ما المقصود بالبرنامج الوسيط؟

يعمل Middleware على تبسيط تطوير التطبيقات وتسريع وقت طرحها في السوق من خلال وظائف ذكية تسهل الاتصالات بين المنصات التي لم تكن مصممة في البداية للاتصال.

تشمل الأنواع المختلفة من البرامج الوسيطة ما يلي:

• وسطاء الرسائل أو مراقبو معالجة المعاملات الذين يركزون على نوع من التواصل.
• خوادم تطبيقات الويب أو البرامج الوسيطة للأجهزة المحمولة التي توفِّر مجموعة كاملة من إمكانات الاتصال والاتصال اللازمة لإنشاء نوع معين من التطبيقات.
• منصة التكامل القائمة على السحابة كخدمة (iPaaS) أو ناقل خدمات المؤسسات (EBS) الذي يعمل كمحور تكامل مركزي لربط جميع العناصر في المؤسسة.
• البرمجيات الوسيطة التي تسمح للمطورين ببناء برمجياتهم الوسيطة المخصصة الخاصة بهم.

تم تقديم مصطلح البرامج الوسيطة لأول مرة في أواخر الستينيات. وقد تمت صياغته لأن الإصدار الأوَّلي كان يعمل عادةً كوسيط بين الواجهة الأمامية للتطبيق (العميل) والموارد الخلفية. قد يكون هذا المورد قاعدة بيانات أو تطبيق كمبيوتر مركزي أو جهازًا متخصصًا يمكن للعميل طلب البيانات منه. استجابةً لزيادة استخدام الحوسبة الموزعة في الثمانينيات، ازداد استخدام البرامج الوسيطة كوسيلة لربط التطبيقات الحديثة بالأنظمة التقليدية القديمة.

لكن البرامج الوسيطة اليوم تعمل خارج هذا النطاق. على سبيل المثال، تشمل البرامج الوسيطة للبوابة الواجهة الأمامية للتطبيق بالإضافة إلى أدوات الاتصال الخلفي. تتضمن البرامج الوسيطة لقاعدة البيانات عادةً مخزن البيانات الخاص بها.

تطورت البرمجيات الوسيطة لتؤدي دورًا أساسيًا في تطوير التطبيقات السحابية الأصلية الحديثة. يستخدم تقنية الحاويات ، والتي تسمح ل DevOps والفرق الأخرى بالاتصال بالموارد الموزعة عبر البيئات متعددة الأوساط السحابية . ويدعم هذا التكامل المستمر (CI) والتسليم المستمر (CD)-CI / CD- ومن ثمَّ تبسيط عملية ترميز التطبيق واختباره ونشره من أجل التوسع السريع ونمو الأعمال.

تتجه الشركات بشكل متزايد إلى الاستفادة من البرامج الوسيطة كخدمة قائمة على السحابة للتواصل بين الأنظمة وأداة لإدارة البيانات. توقعت دراسة من Technavio أن ينمو السوق العالمي للبرامج الوسيطة كخدمة (MWaaS) بمقدار 45.44 مليار دولار أمريكي، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) قدره 17.73% خلال الفترة من 2023 إلى 2028. تعزو الدراسة هذا النمو إلى الانتشار الواسع للحوسبة السحابية وزيادة استخدام الحوسبة دون خوادم والخدمات المصغَّرة.¹

تمكن البرامج الوسيطة المطورين من إنشاء تطبيقات دون إنشاء تكامل مخصص كلما احتاجوا إلى الاتصال بمكونات التطبيق (الخدمات أو الخدمات المصغرة) أو مصادر البيانات أو موارد الحوسبة أو الأجهزة.

تسهِّل البرامج الوسيطة التواصل بين التطبيقات والخدمات المختلفة من خلال توفير خدمات أساسية. ويحقق هذا التواصل من خلال أطر عمل شائعة للمراسلة، مثل JavaScript Object Notation (JSON)، وRepresentational State Transfer (REST)، وExtensible Markup Language (XML)، وSimple Object Access Protocol (SOAP)، أو خدمات الويب.عادةً ما توفر البرامج الوسيطة أيضًا خدمات تمكِّن العناصر المكتوبة بلغات متعددة -مثل Java و++C وPHP وPython- من التفاعل مع بعضها.

تتضمن المكونات المعمارية القياسية للبرامج الوسيطة ما يلي:

• وحدة تحكم إدارة البرامج الوسيطة: توفر وحدة تحكم الإدارة للمطورين نظرة عامة على أحداث البرامج الوسيطة والأنشطة والتكوينات وما إلى ذلك.

• واجهة العميل: تتواصل واجهة العميل في الواجهة الأمامية مع التطبيقات الخلفية أو الخدمات المصغرة لقواعد البيانات أو الخدمات الأخرى.

• الواجهة الداخلية للبرامج الوسيطة: تسمح الواجهة الداخلية للبرامج الوسيطة الداخلية لمثيلات البرامج الوسيطة بالاتصال ببعضها البعض باستخدام بروتوكول خاص للبرامج الوسيطة.

• واجهة النظام الأساسي: تتصل واجهة المنصة بالخوادم الخلفية وأنظمة التشغيل المختلفة (OS)، مما يضمن وظائف البرامج الوسيطة عبر المنصات.

• مدير العقد: يحدد مدير العقد قواعد تبادل البيانات التي يجب أن تتبعها التطبيقات.

• مدير الجلسة: يضمن مدير الجلسة تواصلًا آمنًا بين البرامج الوسيطة والتطبيقات، ويحرص على ألا تنتهي صلاحية الجلسات.

• مدير قاعدة البيانات: يوفر مدير قاعدة البيانات التكامل مع قواعد بيانات مختلفة وفقًا للمتطلبات المحددة، سواء أكانت محلية أم قائمة على السحابة.

• مراقب وقت التشغيل: يتتبع مراقب وقت التشغيل جميع حركات بيانات البرامج الوسيطة ويوفر تقارير نشاط لمطوري البرامج.

بالإضافة إلى توفير إمكانية التشغيل البيني الموفرة للعمل ، تساعد خدمات البرامج الوسيطة مطوري البرامج بالطرق التالية.

هناك العديد من أنواع البرامج الوسيطة المختلفة. يركِّز البعض على أنواع محددة من الاتصال، بينما يركِّز البعض الآخر على تطبيقات وعناصر تطبيق وأجهزة معينة. يجمع البعض بين قدرات البرامج الوسيطة لمهمة تطوير برامج محددة. فيما يلي بعض أنواع البرامج الوسيطة الأكثر شهرة والأكثر استخدامًا:

• البرامج الوسيطة الموجهة للرسائل (MOM)
• مiddleware لاستدعاء الإجراء عن بُعد (RPC)
• البرامج الوسيطة للبيانات أو قواعد البيانات
• واجهة برمجة التطبيقات (API) مiddleware
• وسيط طلب الكائن (ORB) البرامج الوسيطة
• البرامج الوسيطة للمعاملات
• البرامج الوسيطة لتدفق البيانات غير المتزامن
• برنامج الوسيط للجهاز
• بوابة الوسيطة
• البرامج الوسيطة للروبوتات
• البرامج الوسيطة لتكامل تطبيقات المؤسسات

تُتيح البرامج الوسيطة القائمة على الرسائل (MOM) عناصر التطبيق التي تستخدم بروتوكولات مراسلة مختلفة للتواصل وتبادل الرسائل. بالإضافة إلى ترجمة أو تحويل الرسائل بين التطبيقات، يُدير نظام MOM توجيه الرسائل لضمان وصولها إلى العناصر الصحيحة بالترتيب المناسب. من الأمثلة على MOM قوائم انتظار الرسائل ووسطاء الرسائل.

تُتيح البرامج الوسيطة لاستدعاء الإجراءات عن بُعد (RPC) لتطبيق واحد تشغيل إجراء في تطبيق آخر، سواء على نفس الكمبيوتر أم على جهاز أو شبكة مختلفة. تجعل هذه العملية كِلا التطبيقين يعملان كما لو كانا جزءًا من التطبيق نفسه على الكمبيوتر نفسه.

تعمل البرامج الوسيطة للبيانات أو قواعد البيانات على تبسيط الوصول إلى قواعد البيانات الخلفية والتفاعل معها. عادةً ما تكون البرامج الوسيطة لقواعد البيانات شكلًا من أشكال خادم قاعدة بيانات SQL.

توفر البرامج الوسيطة لواجهة برمجة التطبيقات (API) أدوات يمكن للمطورين استخدامها لإنشاء واجهات برمجة التطبيقات وعرضها وإدارتها لتطبيقاتهم حتى يتمكن المطورون الآخرون من الاتصال بها.

تتضمن بعض البرامج الوسيطة لواجهة برمجة التطبيقات أدوات لتحقيق الدخل من واجهات برمجة التطبيقات ، مما يمكن المؤسسات المختلفة من استخدامها بسعر التكلفة. تتضمن أمثلة البرامج الوسيطة لواجهة برمجة التطبيقات الأنظمة الأساسية لإدارة واجهة برمجة التطبيقات وبوابات API Gateway وبوابات مطوري واجهة برمجة التطبيقات.

تعمل البرامج الوسيطة من نوع وسيط طلب الكائنات (ORB) كوسيط بين طلب من كائن أو عنصر في تطبيق معين وتنفيذه من قِبَل كائن أو عنصر آخر. تحدث هذه العملية داخل الشبكة الموزعة، ما يضمن الاتصال السلس والتفاعل بين العناصر.

يعمل وسطاء طلب الكائنات (ORBs) وفقًا لبنية وسيط طلب الكائنات العامة (CORBA)، والتي تُتيح لعنصر برمجي تقديم طلب إلى عنصر آخر دون الحاجة إلى معرفة مكان استضافته أو شكل واجهة المستخدم الخاصة به. تُدير آلية "الوساطة" هذه المعلومات أثناء عملية التبادل.

توفِّر البرامج الوسيطة للمعاملات خدمات لدعم تنفيذ معاملات البيانات عبر الشبكة الموزعة. أشهر البرامج الوسيطة للمعاملات هي شاشات معالجة المعاملات (TPMs)، والتي تقود المعاملات خطوة بعد أخرى. وهي تعمل على إدارة تبادل البيانات عن طريق إضافة البيانات أو تغييرها أو حذفها حسب الحاجة حتى تكتمل المعاملة.

تقوم البرامج الوسيطة لتدفق البيانات غير المتزامن بنسخ دفق البيانات في مخزن وسيط، مما يتيح مشاركة البيانات بين تطبيقات متعددة. يعد Apache Kafka أحد أشهر الأمثلة على منصات البرامج الوسيطة مفتوحة المصدر لبث الأحداث في الوقت الفعلي.

توفر البرامج الوسيطة للأجهزة مجموعة مركزة من إمكانات التكامل والاتصال لتطوير التطبيقات لنظام تشغيل محمول معين (OS).

توفر البرامج الوسيطة للبوابة أدوات وموارد لدمج المحتوى والقدرات من مختلف التطبيقات ذات الصلة "على الزجاج" أو على شاشة واحدة لإنشاء تطبيق مركب واحد.

تعمل البرامج الوسيطة للروبوتات على تبسيط تكامل الأجهزة والبرامج الثابتة والبرامج الروبوتية من العديد من الشركات المصنعة والمواقع.

هناك فئتان أساسيتان من البرامج الوسيطة: البرامج الوسيطة لتطبيقات المؤسسات والبرامج الوسيطة للنظام الأساسي.

تُتيح برامج الوسيطة لتكامل تطبيقات المؤسسات للمؤسسة إنشاء محور تكامل مؤسسي. يوفر هذا النظام طريقة موحَّدة لربط جميع التطبيقات، وعناصر التطبيقات، وعمليات الأعمال، ومصادر البيانات الخلفية عبر المؤسسة الموسَّعة.

حتى نحو عقد من الزمن، كانت أكثر البرامج الوسيطة لتكامل تطبيقات المؤسسات شيوعًا هي ناقل خدمة المؤسسات (ESB)، الذي كان يعمل كمركز تكامل ضمن البنية الموجَّهة للخدمة (SOA).

اليوم، تُتيح منصة التكامل كخدمة (iPaaS) للمؤسسة ربط التطبيقات والبيانات والعمليات والخدمات عبر السحابة الهجينة، وهي مزيج من البيئات المحلية والسحابة الخاصة والعامة. تساعد هذه الحلول المؤسسات على تجنُّب عناء وتكاليف شراء البرامج الوسيطة للتكامل (والأجهزة التي تعمل عليها) وتثبيتها وإدارتها وصيانتها داخل مركز البيانات الخاص بها.

جميع مزوِّدي الخدمات السحابية الرئيسيين، مثل Microsoft Azure أو Google Cloud أو Amazon Web Services (AWS) أو IBM Cloud، يقدِّمون حلول iPaaS.

تدعم البرامج الوسيطة للمنصات (أو البرامج الوسيطة لمنصات التطبيقات) تطوير التطبيقات. كما تعمل على تسريع تسليم التطبيقات من خلال توفير بيئة استضافة وقت التشغيل، مثل بيئة تشغيل Java (Java RE) أو الحاويات أو كلتيهما، لتشغيل منطق التطبيقات أو الأعمال. يمكن أن تشمل البرامج الوسيطة للمنصات أو تجمع بين خوادم تطبيقات المؤسسات، وخوادم الويب، وأنظمة إدارة المحتوى (CMSs) وأنواع البرامج الوسيطة الأخرى التي تم ذكرها سابقًا. 

منصة التكامل كخدمة (iPaaS) iPaaS ومنصة التكامل كخدمة (PaaS) عبارة عن حلول حوسبة تعتمد على السحابة وتخدم أغراضًا مختلفة. بينما يركز iPaaS على تمكين تكامل التطبيقات والأجهزة والنظام ، توفر PaaS للمؤسسات نظاما أساسيا لبناء التطبيقات وتشغيلها وإدارتها.

تُعَد منصة PaaS خيارًا مناسبًا للشركات الصغيرة والمشاريع الناشئة ذات الميزانيات المحدودة لتكنولوجيا المعلومات، لأنها تمكِّن الفرق من تطوير التطبيقات بطريقة أكثر كفاءة من حيث التكلفة مقارنةً ببناء منصات تطوير داخلية. وتُعَد منصة iPaaS خيارًا أفضل للمؤسسات الكبيرة والشركات التي تُدير بنى تحتية معقدة وديناميكية.

مع ذلك، غالبًا ما تتكامل خدمات iPaaS مع خدمات السحابة الأخرى، بما في ذلك PaaS والبرمجيات كخدمة (SaaS). على سبيل المثال، قد تُدمج المؤسسات منصة iPaaS مع حلول تطوير PaaS مثل Cloud Foundry وRed Hat OpenShift، أو مع حلول SaaS مثل GitHub.

تُعَد الحوسبة السحابية الأصلية نهجًا لتطوير التطبيقات يعتمد على تقنيات الحوسبة السحابية الأساسية لتوفير تطوير وتشغيل وإدارة متسقة عبر البيئات السحابية الهجينة.

يتم بناء تطبيقات السحابة الأصلية اليوم من الخدمات المصغَّرة ويتم نشرها في حاويات تستخدم Kubernetes، وهي منصة شائعة الاستخدام لتنسيق الحاويات.

الخدمات المصغرة عبارة عن مكونات تطبيق مقترنة بشكل فضفاض تشمل مكدسها الخاص ويمكن نشرها وتحديثها بشكل مستقل عن بعضها البعض. يتواصلون باستخدام مجموعة من واجهات برمجة التطبيقات REST ووسطاء الرسائل وevent streams.

الحاويات عبارة عن مهام تنفيذ خفيفة الوزن تعمل على تجميع كود التطبيق، مثل الخدمات المصغرة، مع مكتبات نظام التشغيل والتبعيات اللازمة لتشغيل هذا الكود على أي سحابة أو بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات التقليدية.

تعمل هذه التقنيات والتقنيات ذات الصلة معا على إنشاء منصة قوية يتم تطويرها مرة واحدة في أي مكان لتقديم تطبيقات سحابية هجينة جديدة وتحديث الأنظمة القديمة التقليدية للاستخدام في السحابة. ومع ذلك ، فإنها تؤدي أيضا إلى بيئة تطوير معقدة تجمع بين المزيد من تطبيقات البرامج ومصادر البيانات ولغات البرمجة والأدوات والأنظمة الموزعة.

يمكن للبرامج الوسيطة حل بعض هذا التعقيد. ومع ذلك، فإن تشغيل التطبيقات المُعبَّأة في حاويات باستخدام البرامج الوسيطة التقليدية يمكن أن يضيف تعقيدات خاصة به، بما في ذلك تكلفة البنية التحتية التي تم تصميم الحاويات للقضاء عليها. لهذا السبب، تتضمن منصات تطوير التطبيقات السحابية برامج وسيطة مُعبَّأة في حاويات أو وحدات بحيث يمكن تضمين وظائف الاتصال المطلوبة فقط داخل الحاوية.