ما هو خادم التطبيقات؟

أصبحت خوادم التطبيقات أداة بالغة الأهمية للعديد من المؤسسات الحديثة، إذ تتيح للفرق إنشاء تطبيقات الويب وتشغيلها، وتحسين أداء التطبيقات، وإنشاء تجارب أقوى للمستخدم النهائي.

تلعب خوادم التطبيقات دورًا محوريًا في تطوير التطبيقات البرمجية، حيث تربط واجهة المستخدم بالمعلومات الحيوية الموجودة في قواعد البيانات الخلفية. تعتمد معظم التطبيقات عالية الأداء على خوادم التطبيقات لتشغيل منطق التطبيق وتحسين الكفاءة والإدارة.

شهد سوق خوادم تطبيقات الويب نموًا ملحوظًا على مدار الثلاثين عامًا الماضية، ومن المتوقع أن يستمر هذا النمو خلال العقد المقبل. وفقًا لشركة Straits Research، بلغت قيمة السوق 14.9 مليار دولار أمريكي في عام 2020، ومن المتوقع أن تصل إلى 52.12 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 13.34%.¹

كما أصبحت هذه الخوادم أكثر تنوعًا، لتشمل منصات مجانية ومفتوحة المصدر مثل Apache – التي كانت تدعم عددًا من مواقع الويب أكثر من أي خادم آخر في العالم حتى عام 2014² – بالإضافة إلى حلول أكثر تعقيدًا على مستوى المؤسسات من IBM وOracle.

نظرًا لاتساع وتنوع سوق خوادم التطبيقات، فإن أمام الشركات مجموعة واسعة من العوامل التي ينبغي أخذها في الاعتبار عند اختيار الخادم الأنسب لاحتياجاتها. تشمل أبرز هذه العوامل متطلبات التطبيق المراد تطويره، والموارد المتاحة، واحتياجات العمل، ولغة البرمجة المفضلة.

تلعب خوادم التطبيقات اليوم دورًا مهمًا في تطوير العديد من التطبيقات البرمجية، إذ تربط واجهة المستخدم بالمعلومات الحيوية في قواعد البيانات الخلفية، بما في ذلك التعليمات البرمجية الخاصة بالتطبيق من جانب الخادم.

في تطبيق الأعمال، مثل تطبيق الخدمات المالية أو تطبيق مراقبة المعدات الذي يعتمد على إنترنت الأشياء (IoT)، يمثّل رمز التطبيق منطق الأعمال.

منطق الأعمال هو المنطق المُطبق لمساعدة التطبيق على تنفيذ عمليات حيوية مثل المعاملات أو الحسابات بناءً على قواعد العمل. يُحدّد هذا المنطق عادةً مهام الحوسبة وترتيب تنفيذها. 

وبشكل أوسع، تساعد خوادم التطبيقات في تبسيط تطوير التطبيقات، وتحسين أدائها وأمانها، وتمكين نهج إدارة أكثر تكاملاً. وفيما يلي نظرة عن كثب على بعض فوائدها:

تساعد خوادم التطبيقات في تحسين العديد من ميزات التطبيقات الشائعة، مثل التخزين المؤقت والطلب/الاستجابة (r/o)، مما يعزز الكفاءة العامة للتطبيق.

تُسهّل خوادم التطبيقات على المطورين عملية بناء التطبيقات عبر توفير العديد من الخدمات المضمّنة ومكتبات التعليمات البرمجية للتعامل مع المهام المتكررة، مما يُسرّع وقت الوصول إلى السوق.

توفّر خوادم التطبيقات للمطورين الأدوات والواجهات التي يحتاجون إليها لإنشاء ونشر مجموعة واسعة من تطبيقات الأعمال من منصة واحدة.

وبفضل قدرتها على معالجة الطلبات المتزامنة، تُعد خوادم التطبيقات حلولًا قابلة للتوسّع بدرجة عالية. تتمتع العديد من خوادم التطبيقات بقدرات موازنة التحميل، مما يتيح لها توزيع مهام المعالجة عبر عدة عُقد لضمان الأداء الأمثل حتى عند ارتفاع حركة مرور البيانات.

غالبًا ما تتصل خوادم التطبيقات بأنظمة إدارة الوصول، مما يمنح المؤسسات القدرة على التحكم في الأذونات باستخدام مجموعة متنوعة من ميزات الأمان مثل الترخيص، والمصادقة، وتشفير البيانات.

تدعم معظم خوادم التطبيقات المرونة العالية، وتستوعب لغات برمجة متعددة. تشمل لغات البرمجة الشائعة التي تدعمها خوادم تطبيقات الويب Java وASP و.NET وPHP وغيرها.

في أبسط صورها، توفّر خوادم التطبيقات الوظائف والبيئة التي يُشغَّل ضمنها تطبيق الويب الديناميكي. يتضمن جزء من هذه الوظيفة استضافة أجزاء من التطبيق المعروف باسم البرامج الوسيطة- وهي البرامج التي تربط العناصر ضمن شبكة موزعة. تساعد خوادم التطبيقات والبرامج الوسيطة التي تستضيفها على تبسيط تطوير التطبيقات وتقصير دورات التطوير من خلال ربط الأنظمة الأساسية التي لم تكن مصممة في الأصل للتكامل.

تعمل خوادم التطبيقات بشكل وثيق مع خوادم الويب، وهي خوادم تقدم محتوى ثابتًا مثل صفحات HTML والصور ومقاطع الفيديو. غالبًا ما يتلقى خادم الويب طلب HTTP من صفحة ويب أو مستعرض ويب، يوجّهه إلى خادم التطبيقات لمعالجة منطق الأعمال. ولزيادة قابليتها للتوسع، تعتمد خوادم التطبيقات على قدرة تُعرف باسم تعدد مؤشرات الترابط (multithreading)، مما يسمح لها بمعالجة عدة طلبات من العملاء في الوقت نفسه.

تعدد مؤشرات الترابط هو عملية تساعد على ضمان بقاء التطبيقات عالية الأداء أثناء فترات الضغط المرتفع على حركة مرور البيانات. تُقسَّم عمليات الخادم إلى مسارات تُعرف باسم الخيوط (threads)، ويُتيح تعدد الخيوط للخادم إنشاء وتشغيل خيوط متعددة في الوقت نفسه لتلبية الطلبات المتزامنة بكفاءة.

فعلى سبيل المثال، إذا أرسل أحد المستخدمين طلبًا يتطلب الوصول إلى مورد خارجي، مثل قاعدة بيانات، فإن خادم التطبيق يستخدم خيوطًا مستقلة (أو عمليات مستقلة) للاستجابة لذلك الطلب، مما يتيح له تلبية أكثر من طلب واحد في نفس الوقت. ونظرًا لأن معظم خوادم الويب لا تدعم تعدد مؤشرات الترابط، فإن خوادم التطبيقات تؤدي دورًا جوهريًا في جعل تطوير تطبيقات الويب الحديثة قابلاً للتوسّع.

ونظرًا لأن بيئة تطوير تطبيقات الويب بيئة معقدة للغاية، فمن الضروري أن تكون جميع الجوانب والعمليات قابلة للمراقبة بدرجة عالية. بدءًا من محركات وقت التشغيل مثل Java و.NET، مرورًا بـأحمال التشغيل، ووصولًا إلى استجابة المكونات الفردية — تُعد المراقبة جزءًا بالغ الأهمية من وظائف خادم التطبيقات. فيما يلي بعض الطرق التي تسهم بها مراقبة خوادم التطبيقات في ضمان استمرارية الوظائف وتحقيق الأداء العالي.

حل المشكلات: تتيح مراقبة خادم التطبيقات اكتشاف التغييرات في أوقات الاستجابة، واستخدام وحدة المعالجة المركزية، والذاكرة، ومعدل نقل البيانات عبر الشبكة، وغيرها، مما يساعد في تحديد المشكلات وإصلاحها قبل أن تؤثر على توفر التطبيق.

تخصيص الموارد: تساعد مراقبة التطبيقات المطوّرين على رصد فرص الضبط الدقيق للتكوينات وتعديل تخصيص الموارد لتحقيق أداء أمثل.

التنبؤ: من خلال المراقبة المستمرة، يمكن لخوادم التطبيقات التنبؤ بمتطلبات الموارد الإضافية التي قد تكون ضرورية خلال فترات اختناقات حركة مرور البيانات، مما يساعد في تفادي حالات التعطيل.

ترتبط خوادم التطبيقات ارتباطًا وثيقًا بـخوادم الويب، وغالبًا ما يُستخدم المصطلحان بالتبادل. لكن من الناحية الفنية، هذا غير دقيق، إذ تُعد خوادم الويب مجموعة فرعية من خوادم التطبيقات. ومع استمرار اندماج التقنيات، أصبحت الفروقات بين خوادم الويب وخوادم التطبيقات أقل أهمية

في الوقت الحاضر، تستخدم العديد من خوادم التطبيقات قدرات خوادم الويب والعكس صحيح، حيث تعتمد على HTTP ومتغيراته الشائعة كبروتوكول اتصال رئيسي. وفي الواقع، يُشار الآن إلى العديد من خوادم الويب (وحتى بعض خوادم التطبيقات) باسم خوادم تطبيقات الويب.فيما يلي بعض أوجه التشابه والاختلاف بين النوعين التي ينبغي أخذها في الاعتبار عند تقييم قيمتها لعملك:

مع تزايد أهمية تطوير التطبيقات كجزء حيوي من التحول الرقمي، تتجه العديد من المؤسسات إلى خوادم تطبيقات الويب للمساعدة في إنشاء وتشغيل تطبيقات الأعمال.فيما يلي خمسة من أكثر خوادم التطبيقات استخدامًا، إلى جانب القدرات الجوهرية التي تجعلها جذابة للمؤسسات:

Apache Kafka HTTP Server، المعروف باسم "Apache"، هو خادم تطبيقات ويب مفتوح المصدر تم إصداره لأول مرة عام 1995، في وقت كانت فيه الهواتف المحمولة ومتطلبات تطوير تطبيقات الهاتف لا تزال بعيدة عقدًا من الزمن. تتضمن نقاط القوة العديدة في Apache سهولة الاستخدام، والميزات الإضافية سهلة التثبيت، والتعليمات البرمجية القابلة للتخصيص، والأداء العالي.

مثل Apache، يُعد NGINX خادم ويب مجانيًا ومفتوح المصدر، ويشترك معه في العديد من القدرات مثل السهولة، وقابلية التخصيص، والأداء العالي. ومع ذلك، فإن NGINX فريد من نوعه، إذ يعمل كموازن تحميل، ووكيل عكسي، وخادم ويب، وذاكرة تخزين مؤقتة للمحتوى، وبوابة واجهة برمجة التطبيقات (API Gateway) في آنٍ واحد. فعلى سبيل المثال، يتضمن NGINX حزمة اتصال لمنصة تنسيق الحاويات Kubernetes، مما يساعد المطورين على توسيع نطاق التطبيقات ومراقبتها وإدارتها داخل البيئة السحابية.

مثل Apache وNGINX، يُعد GlassFish خادم تطبيقات مفتوح المصدر آخر. بدأ تطوير GlassFish في عام 2006 على يد شركة Sun Microsystems، وهو خادم تطبيقات مخصص لـJava Enterprise Edition (Java EE)، ما يعني أنه يطبّق واجهات برمجة التطبيقات (APIs) الخاصة بمنصة Java EE ويوفر خدمات Java EE القياسية. يدعم GlassFish تقنيات مثل Java Servlets، وEnterprise JavaBeans (EJB) وغيرها. كما يعمل بشكل فعّال أيضًا كـخادم ويب، حيث يقدّم المحتوى استجابةً لطلبات HTTP الواردة من متصفح الويب. وباستخدام GlassFish، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات أعمال قابلة للتوسّع وعالية الكفاءة، وتعمل بانسيابية مع التقنيات القديمة.

ومثل غيره من خوادم تطبيقات الويب من فئة المؤسسات، يتيح IBM WebSphere تشغيل العديد من التطبيقات عالية الأداء التي تعزز منطق الأعمال وتساعد في تقديم قيمة أكبر للعملاء. يُسرّع IBM WebSphere من عملية تسليم التطبيقات، ويتيح للمطورين تركيزًا أكبر على التعليمات البرمجية ومنطق الأعمال بدلاً من إدارة البنية التحتية. وإلى جانب هذه الفوائد، يساعد WebSphere أيضًا على تحسين الأداء، وخفض التكاليف، وتسريع تحقيق القيمة من تطبيقات الأعمال. ويُمكِّن WebSphere الفرق من إنشاء تطبيقات سحابية أصلية جديدة وتحديث التطبيقات الحالية، مع الحفاظ على بيئة WebSphere التقليدية.

ومثل WebSphere، يُعد WebLogic منصة تم تطويرها خصيصًا لبناء تطبيقات المؤسسات. يوفّر WebLogic تنفيذًا متينًا لمواصفات Java EE وJakarta EE، ويدعم الأنظمة المحلية والسحابية على حد سواء.وقد تم تصميم Oracle WebLogic أيضًا مع وضع Kubernetes في الاعتبار. حيث توفر أداة WebLogic Kubernetes ToolKit—وهي مجموعة أدوات مفتوحة المصدر—طريقة مبسّطة لتشغيل التطبيقات على Kubernetes، سواء كان الخادم يعمل محليًا أو في البيئة السحابية.