Was ist eine Webanwendung?

Webanwendungen sind ein wichtiger Bestandteil moderner Software. Lieferung. Sie arbeiten durch Internetbrowser, sodass Benutzer keine umfangreiche lokale Software mehr installieren oder verwalten müssen. Entwickler verlassen sich häufig auf Webtechnologien, um die Wartung zu optimieren, die Kompatibilität zwischen Geräten zu verbessern und den Prozess von Updates und Funktionserweiterungen zu vereinfachen.

Was ist eine Webanwendung?

Eine Webanwendung ist ein Programm, das auf einem Remote- server und wird über eine Webbrowser-Schnittstelle betrieben. Der Zugriff erfolgt über das Internet und die Benutzerinteraktionen erfolgen über HTTP or HTTPS Anfragen. Die Entwicklung umfasst in der Regel eine Kombination aus clientseitiger und server-Seite Programmiersprachen. Clientseitige Sprachen wie JavaScript Benutzerinteraktionen im Browser zu handhaben, während server-seitige Sprachen wie Python, Javac, PHP oder Node.js Verwalten Sie Geschäftslogik und Datenverarbeitung auf dem server.

Webanwendungen unterscheiden sich von nativer Desktop- oder Mobilsoftware, da ihre Kernfunktionalität über Standard-Webprotokolle bereitgestellt wird, was eine plattformübergreifende Nutzung ermöglicht. Sicherheitsmaßnahmen, Ressourcenverwaltung und Datenaustausch erfolgen zwischen dem Browser und dem server in Echtzeit, wodurch die Interaktivität verbessert und die Bereitstellung von Softwarelösungen für ein großes Publikum vereinfacht wird.

Welche Typen von Webanwendungen gibt es?

Verschiedene Webanwendungsarchitekturen decken unterschiedliche Anwendungsfälle und Leistungsanforderungen ab. Jeder Typ verfügt über einzigartige Funktionen und Bereitstellungsstrategien.

Hier ist eine Übersicht über gängige Typen von Webanwendungen:

• Single-Page-Anwendungen (SPAs). Single-Page-Anwendungen laden eine einzelne HTML Seite und aktualisieren den Inhalt dynamisch, während Benutzer mit der Schnittstelle interagieren. Frameworks wie React, Angular und Vue.js verwenden häufig Änderungen auf der Clientseite, ohne die Seite neu zu laden. SPAs bieten ein flüssigeres Benutzererlebnis.
• Mehrseitige Anwendungen (MPAs). Mehrseitige Anwendungen erfordern, dass der Browser eine neue Seite lädt oder aktualisiert. server für die meisten Interaktionen. Traditionelle Websites, E-Commerce-Plattformen mit mehreren Produktkategorien und Portale, die auf mehreren unterschiedlichen Seiten basieren, folgen normalerweise dieser Architektur. MPAs sind einfacher zu implementieren, fühlen sich aber aufgrund häufiger Seitenneuladungen langsamer an.
• Progressive Web-Apps (PWAs). Progressive Web-Apps kombinieren Funktionen sowohl von nativen Apps als auch von Webanwendungen. Sie nutzen oft moderne Webfunktionen wie Service Worker, Manifest Dateienund HTTPS-Protokolle. PWAs unterstützen Push-Benachrichtigungen, Offline-Modi und Geräte Hardware Zugriff, wenn verfügbar, was sie für die Verbesserung des Benutzerengagements vorteilhaft macht.
• Portal-Webanwendungen. Portal-Webanwendungen dienen als zentrale Knotenpunkte, die Dienste und Informationen aus verschiedenen Quellen bereitstellen. Unternehmensportale, Studenteninformationssysteme und interne Unternehmens-Dashboards fungieren häufig als Portal-Webanwendungen, indem sie Daten aus mehreren Systemen sammeln und in einer einzigen, anpassbaren Oberfläche präsentieren.
• Content-Management-Systeme (CMS). Content-Management-Systeme bieten Verwaltungsoberflächen zum Erstellen, Bearbeiten und Organisieren digitaler Inhalte. Plattformen wie WordPress, Joomla und Drupal ermöglichen es nicht-technischen Benutzern, Webinhalte, Mediendateien und Layouts über eine vereinfachte Back-End-Umgebung zu verwalten.
• E-Commerce-Anwendungen. E-Commerce-Webanwendungen erleichtern Online-Transaktionen, das Durchsuchen von Produkten und die Auftragsverwaltung. Sie umfassen Funktionen wie Einkaufswagen, Zahlungsgateways, Produktkataloge und Benutzerprofile, um ein sicheres und effizientes Online-Einkaufserlebnis zu bieten. Beispiele sind Shopify, Magento und individuell erstellte Online-Shops.

Beispiel einer Webanwendung

Ein weithin anerkanntes Beispiel für eine Webanwendung ist Google Text & Tabellen. Google Docs bietet einen Rich-Text-Editor im Browser, der die Zusammenarbeit in Echtzeit und die Dokumentenspeicherung im cloud. Benutzer geben Inhalte ein, formatieren und bearbeiten sie, und Änderungen werden sofort auf den Bildschirmen der Mitarbeiter angezeigt. Die Anwendung verwendet asynchrone Kommunikationsmethoden, um Daten auf Googles servers, wodurch die Notwendigkeit einer lokalen Softwareinstallation entfällt.

Weitere Beispiele sind Salesforce für das Kundenbeziehungsmanagement, Slack für die Teamkommunikation und X für soziale Netzwerke.

Webanwendung vs. Website

Webanwendungen und Websites verwenden beide Standard-Webtechnologien, unterscheiden sich jedoch in Komplexität, Interaktivität und Verwendungszweck. Die folgende Tabelle zeigt wichtige Unterschiede:

Wie funktioniert eine Webanwendung?

Webanwendungen basieren auf einer Reihe von Schritten, die den Datenaustausch zwischen dem Client (Browser) und dem server.

1. Initiierung der Benutzeranforderung

Der Prozess beginnt, wenn der Benutzer zu einer Webanwendung navigiert, indem er ein URL oder durch Klicken auf Hyperlink in einem Browser. Der Browser löst zunächst die Domain Name zum Abrufen der server IP Adresse über die Domain Name System (DNS). Nach der Adressauflösung öffnet der Browser eine TCP Verbindung und formuliert eine HTTP- oder HTTPS-Anfrage, die Folgendes umfasst:

• Anforderungsmethode. GET, POST, PUT, DELETE oder ein anderes Verb, das die beabsichtigte Operation widerspiegelt.
• Überschriften. Schlüssel-Wert-Paare mit Metadaten über die Anfrage, etwa den Benutzeragenten, akzeptierte Inhaltstypen, Cookies, Autorisierungstoken und Caching-Direktiven.
• Pfad- und Abfrageparameter. URL-Segmente oder Abfragezeichenfolgen, die angeben, welche Ressource angefordert wird, sowie alle zusätzlichen Parameter.

Der Browser sendet dann die Anfrage an den server, die nach Ressourcen wie HTML fragt, CSS, JavaScript-Dateien und alle zugehörigen Daten, die zum Rendern der Startseite erforderlich sind.

2. Server-Seitenverarbeitung

Die server empfängt die eingehende HTTP- oder HTTPS-Anforderung und leitet sie an einen Web server Anwendung (Apache oder Nginx server). Die server-seitiges Framework (z. B. Express für Node.js, Django für Python, Spring für Java oder Laravel für PHP) prüft die Anfrage und führt mehrere wichtige Schritte aus:

• Routenführung. Festlegen, welcher Controller oder welche Funktion die Anforderung basierend auf dem URL-Pfad und der Methode verarbeiten soll.
• Sitzungs- und Authentifizierungsprüfungen. Auswertung der Benutzeridentität und Berechtigungen durch Validierung von Session-Tokens, Cookies oder Beglaubigung Überschriften.
• Eingabevalidierung. Überprüfung eingehender Formulardaten oder JSON-Nutzdaten auf Sicherheit und Konsistenz, um böswillige Eingaben zu verhindern, wie z. B. SQL-Injection oder Cross-Site-Scripting.
• Orchestrierung von Diensten. Aufruf von Hintergrunddiensten, Microservices, oder Geschäftslogikebenen zum Abwickeln von Aufgaben wie dem Senden von Benachrichtigungen, Erstellen von Berichten oder Durchführen von Berechnungen.

Die serverDie Verarbeitungsphase auf Unternehmensseite ist von entscheidender Bedeutung für die Anwendung von Geschäftsregeln, die Durchsetzung von Sicherheitsmaßnahmen und die Delegierung von Aufgaben an andere interne Systeme, bevor eine Antwort generiert wird.

3. Datenbankinteraktion

Viele Anfragen erfordern das Lesen oder Ändern von Daten in einem oder mehreren DatenbankenEine Anwendung interagiert oft mit:

• Relationale Datenbanken (MySQL oder PostgreSQL). Diese Datenbanken sind in Tabellen mit strengen Schemata organisiert und unterstützen SQL Abfragen, Transaktionen und referenzielle Integrität.
• NoSQL Datenbanken (MongoDB or Redis). Diese Datenbanken sind für die Handhabung flexible Schemata oder Lese-/Schreibvorgänge mit hohem Volumen. Daten werden in Dokumentspeichern, Schlüssel-Wert-Paaren oder anderen nicht relationalen Formaten gespeichert.
• Caching Systeme (Redis oder Memcached). Diese Systeme dienen dem schnellen Datenabruf und einer geringeren Belastung primärer Datenbanken.

Die server Die Anwendung erstellt und führt Datenbankabfragen aus, um Benutzerinformationen abzurufen, Bestandszählungen zu aktualisieren, benutzergenerierte Inhalte zu speichern oder Transaktionen zu protokollieren. Transaktionsmanagement, Parallelitätskontrolle und Indizierungsstrategien gewährleisten konsistente und effiziente Datenvorgänge.

4. Antwortgenerierung

Nach dem server beendet alle notwendigen Verarbeitungs- und Datenbankinteraktionen und bereitet eine Antwort vor. Der Inhalt der Antwort hängt vom Typ der Webanwendung oder des Endpunkts ab:

• Server-gerendertes HTML. Eine Template-Engine (z. B. EJS, Thymeleaf, Handlebars) verbindet dynamische Daten mit HTML-Templates und generiert so Seiten auf der server.
• JSON oder XML. Datenzentrierte Endpunkte kehren zurück strukturierte Daten für Single-Page-Anwendungen oder Drittanbieter-Clients, die das Rendering auf der Clientseite übernehmen.
• Statische Dateien. Ressourcen wie Bilder, Stylesheets oder JavaScript-Bundles werden direkt aus dem server oder durch a Content Delivery Network (CDN).

Die server enthält Statuscodes (z. B. 200 OK, 404 Not Found, 500 Intern Server Fehler) und Header, die den Browser darüber informieren, wie Caching, Codierung und andere Antwortverhalten zu handhaben sind. Die Antwort wird dann über die bestehende TCP-Verbindung an den Client zurückgesendet.

5. Clientseitiges Rendering

Der Browser empfängt die Antwort und interpretiert sie entsprechend ihrem Inhaltstyp. Bei HTML-Antworten analysiert die Rendering-Engine des Browsers (z. B. Blink, WebKit, Gecko) den Inhalt. DOM (Dokumentobjektmodell)Sie wenden CSS an und führen JavaScript aus. JavaScript-Frameworks und -Bibliotheken verwalten häufig:

• Dynamische Updates. Virtuelles DOM-Diffing, Datenbindung und reaktive Zustandsverwaltung.
• Routenführung. Bei Einzelseitenanwendungen erfolgt das Routing häufig clientseitig, um ein vollständiges Neuladen der Seite zu vermeiden.
• Hintergrundanfragen. Fetch oder XMLHttpRequest (Ajax) Methoden senden weitere Anfragen an die server um Teile der Seite zu aktualisieren oder bei Bedarf zusätzliche Daten abzurufen.
• Offline- und Caching-Strategien. Servicemitarbeiter oder IndexedDB in progressiven Web-Apps, um die Offline-Funktionalität zu ermöglichen und die Leistung zu verbessern.

Benutzer interagieren mit der gerenderten Schnittstelle und lösen neue Anfragezyklen an die server oder lokale Statusänderungen, die im Client behandelt werden. Im Laufe der Zeit erfordern aktualisierte Funktionen oder Fehlerbehebungen nur Änderungen am server oder in gehosteten JavaScript-Paketen, die eine kontinuierliche Bereitstellung und sofortigen Zugriff auf die neueste Version ermöglichen.

Was sind die Vorteile von Webanwendungen?

Die Verwendung von Webanwendungen gegenüber herkömmlichen Softwareinstallationen bietet folgende Vorteile:

• Plattformübergreifende Zugänglichkeit. Webanwendungen funktionieren auf jedem Gerät, auf dem ein moderner Browser läuft. Betriebssysteme wie Windows, macOS, Linux, Android und iOS werden sofort unterstützt, sodass keine mehreren plattformspezifischen Builds erforderlich sind.
• Einfachere Wartung. Anwendungsupdates erfolgen auf dem server, wodurch sofortiger Zugriff auf neue Funktionen und Fehlerbehebungen ermöglicht wird. Benutzer profitieren automatisch von Verbesserungen, wenn sie die Webanwendung aktualisieren oder erneut aufrufen, wodurch manuelle Upgrades umgangen werden.
• Geringerer Ressourcenbedarf. Lokale Speicher- und Verarbeitungsanforderungen werden bei Webanwendungen minimiert. Die meisten ressourcenintensiven Aufgaben erfolgen auf dem server, sodass Client-Geräte nicht mehr groß angelegte Berechnungen ausführen müssen.
• Zentralisiertes Datenmanagement. Daten befinden sich normalerweise in sicheren, zentralisierten Datenbanken. Dieser Ansatz ermöglicht eine bessere Kontrolle, Konsistenz und Skalierbarkeit kritischer Informationen, die bei datengesteuerten Entscheidungen und Analysen helfen.
• Flexible Integration. Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) und standardisierte Protokolle ermöglichen eine nahtlose Integration mit Diensten von Drittanbietern, Partnersystemen oder zusätzlichen internen Tools. Dieser Ansatz fördert ein Ökosystem aus miteinander verbundenen Softwarelösungen.

Was sind die Nachteile von Webanwendungen?

Hier ein Überblick über die Nachteile von Webanwendungen:

• Abhängigkeit von der Netzwerkkonnektivität. Ein eingeschränkter oder unzuverlässiger Internetzugang schränkt die Möglichkeit ein, die meisten Webanwendungen in Echtzeit zu nutzen, mit Ausnahme bestimmter progressiver Web-Apps, die Offline-Funktionen bieten.
• Leistungseinschränkungen. Webanwendungen erleben oft höhere Latenz im Vergleich zu lokalen Anwendungen. Browserbasiertes Rendering und Netzwerk-Overhead beeinträchtigen die Reaktionsfähigkeit bei komplexen Vorgängen oder großen Datensätzen.
• Sicherheits- und Datenschutzbedenken. Zentralisierte Datenspeicherung erhöht die Bedeutung robuster Sicherheitsmaßnahmen. Mögliche Bedrohungen sind SQL-Injections, Cross-Site-Scripting (XSS), Cross-Site-Request-Forgery (CSRF) und Session-Hijacking. Richtige Sicherheitsrichtlinien, verschlüsselt Verbindungen (HTTPS) und häufige Updates verringern das Risiko.
• Eingeschränkter Zugriff auf Gerätefunktionen. Webanwendungen verfügen im Allgemeinen über weniger Berechtigungen auf Systemebene als native Anwendungen. Bestimmte Hardwarefunktionen, wie z. B. erweiterte Grafikverarbeitung oder Sensorintegration, sind möglicherweise über Standard-Web-APIs nicht vollständig zugänglich.

Häufig gestellte Fragen zu Webanwendungen

Hier sind einige häufig gestellte Fragen zu Webanwendungen.

Kann eine Webanwendung offline arbeiten?

Mithilfe von Technologien wie Service Workern, lokalem Caching und speziellen Anwendungsmanifesten ist es möglich, dass eine Webanwendung offline funktioniert. Diese Mechanismen ermöglichen das Abrufen von Inhalten und begrenzte Interaktionen ohne aktive Internetverbindung, allerdings ist das Offline-Erlebnis oft eingeschränkter als die vollständig verbundene Version.

Kann ich meine eigene Webanwendung erstellen?

Sie können eine benutzerdefinierte Webanwendung entwickeln, indem Sie clientseitige Technologien wie HTML, CSS und JavaScript nutzen, zusammen mit einem server-seitiger Stack, der Datenbankinteraktionen und Geschäftslogik verarbeitet. Anfänger beginnen oft mit beliebten Frameworks wie React, Vue.js oder Django. Komplexe Projekte erfordern möglicherweise Kenntnisse in Datenbankdesign, Anwendungssicherheit und Skalierbarkeit.

Sind Webanwendungen kostenlos?

Viele Webanwendungen bieten kostenlose Versionen oder Open-Source Versionen, obwohl für einige kostenpflichtige Abonnements oder Lizenzgebühren für Premiumfunktionen erforderlich sind. Beispiele für kostenlose Plattformen sind grundlegende Online-Dokumentationstools und Anwendungen für die Zusammenarbeit. Tools auf Unternehmensebene umfassen häufig kostenpflichtige Pläne, die zusätzlichen Support, Funktionen und Integrationsoptionen bieten.

Sind Webanwendungen sicher?

Die Sicherheit von Webanwendungen hängt von den Sicherheitsmaßnahmen ab, die von Entwicklern und Hosting Anbieter. Gut aufgebaute Webanwendungen beinhalten verschlüsselte Kommunikation (HTTPS), Eingabevalidierung, sichere Sitzungsverwaltung und kontinuierliche Updates. Organisationen führen in der Regel routinemäßige Penetrationstests, Audits und Schwachstellenanalysen zur Stärkung der Abwehrkräfte gegen Cyber-Kriminelle.