В данной статье мы представляем подробный план (roadmap) по изучению backend-разработки, охватывающий ключевые знания в этой области. Независимо от вашего опыта, мы сфокусировались на понятных шагах, актуальных в 2024 году.

Навигация по статье

Основные темы

Работа интернета

Понимание основ работы интернета важно для backend-разработчиков, так как оно помогает в создании эффективных и оптимизированных веб-приложений, учитывая способы взаимодействия с серверами и передачи данных по сети. Это знание также играет ключевую роль в обеспечении безопасности приложений, учитывая механизмы передачи данных и взаимодействия клиент-сервер.

Основы HTTP: Методы запросов (GET, POST, PUT, DELETE), статусы ответов, заголовки запросов и ответов, сессии и куки, безопасность (CORS, CSRF).
Браузеры и их работа: Процесс обработки и рендеринга веб-страниц, механизмы кеширования, парсинг HTML и CSS, выполнение JavaScript, модель событий DOM.
DNS и принципы его работы: Принципы разрешения доменных имен, устройство DNS-серверов, типы DNS-записей, DNS-безопасность (DNSSEC).
Доменные имена и хостинг: Регистрация и управление доменными именами, типы веб-хостинга (облачный, VPS, выделенный сервер), управление настройками хостинга.
Понимание работы веб-серверов: Настройка и управление веб-серверами (Apache, Nginx), развертывание веб-приложений, конфигурирование виртуальных хостов, SSL/TLS, оптимизация производительности.

Изучение языка программирования

Владение множеством языков увеличивает гибкость разработчика и расширяет возможности для работы над различными проектами, включая веб-сервисы, API, системы управления базами данных и микросервисные архитектуры. Каждый язык предлагает свои уникальные преимущества и инструменты, что делает важным знание нескольких языков для выбора наиболее подходящего инструмента для каждой задачи.

JavaScript: В backend чаще всего используется в контексте Node.js, позволяя разрабатывать масштабируемые и эффективные серверные приложения с использованием одного и того же языка для клиентской и серверной сторон.
Python: Широко применяется для разработки веб-приложений (через фреймворки, такие как Django и Flask), а также в областях научных вычислений, анализа данных и искусственного интеллекта благодаря своей простоте и мощной экосистеме библиотек.
Java: Используется для создания масштабируемых корпоративных веб-приложений и серверных решений, поддерживает многопоточность и имеет обширный набор инструментов и библиотек.
C#: Часто используется в корпоративной среде, особенно для создания веб-приложений на платформе .NET, а также для разработки разнообразных серверных и бизнес-приложений.
PHP: Остается популярным языком для разработки веб-сайтов и веб-приложений, благодаря своей простоте и широкой поддержке хостинг-провайдерами.
Ruby: Чаще всего используется с Ruby on Rails, фреймворком для создания веб-приложений, ценится за свою выразительность и эффективность, подходит для быстрой разработки прототипов.
Go: Применяется для создания высокопроизводительных и масштабируемых серверных приложений, отличается эффективной работой с многопоточностью и сетевыми операциями.
Rust: Востребован для создания высоконадежных и эффективных систем, включая операционные системы, файловые системы, и в качестве инструмента для создания других языков и компиляторов.

Изучение баз данных

Умение работать с различными типами баз данных позволяет разработчикам выбирать наиболее подходящие решения для конкретных приложений, учитывая такие факторы, как масштабируемость, производительность и доступность данных. Знание SQL и NoSQL баз данных также критически важно для создания оптимизированных запросов и эффективной обработки больших объемов данных, что напрямую влияет на скорость и надежность веб-приложений.

SQL: Структура и нормализация баз данных, язык запросов SQL, транзакции и управление блокировками, индексы и оптимизация запросов, проектирование схем данных.
NoSQL: Типы NoSQL баз данных (документ-ориентированные, ключ-значение, колоночные, графовые), моделирование данных без схем, масштабируемость и распределенные системы, принципы CAP теоремы, работа с большими наборами данных.
ORM (Object-Relational Mapping): Преимущества и недостатки использования ORM, популярные библиотеки ORM (например, Hibernate для Java, Entity Framework для .NET, Sequelize для Node.js), проектирование моделей данных в соответствии с бизнес-логикой приложения.
Масштабирование баз данных: Стратегии шардинга и репликации данных, горизонтальное и вертикальное масштабирование, управление производительностью и доступностью при росте нагрузки.
Безопасность данных: Методы шифрования данных в базах данных, защита от SQL-инъекций и других видов атак, реализация мер по обеспечению конфиденциальности и целостности данных.

Git

Освоение системы контроля версий Git является неотъемлемым навыком для каждого backend-разработчика, поскольку Git обеспечивает эффективное управление версиями кода, возможность отслеживания истории изменений и совместную работу в команде.

Основные команды Git: Овладение основными командами, такими как clone, commit, push, pull, merge, и использование ветвления для эффективной разработки.
Стратегии ветвления: Изучение различных стратегий ветвления, включая Git Flow и другие модели, которые помогут управлять разработкой и поддерживать стабильность проекта.
Работа с удаленными репозиториями: Освоение работы с удаленными репозиториями на платформах, таких как GitHub, GitLab и Bitbucket, включая совместную работу, управление запросами на слияние (pull requests) и решение конфликтов.

Веб-сервера

Знание того, как настроить и оптимизировать веб-серверы, позволяет разработчикам создавать эффективные и надежные серверные решения, которые способны выдерживать высокие нагрузки и обеспечивать стабильную работу приложений.

Nginx: Конфигурация веб-сервера, настройка обратного прокси, балансировка нагрузки, кэширование, управление безопасностью (например, SSL/TLS).
Apache: Настройка и управление .htaccess, использование модулей (например, mod_rewrite), конфигурация виртуальных хостов, настройки безопасности.
Управление веб-серверами: Мониторинг и анализ лог-файлов, автоматизация задач через скрипты или инструменты управления конфигурацией, оптимизация производительности и масштабирования.
Безопасность веб-серверов: Реализация мер безопасности для защиты сервера и приложений от веб-атак, настройка файерволов, SSL/TLS для шифрования трафика, защита от распространенных уязвимостей, таких как XSS и CSRF.

Реклама. ООО «Яндекс» ИНН 7736207543

Станьте востребованным бэкенд-разработчиком на Python за 9 месяцев на курсе от практикующих специалистов. Обучение на этом курсе — как симулятор стажировки. Вы освоите разработку REST API, изучите Python и популярный фреймворк Django, сделаете 13 проектов, которые сможете добавить в свое портфолио.

Начать бесплатно

Продвинутые темы

Контейнеризация и оркестрация

Docker позволяет упаковывать приложения в контейнеры, обеспечивая их портативность и консистентность окружения на различных стадиях разработки и развертывания. Kubernetes, с другой стороны, управляет этими контейнерами, автоматизируя их развертывание, масштабирование и управление сетью, что обеспечивает высокую доступность и масштабируемость приложений.

Docker: Создание и управление Docker контейнерами, Dockerfile и образами, сетевые настройки и тома в Docker, интеграция Docker с инструментами CI/CD, работа с несколькими контейнерами с помощью Docker Compose.
Kubernetes: Развертывание и управление приложениями с помощью Kubernetes, настройка и использование подов, служб, ингрессов, настройка персистентного хранения и конфигурационных данных, мониторинг и автомасштабирование.

API

Разработка API с использованием REST и GraphQL является неотъемлемой частью backend-разработки, так как API служат мостом между frontend и backend, позволяя системам взаимодействовать друг с другом.

REST: Принципы REST, методы HTTP (GET, POST, PUT, DELETE), работа с ресурсами и URI, обработка статусов ответов, использование и создание RESTful API.
GraphQL: Основы GraphQL, создание схем и решения типов, запросы и мутации, управление данными на сервере, интеграция с базами данных.
Управление API: Версионирование API, документирование (например, с использованием Swagger или OpenAPI), обеспечение безопасности API (аутентификация, авторизация).
Оптимизация API: Кэширование запросов, пагинация данных, уменьшение количества запросов (особенно важно для GraphQL), мониторинг и анализ использования API.

Архитектурные паттерны

Микросервисы предоставляют гибкость и масштабируемость за счёт разделения больших приложений на независимые компоненты, что облегчает их разработку, тестирование и развертывание. Serverless архитектура позволяет разработчикам сосредоточиться на коде, устраняя необходимость управления серверной инфраструктурой, что приводит к снижению затрат и упрощению процессов разработки.

Микросервисы: Принципы и практики проектирования микросервисов, разработка независимых сервисов, обеспечение их взаимодействия, управление развертыванием и масштабированием.
Serverless: Основы serverless архитектуры, разработка функций как сервисов, использование платформ, таких как AWS Lambda, Azure Functions, обеспечение масштабируемости и управление ресурсами.
Управление микросервисами и serverless-средами: Инструменты и практики для мониторинга, логирования, обеспечения безопасности и автоматизации процессов в микросервисных и serverless-архитектурах.
Паттерны проектирования для микросервисов: Изучение конкретных паттернов проектирования, подходящих для микросервисных архитектур, таких как Circuit Breaker, API Gateway, Service Discovery.

Производительность и оптимизация приложений

Оптимизация включает в себя улучшение времени отклика, снижение нагрузки на сервера, а также уменьшение задержек и увеличение пропускной способности. Эти улучшения достигаются за счет анализа и устранения узких мест в приложении, оптимизации запросов к базам данных, эффективного использования ресурсов сервера и внедрения систем кеширования.

Nginx: Настройка кэширования и компрессии, оптимизация для обработки статического контента, управление подключениями и таймаутами для улучшения производительности.
Apache: Эффективное использование модулей для ускорения обработки запросов, оптимизация конфигурации для уменьшения использования ресурсов, настройка кэширования.
Управление веб-серверами: Мониторинг и оптимизация производительности сервера, автоматизация развертывания и масштабирования инфраструктуры.
Оптимизация баз данных: Анализ и оптимизация запросов, использование индексов для ускорения доступа к данным, шардинг и репликация для распределения нагрузки.

Автоматизация развертывания и CI/CD

Автоматизация позволяет ускорить и упростить процессы тестирования, развертывания и обновления приложений, делая их более предсказуемыми и уменьшая вероятность ошибок. Системы CI/CD способствуют более эффективному сотрудничеству в командах и помогают поддерживать высокое качество кода благодаря автоматизированному тестированию и стандартизации процессов.

Принципы непрерывной интеграции и доставки: Основы CI/CD, включая автоматическое тестирование и развертывание, интеграцию с системами контроля версий.
Инструменты CI/CD: Изучение и использование популярных инструментов, таких как Jenkins, GitLab CI, CircleCI, для автоматизации процессов сборки и развертывания.
Автоматизация тестирования: Настройка автоматических тестов для обеспечения качества кода, включая юнит-тестирование, интеграционное тестирование и функциональное тестирование.
Контейнеризация и оркестрация: Использование Docker и Kubernetes для создания, развертывания и управления контейнеризированными приложениями в рамках CI/CD-пайплайнов.
Мониторинг и откаты: Отслеживание производительности и стабильности приложений после развертывания, настройка стратегий быстрого отката в случае неудачных релизов.

Мониторинг и обеспечение надежности систем

Мониторинг включает в себя наблюдение за работой системы в реальном времени и анализ данных, чтобы своевременно обнаруживать и устранять возможные проблемы. Обеспечение надежности системы включает в себя создание отказоустойчивых и эффективно восстанавливающихся после сбоев систем.

Инструменты мониторинга и логирования: Освоение инструментов, таких как Zabbix, Prometheus, Grafana, ELK Stack для наблюдения за работой системы и анализа логов.
Телеметрия: Использование телеметрии для сбора метрик и логов, обеспечение прозрачности работы системы и способности к анализу состояния приложений.
Стратегии отказоустойчивости: Разработка стратегий для обеспечения высокой доступности и надежности систем, включая репликацию, шардинг и резервное копирование.
Автоматическое масштабирование и балансировка нагрузки: Настройка автомасштабирования для эффективного распределения ресурсов и балансировки нагрузки для оптимизации производительности.