Che cos'è il middleware?

Il middleware semplifica lo sviluppo delle applicazioni e accelera il time-to-market grazie a funzioni intelligenti che facilitano le connessioni tra piattaforme inizialmente non progettate per connettersi.

I vari tipi di middleware includono:

• Broker di messaggi o monitor di elaborazione delle transazioni che si concentrano su un tipo di comunicazione.
• Server di applicazioni web o middleware di dispositivi mobili che offrono la gamma completa di funzionalità di comunicazione e connettività necessarie per creare un particolare tipo di applicazione.
• Piattaforma di integrazione basata su cloud come servizio (iPaaS) o Enterprise Service Bus (EBS) che funge da hub di integrazione centralizzato per la connessione di tutti i componenti di un'azienda.
• Middleware che consente agli sviluppatori di creare il proprio middleware personalizzato.

Il termine middleware è stato introdotto per la prima volta alla fine degli anni '60. È stato coniato perché la versione iniziale in genere fungeva da mediatore tra il front-end di un'applicazione (client) e una risorsa back-end. Questa risorsa potrebbe essere un database, un'applicazione mainframe o un dispositivo hardware specializzato da cui il cliente potrebbe richiedere dati. In risposta all'aumento dell'informatica distribuita negli anni '80, l'uso del middleware è aumentato per collegare le nuove applicazioni ai sistemi legacy tradizionali.

Ma il middleware odierno va ben oltre questo ambito. Il middleware del portale, per esempio, comprende sia il front-end dell'applicazione sia gli strumenti per la connettività back-end. Il middleware del database solitamente include il proprio storage dei dati.

Il middleware si è evoluto fino a svolgere un ruolo essenziale nello sviluppo di applicazioni cloud-native moderne. Utilizza la tecnologia dei container, che consente al DevOps e ad altri team di connettersi alle risorse distribuite in ambienti multicloud. Questo supporta l'integrazione continua (CI) e la  distribuzione continua (CD), CI/CD, semplificando la codifica, il collaudo e l'implementazione delle applicazioni per una rapida scalabilità e la crescita del business.

Le aziende sfruttano sempre di più il middleware come offerta di servizi basati sul cloud per la comunicazione tra sistemi e come strumento di gestione dei dati. Uno studio di Technavio ha previsto che il mercato globale del middleware as a service (MWaaS) aumenterà di 45,44 miliardi di dollari, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 17,73% dal 2023 al 2028. Lo studio attribuisce questa crescita all'adozione diffusa del cloud computing e a un aumento del serverless computing e dei microservizi.¹

Il middleware permette agli sviluppatori di creare applicazioni senza creare un'integrazione personalizzata ogni volta che devono connettersi a componenti applicativi (servizi o microservizi), fonti di dati, risorse informatiche o dispositivi.

Il middleware facilita la comunicazione tra diverse applicazioni e servizi fornendo servizi essenziali. Raggiunge questa comunicazione tramite framework di messaggistica comuni, come JavaScript Object Notation (JSON), Representational State Transfer (REST), Extensible Markup Language (XML), Simple Object Access Protocol (SOAP) o servizi web. In genere, il middleware fornisce anche servizi che consentono ai componenti scritti in linguaggi diversi, come Java, C++, PHP e Python, di comunicare tra loro.

I componenti di un'architettura middleware standard includono:

• Console di gestione del middleware: la console di gestione fornisce agli sviluppatori una panoramica degli eventi middleware, delle attività, delle configurazioni e così via.

• Interfaccia client: l'interfaccia client sul front-end comunica con applicazioni back-end, database, microservizi o altri servizi.

• Interfaccia middleware interna: l'interfaccia middleware interna consente alle istanze middleware di comunicare tra loro utilizzando uno speciale protocollo middleware.

• Interfaccia della piattaforma: l'interfaccia della piattaforma si connette ai server back-end e ai diversi sistemi operativi (OS), garantendo le funzioni del middleware su tutte le piattaforme.

• Manager dei contratti: il manager dei contratti definisce le regole di scambio dei dati che le applicazioni devono seguire.

• Manager delle sessioni: il manager delle sessioni garantisce una comunicazione sicura tra middleware e applicazioni e assicura che non siano scadute.

• Manager di database: il manager di database fornisce l'integrazione con diversi database in base a requisiti specifici (come dati on-premise o basati sul cloud).

• Monitoraggio del tempo di esecuzione: il monitoraggio del tempo di esecuzione tiene traccia di tutti i movimenti dei dati del middleware e fornisce report sulle attività per gli sviluppatori di software.

Oltre a fornire un'interoperabilità che consente di risparmiare fatica, i servizi middleware aiutano gli sviluppatori di software nei seguenti modi.

Esistono molti tipi diversi di middleware. Alcuni si concentrano su tipi specifici di connettività, altri su particolari applicazioni, componenti applicativi e dispositivi. Alcuni combinano funzionalità middleware per un'attività specifica di sviluppo software. Ecco alcuni dei tipi di software middleware più noti e più comunemente utilizzati:

• Middleware orientato ai messaggi (MOM)
• Middleware per chiamata di procedura remota (RPC)
• Middleware di dati o database
• Middleware dell'interfaccia di programmazione delle applicazioni (API)
• Middleware ORB (Object Request Broker)
• Middleware transazionale
• Middleware per lo streaming di dati asincrono
• Middleware del dispositivo
• Middleware del portale
• Middleware di robotica
• Middleware di integrazione delle applicazioni aziendali

Il message-oriented middleware (MOM) consente ai componenti dell'applicazione che utilizzano protocolli di messaggistica diversi di comunicare e scambiarsi messaggi. Oltre a tradurre o trasformare i messaggi tra le applicazioni, il MOM gestisce il routing dei messaggi, in modo che arrivino sempre ai componenti corretti nell'ordine giusto. Alcuni esempi di MOM includono le code di messaggi e i broker di messaggi.

Il middleware RPC (Remote Procedure Call) consente a un'applicazione di attivare una procedura in un'altra applicazione, sullo stesso computer o su un computer o rete diverso. Questo processo fa funzionare entrambe le applicazioni come se facessero parte della stessa applicazione sullo stesso computer.

Il middleware di database o dati semplifica l'accesso e l'interazione con i database di back-end. Solitamente, il middleware di database è una forma di server di database SQL.

Il middleware di interfaccia di programmazione delle applicazioni (API) fornisce strumenti che gli sviluppatori possono utilizzare per creare, esporre e gestire le API per le proprie applicazioni, in modo che altri sviluppatori possano connettersi ad esse.

Alcuni middleware API includono strumenti per monetizzare le API, consentendo a diverse organizzazioni di utilizzarle a pagamento. Alcuni esempi di middleware API sono le piattaforme di gestione API, i gateway API e i portali per sviluppatori API.

Il middleware Object Request Broker (ORB) funge da intermediario tra una richiesta proveniente da un oggetto o componente dell'applicazione e la sua soddisfazione da parte di un altro oggetto o componente. Questo processo avviene all'interno della rete distribuita, garantendo una comunicazione e un'interazione senza interruzioni tra i componenti.

Gli Object Request Broker (ORB) operano con la Common Object Request Broker Architecture (CORBA), che consente a un componente software di fare una richiesta a un altro senza sapere dove è ospitato l'altro o che aspetto abbia la sua interfaccia utente (UI). Il meccanismo di "brokeraggio" gestisce queste informazioni durante lo scambio.

Il middleware transazionale fornisce servizi per supportare l'esecuzione di transazioni di dati su una rete distribuita. Il middleware transazionale più noto sono i Transaction Processing Monitor (TPM), che guidano le transazioni da una fase all'altra. Gestiscono lo scambio di dati aggiungendo, modificando o eliminando i dati secondo necessità fino al completamento della transazione.

Il data streaming asincrono middleware replica un flusso di dati in un archivio intermedio, permettendo di condividere i dati tra più applicazioni. Apache Kafka è una delle migliori esempi di piattaforme open source middleware per l'event streaming i in tempo reale.

Il middleware dei dispositivi fornisce una serie mirata di funzionalità di integrazione e connettività per lo sviluppo di app per uno specifico sistema operativo mobile (OS).

Il middleware per i portali fornisce strumenti e risorse per integrare contenuti e funzionalità di varie applicazioni correlate "at the glass" o su un'unica schermata per creare una singola applicazione composita.

Il middleware di robotica semplifica l'integrazione di hardware, firmware e software di robotica provenienti da più produttori e sedi.

Esistono due classi di middleware di base: il middleware per applicazioni aziendali e il middleware per piattaforme.

Il middleware di integrazione delle applicazioni consente a un'organizzazione di creare un hub di integrazione aziendale. Questo sistema offre un modo standardizzato per connettere tutte le applicazioni, i componenti applicativi, i processi aziendali e le fonti di dati back-end nell'intera azienda.

Fino a circa un decennio fa, il middleware di integrazione delle applicazioni aziendali più diffuso era l'Enterprise Service Bus (ESB), che fungeva da hub di integrazione all'interno di un'architettura orientata ai servizi (SOA).

Oggi, l'integration-platform-as-a-service (iPaaS) consente alle organizzazioni di connettere applicazioni, dati, processi e servizi attraverso un cloud ibrido,ovvero una combinazione di ambienti on-premise, cloud privato e cloud pubblico. Questa soluzione aiuta le organizzazioni a evitare la fatica e le spese dell'acquisto, dell'installazione, della gestione e della manutenzione del middleware di integrazione (e dell'hardware su cui viene eseguito) all'interno del proprio data center.

I principali fornitori di servizi cloud (CSP), tra cui Microsoft Azure, Google Cloud, Amazon Web Services (AWS) o IBM Cloud, offrono tutti soluzioni iPaaS.

Il middleware di piattaforma (o middleware di piattaforma applicativa) supporta lo sviluppo delle applicazioni. Accelera la distribuzione delle applicazioni fornendo un ambiente di hosting runtime, ad esempio un Java Runtime Environment (Java RE), container o entrambi, per applicazioni o logica di business. Il middleware della piattaforma può includere o combinare server di applicazione aziendali, server web, sistemi di gestione dei contenuti (CMS) e altri tipi di middleware menzionati in precedenza.

Sia iPaaS (Integration Platform as a Service) che platform as a Service (PaaS) sono soluzioni di elaborazione basate sul cloud che hanno scopi diversi. Mentre l'iPaaS si concentra sull'abilitazione dell'integrazione di app, dispositivi e sistemi, il PaaS fornisce alle organizzazioni una piattaforma per creare, eseguire e gestire le applicazioni.

PaaS è una scelta popolare per le piccole imprese e le startup con budget IT limitati perché consente ai team di creare app in modo molto più economico rispetto alla costruzione di piattaforme di sviluppo interne. iPaaS è la scelta migliore per le grandi organizzazioni e le aziende che gestiscono architetture complesse e dinamiche.

Detto questo, i servizi iPaaS spesso collaborano con i servizi cloud, inclusi PaaS e Software-as-a-Service (SaaS). Ad esempio, le organizzazioni possono combinare iPaaS con soluzioni di sviluppo PaaS (ad esempio Cloud Foundry, Red Hat OpenShift) o SaaS (GitHub).

Cloud-native è un approccio allo sviluppo delle applicazioni che sfrutta le tecnologie fondamentali del cloud computing per garantire sviluppo, distribuzione e gestione coerenti negli ambienti cloud ibridi.

Le attuali applicazioni cloud-native sono realizzate da microservizi e distribuite in container che utilizzano Kubernetes, una piattaforma di orchestrazione dei container ampiamente utilizzata.

I microservizi sono componenti applicativi liberamente accoppiati che comprendono un proprio stack, possono essere distribuiti e aggiornati indipendentemente l'uno dall'altro e comunicano utilizzando una combinazione di API REST, broker di messaggi e flussi di eventi.

I container sono attività di esecuzione leggere che "impacchettano" il codice delle applicazioni, come quello dei microservizi, insieme alle librerie e alle dipendenze del sistema operativo necessarie per eseguirlo su qualsiasi cloud o infrastruttura IT tradizionale.

Insieme, queste e altre tecnologie creano una piattaforma potente che può essere sviluppata una volta sola e distribuita ovunque, per offrire nuove applicazioni di cloud ibrido e modernizzare i sistemi tradizionali legacy per l'uso nel cloud. Tuttavia, portano anche a un ambiente di sviluppo complesso che combina ancora più applicazioni software, fonti di dati, linguaggi di programmazione, strumenti e sistemi distribuiti.

Il middleware è in grado di risolvere parte di questa complessità. Tuttavia, l'esecuzione di applicazioni containerizzate con middleware convenzionali può aggiungere complessità come il sovraccarico dell'infrastruttura che i container erano dovevano eliminare. Per questo motivo, le piattaforme di sviluppo di applicazioni cloud includono middleware containerizzato o modularizzato, in modo che solo le funzioni di connettività necessarie vengano ripartite nei container.