dette inkluderer optimalisering av spørringer, bruk av indekser, og å sikre at databasen er strukturert på en måte som støtter rask datatilgang selv med store datamengder.

Disse tiltakene sikrer at backend-systemet kan skalere i takt med økende etterspørsel, samtidig som det opprettholder god ytelse og sikkerhet.

Backend webutvikling i fremtiden

Backend-utvikling er i konstant utvikling, og nye teknologier og metoder endrer måten vi bygger og administrerer applikasjoner på. To av de mest fremtredende utviklingene i dagens backend-verden er bruk av Backend as a Service (BaaS) og mikrotjenester kombinert med containerisering. Disse teknologiene gir større fleksibilitet, raskere utvikling, og enklere vedlikehold.

Backend as a Service (BaaS)

Backend as a Service (BaaS) tilbyr ferdige løsninger for vanlige backend-funksjoner som autentisering, databaseadministrasjon, skybasert lagring og push-varsler. Med tjenester som Firebase, AWS Amplify, og Heroku, kan utviklere fokusere på frontend og funksjonalitet uten å måtte bygge og vedlikeholde serverinfrastruktur selv.

BaaS-tjenester gir rask oppstart, skalerbarhet og kostnadsbesparelser, siden man betaler basert på faktisk bruk av ressurser. Dette er spesielt attraktivt for mindre team eller startups som ønsker å bygge applikasjoner raskt, med minimal administrasjon. Med BaaS blir komplekse operasjoner som databasehåndtering og skyhosting forenklet til enkle API-kall, noe som øker effektiviteten i utviklingsprosessen.

Fordeler med BaaS:

Krever ingen administrasjon av servere.
Raskere utvikling og distribusjon.
Automatisk skalerbarhet og enkel integrasjon med andre tjenester.

Eksempler på BaaS-tjenester:

Firebase tilbyr en omfattende løsning med database, hosting og autentisering.
AWS Amplify integrerer med Amazon Web Services for å bygge komplette applikasjoner.
Heroku forenkler distribusjon og administrasjon av applikasjoner med en brukervennlig plattform.

Microservices og containerisering

Mikrotjenester og containerisering er to teknologier som har revolusjonert måten applikasjoner bygges og distribueres på. Mikrotjenester bryter ned applikasjoner i små, uavhengige tjenester som kan utvikles og distribueres separat. Dette gjør det mulig å skalere individuelle tjenester uten å påvirke hele systemet, noe som gir bedre fleksibilitet og ytelse.

Containerisering innebærer at applikasjoner pakkes inn i små, isolerte «containere» som inneholder alt de trenger for å kjøre. Dette gjør det mulig å kjøre applikasjoner på tvers av ulike miljøer uten at det oppstår kompatibilitetsproblemer. Docker er en ledende containerplattform som gjør det enkelt å bygge, distribuere og kjøre containere, mens Kubernetes brukes til å orkestrere containerbaserte applikasjoner i stor skala, ved å håndtere distribusjon, skalering og administrasjon av mange containere samtidig.

Fordeler med mikrotjenester og containerisering:

Bedre skalerbarhet og fleksibilitet i utvikling.
Isolering av tjenester, som gir økt feiltoleranse.
Raskere distribusjon og enklere vedlikehold.

Docker og Kubernetes:

Docker forenkler pakking og distribusjon av applikasjoner.
Kubernetes administrerer store grupper av containere for å sikre optimal ytelse og ressursutnyttelse.