ما هي البرمجيات الوسيطة؟

كانت البرمجيات الوسيطة في البداية بمثابة وسيط بين واجهة المستخدم ومورد النظام الخلفي، كقاعدة البيانات أو تطبيق الحاسوب المركزي. أما اليوم، فقد تطورت لتشمل جميع أشكال الاتصال بين تطبيقين أو أكثر، بما في ذلك الاتصال بين واجهة المستخدم والنظام الخلفي، وربط الموارد داخل الحوسبة السحابية. غالباً ما تُسمى البرمجيات الوسيطة "الرابط البرمجي"، لأنها تُسهّل التواصل بين تطبيقات متعددة، وتعمل كوسيط بينها.

{getToc} $title={محتويات المقال}

ما هي البرمجيات الوسيطة؟

البرمجيات الوسيطة هي نوع من برامج الحاسوب التي تربط مكونات البرامج والتطبيقات. تتضمن مجموعة من الخدمات التي تُمكّن برامج متعددة تعمل على جهاز واحد أو أكثر من التفاعل عبر الشبكة. يُعزز التوافق الذي توفره البرمجيات الوسيطة تطور بنية موزعة متسقة. تُستخدم هذه البنية عادةً لدعم وتبسيط التطبيقات الموزعة المعقدة، بما في ذلك خوادم الويب، وأنظمة مراقبة المعاملات، وبرامج قوائم انتظار الرسائل.

تُصنف البرمجيات الوسيطة ضمن فئة واسعة من البرامج الأساسية، وهي تنتمي إلى فئة البرامج القابلة لإعادة الاستخدام. وكما يوحي اسمها، تقع البرمجيات الوسيطة بين نظام التشغيل وبرامج التطبيقات الخاصة بالمستخدم.

تقع البرمجيات الوسيطة فوق نظام التشغيل والشبكة وقاعدة البيانات، وتحت برامج التطبيقات. يتمثل دورها العام في توفير بيئة لتشغيل وتطوير برامج التطبيقات في طبقتها العليا، ومساعدة المستخدمين على تطوير ودمج برامج التطبيقات المعقدة بمرونة وكفاءة.

في السنوات الأخيرة، أصبح من الضروري ربط العديد من مجالات الحياة البشرية بالحاسوب وتقنيات الشبكات والاتصالات. ومع التطور السريع لتكنولوجيا الحاسوب، باتت الحاجة قائمة إلى برامج تطبيقية أكثر للعمل على بروتوكولات شبكية متعددة، ومنصات شبكية، وبيئات تشغيلية متنوعة.

وقد أدى ذلك إلى مواجهة مطوري البرامج لمشاكل البيانات المنفصلة، وصعوبة العمليات، وضعف توافق الأنظمة، مما اضطرهم إلى تطوير تطبيقات متنوعة لتحقيق الغرض المطلوب. لذا، ساهم ظهور تقنية البرمجيات الوسيطة بشكل كبير في تخفيف العبء على المطورين، وجعل تشغيل الشبكة أكثر كفاءة.

كيف تعمل البرمجيات الوسيطة؟

في أبسط صورها، تسمح البرمجيات الوسيطة للمطورين بإنشاء تطبيقات دون الحاجة إلى تصميم تكامل فريد في كل مرة يريدون فيها الربط بالأجهزة أو مصادر البيانات أو الموارد الحسابية أو الخدمات.

يتحقق ذلك من خلال تقديم خدمات تُسهّل التواصل بين مختلف التطبيقات والخدمات عبر أُطر المراسلة القياسية، بما في ذلك خدمات الويب، ولغة الترميز القابلة للتوسيع (XML)، و نقل الحالة التمثيلية (REST)، وتدوين كائنات جافا سكريبت (JSON)، وبروتوكول الوصول إلى الكائنات البسيط (SOAP). في معظم الحالات.

حالات الاستخدام الشائعة للبرمجيات الوسيطة

تلعب البرمجيات الوسيطة دورًا هامًا في بيئات تكنولوجيا المعلومات المختلفة، حيث تُسهّل التفاعل والتكامل السلس بين التطبيقات والأنظمة. على سبيل المثال، إليك بعض حالات الاستخدام الشائعة التي تُبرز أهميتها:

تطوير التطبيقات

تُمكّن البرمجيات الوسيطة المؤسسات والمطورين من بناء التطبيقات بكفاءة أكبر. على سبيل المثال، تُستخدم في تكامل التطبيقات. كما تستخدم المؤسسات التي تعتمد على بيئات الحوسبة السحابية المتعددة والحاويات البرمجيات الوسيطة لتطوير التطبيقات وتوسيع نطاقها بفعالية من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم البرمجيات الوسيطة في معالجة البيانات وإدارة واجهات برمجة التطبيقات (APIs)، وفي العديد من خدمات المصادقة والمراسلة.

إدارة الاتصال بمختلف موارد الواجهة الخلفية

قد يقوم مكون وسيط بإنشاء مجموعة اتصالات لتوفير وصول سريع وفعال إلى قاعدة بيانات خلفية. كما يمكنه إنشاء اتصالات بقوائم انتظار الرسائل والمواضيع، وإدارة الاتصالات بالموارد السحابية، مثل خدمة التخزين البسيطة من أمازون.

تطبيق منطق يعتمد على طلبات العميل

يمكن للبرمجيات الوسيطة استقبال طلب المستخدم، وتطبيق منطق معين، وتخصيص النتائج. على سبيل المثال، قد تتعرف على أن متصفح العميل الذي يرسل الطلب قد ضبط لغة رأس الطلب على الإنجليزية، وبالتالي يجب ألا تُرجع الاستعلامات التي يرسلها إلى الخادم سوى نتائج باللغة الإنجليزية. مثال آخر: يمكن للخادم تحديد الموقع الجغرافي للعميل بناءً على عنوان IP الخاص به ، وإعادة البيانات إلى العميل مع إعطاء الأولوية للنتائج الأقرب جغرافيًا.

التعامل مع المعالجة المتزامنة، وموازنة الأحمال، وإدارة المعاملات

يمكن للبرمجيات الوسيطة عادةً التوسع رأسيًا وأفقيًا لتوزيع طلبات العملاء الواردة على خوادم سحابية متعددة، أو أجهزة افتراضية ، أو مناطق توافر. يُعرف هذا بموازنة الأحمال. كما يمكنها معالجة مشكلات التزامن وإدارة المعاملات، مثل المشكلات التي تنشأ عندما يحاول عملاء متعددون الوصول إلى مورد خلفي أو تحديثه في الوقت نفسه.

الوصول الآمن إلى موارد الواجهة الخلفية

تتطلب خوادم البرمجيات الوسيطة عادةً اتصالاً آمناً باستخدام تقنية مثل طبقة المقابس الآمنة (SSL)، بالإضافة إلى المصادقة باستخدام اسم المستخدم وكلمة المرور أو شهادة رقمية. بمجرد أن يُقدّم العميل هذه المعلومات الأمنية، تستخدمها البرمجيات الوسيطة للتحقق من صلاحية العميل للوصول إلى البيانات. وبعد التأكد من هذه الصلاحيات، تُرسل البيانات من خادم البرمجيات الوسيطة إلى العميل عبر اتصال آمن ومشفّر.

فئات البرمجيات الوسيطة

تندرج معظم البرمجيات الوسيطة ضمن فئتين رئيسيتين. وتتوفر كلتاهما بنسخ محلية وسحابية.

برمجيات وسيطة لتكامل تطبيقات المؤسسات

تُمكّن هذه البرمجيات المبرمجين من تطوير تطبيقات الأعمال، مما يُغني عن تصميم موصلات خاصة لكل تطبيق. ومن خلال توفير طبقة من الوظائف لضمان سلامة البيانات والتواصل بين الشركات، تُسهّل البرمجيات الوسيطة في هذه الحالة التعاون في مجال البرمجيات.

برمجيات وسيطة للمنصات

توفر برمجيات وسيطة للمنصات بيئة تشغيل لاستضافة وتطوير البرمجيات وتسليمها. وقد توفر حاوية لمنطق برنامج التطبيق، بالإضافة إلى أدوات مثل خوادم الويب وخوادم التطبيقات وأنظمة إدارة المحتوى.

بشكل عام، تُمكّن برمجيات وسيطة لمنصات الاتصالات المدمجة أو الخارجية أدوات الاتصالات المختلفة من العمل معًا للتفاعل بين التطبيقات والخدمات. وتستضيف خدمات إدارة الموارد، مثل Microsoft Azure Resource Manager، منطق برنامج التطبيق أثناء التشغيل. وتشمل المكونات الأخرى وحدات النظام الأساسي الموثوقة (TPM) وشبكات البيانات في الذاكرة.

ما هي مكونات البرمجيات الوسيطة؟

تتكون البرمجيات الوسيطة عادةً من المكونات التالية:

• لوحة التحكم الإدارية: توفر نظرة عامة على أنشطة البرمجيات الوسيطة وإعداداتها.
• واجهة العميل: تتواصل مع التطبيقات وقواعد البيانات والخدمات الأخرى ذات الصلة.
• الواجهة الداخلية: تضمن تكامل عمل المكونات.
• واجهة النظام الأساسي: تضمن التوافق بين البرامج.
• مدير العقود: يحدد الإجراءات التي يجب على التطبيقات اتباعها لتبادل البيانات.
• مدير الجلسات: ينشئ قنوات اتصال آمنة بين البرمجيات الوسيطة والتطبيقات.
• مدير قواعد البيانات: يتكامل مع قواعد البيانات المختلفة.
• مراقب وقت التشغيل: يراقب باستمرار حركة بيانات البرمجيات الوسيطة ويُنشئ تقارير للمطورين.

تطبيقات البرمجيات الوسيطة

تُقدّم أنواع البرمجيات الوسيطة المختلفة خدماتٍ تُساعد في تطوير تطبيقات الويب، مما يجعل هذه العملية أسهل وأسرع. كما تُساعد هذه البرمجيات التطبيقات على تحسين التواصل ودمج المكونات والموارد داخل نظام موزّع بطريقة مركزية. 

تتضمن البرمجيات الوسيطة مجموعة متنوعة من التطبيقات بناءً على الخدمات التي تحتاجها، والتي يمكن أن تشمل ما يلي:

• ربط الأنظمة القديمة بالتقنيات الجديدة
• خدمات المراسلة
• تخزين البيانات
• مصادقة الأمان
• إدارة واجهة برمجة التطبيقات (API)
• بناء وتشغيل التطبيقات على نطاق واسع ضمن بيئات متعددة السحابات وبيئات الحاويات
• الوصول إلى قاعدة البيانات والتفاعل معها
• بث البيانات في الوقت الفعلي

يمكن للبرمجيات الوسيطة أن توسع نطاق نظام التشغيل الخاص بك من خلال تمكين المكونات والتطبيقات المختلفة داخل نظامك الموزع من إدارة البيانات والتواصل بفعالية.

أنواع البرمجيات الوسيطة

تأتي البرمجيات الوسيطة بأشكال متنوعة، كل منها مصمم لتلبية احتياجات محددة في التكامل والتواصل. يساعد فهم الأنواع المختلفة على تحديد النوع الأنسب لتطبيق معين أو بنية نظام معينة.

برمجيات وسيطة للمعاملات

تضمن البرمجيات الوسيطة للمعاملات إتمام العمليات المتعددة داخل النظام بنجاح أو فشلها معًا، مما يحافظ على اتساق البيانات. وهي ضرورية للتطبيقات التي تتطلب معاملات موثوقة ودقيقة، مثل الأنظمة المالية ومعالجة الطلبات.

البرمجيات الوسيطة الموجهة نحو الرسائل

تُمكّن البرمجيات الوسيطة الموجهة نحو الرسائل (MOM) التواصل بين الأنظمة الموزعة عبر إرسال واستقبال الرسائل. وهي تفصل بين المرسل والمستقبل، مما يسمح لهما بالتفاعل بشكل غير متزامن. يُعد هذا النوع مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب اتصالًا قويًا وقابلًا للتوسع، مثل تطبيقات الدردشة وأنظمة الإشعارات.

البرمجيات الوسيطة للكائنات

تدعم برمجيات الوسيطة للكائنات التفاعل بين الكائنات الموزعة في الشبكة. فهي تتيح للكائنات في تطبيقات مختلفة استدعاء الدوال والوصول إلى الخصائص كما لو كانت جزءًا من برنامج واحد. وتُعد تقنيات مثل CORBA (بنية وسيط طلب الكائنات المشتركة) مثالًا على هذا النوع، حيث تُسهّل التفاعلات المعقدة بين الكائنات الموزعة.

برنامج وسيط لقواعد البيانات

توفر برمجيات الوسيطة لقواعد البيانات طريقة موحدة للتطبيقات للتفاعل مع قاعدة بيانات واحدة أو أكثر. فهي تُجرّد تفاصيل قاعدة البيانات، مما يتيح الوصول السلس إلى البيانات وإدارتها عبر أنظمة قواعد البيانات المختلفة. يُعد هذا النوع مهمًا للتطبيقات التي تتطلب تكاملًا واتساقًا عالي المستوى للبيانات.

برمجيات وسيطة للويب

تتولى برمجيات الوسيطة للويب، والمعروفة أيضاً بخوادم الويب أو خوادم التطبيقات، معالجة طلبات العملاء (متصفحات الويب) وتقديم محتوى الويب. وغالباً ما تتضمن وظائف مثل موازنة الأحمال، وإدارة الجلسات، وميزات الأمان، مما يجعلها جزءاً لا يتجزأ من تطبيقات وخدمات الويب.

برمجيات وسيطة سحابية

البرمجيات الوسيطة السحابية هي منصة برمجية تربط مستخدمي السحابة بالخوادم وقواعد البيانات وموارد الواجهة الخلفية الأخرى.

بفضل العمل في بيئة تجريدية، لا يتصل العملاء مباشرةً ببرمجيات الوسيط السحابية أو يتفاعلون معها. تتم إدارة كل شيء بسلاسة، مما يوفر وظائف إضافية للمستخدمين النهائيين. كما يمكن لبرمجيات الوسيط السحابية إضافة إمكانيات مثل المعالجة المتزامنة، وإدارة المعاملات، والتواصل بين الكائنات.

الوظائف الأساسية للبرمجيات الوسيطة

البرمجيات الوسيطة هي برمجيات مستقلة على مستوى النظام تربط بين طبقة نظام التشغيل وطبقة برامج التطبيقات. تعمل هذه البرمجيات على توحيد واجهات التطبيقات التي توفرها أنظمة التشغيل المختلفة، وتوحيد البروتوكولات، وحجب تفاصيل العمليات المحددة.

توفر البرمجيات الوسيطة عمومًا الوظائف التالية:

دعم اتصالات البرمجيات الوسيطة

توفر البرمجيات الوسيطة بيئة تشغيل قائمة على المنصة لبرامج التطبيقات التي تدعمها، وتخفي هذه البيئة اختلافات واجهة الاتصال الأساسية، مما يحقق التشغيل المتبادل. لذا، يُعد دعم الاتصال أحد أهم وظائف البرمجيات الوسيطة.

كانت طرق الاتصال الرئيسية في التطبيقات المبكرة والتفاعل مع البرمجيات الوسيطة الموزعة هي الاتصال عن بُعد والرسائل. في وحدة الاتصال، يتم التواصل عبر الشبكة، ومن خلال دعم تحويل البيانات وخدمات الاتصال، يتم حماية أنظمة التشغيل وبروتوكولات الشبكة المختلفة. يوفر الاتصال عن بُعد إمكانية الوصول إلى الخدمة للعملية، ولكنه لا يوفر سوى واجهة برمجة بسيطة أو نموذج استدعاء عملية للنظام الأعلى. أما الرسائل، فتُوفر آلية للتفاعل غير المتزامن.

دعم تطبيقات البرمجيات الوسيطة

يتمثل الغرض من البرمجيات الوسيطة في خدمة تطبيقات الطبقة العليا وتوفير آلية قابلية التشغيل البيني بين الخدمات المختلفة على مستوى التطبيق.

توفر هذه التقنية منصة موحدة وبيئة تشغيل لتطوير التطبيقات العليا، وتدمج أنظمة تشغيل مختلفة لتوفير واجهات برمجة التطبيقات (API). كما توفر واجهة قياسية موحدة للتطبيق، مما يجعل تطويره وتشغيله مستقلين عن نظام التشغيل، وبالتالي يحقق استقلاليته. وتوفر البرمجيات الوسيطة دعمًا قويًا لهيكلة التطبيقات وأساليب تطويرها، من خلال بنية مترابطة بشكل فضفاض، وخدمات وواجهات قياسية مغلفة، وآلية فعالة للتوافق التشغيلي.

خدمة البرمجيات الوسيطة العامة

تُعرّف خدمة البرمجيات الوسيطة العامة بأنها استخلاص الوظائف أو القيود المشتركة في برامج التطبيقات. يتم تصنيف هذه الوظائف أو القيود المشتركة وتنفيذها، ودعم إعادة استخدامها، وتوفيرها للتطبيقات كخدمات عامة. من خلال توفير خدمات عامة موحدة ومعيارية، يمكن تقليل عبء العمل على تطوير التطبيقات على مستوى أعلى، وتقصير وقت تطوير التطبيقات، والمساهمة في تحسين جودة برامج التطبيقات.

مزايا وعيوب استخدام البرمجيات الوسيطة

توفر البرمجيات الوسيطة فوائد عديدة تُحسّن بشكل كبير البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات، ولكنها تنطوي أيضاً على بعض العيوب المحتملة. إن فهم كلا الجانبين يُساعد في اتخاذ قرارات مدروسة بشأن استخدامها.

مزايا استخدام البرمجيات الوسيطة

• يبسط التكامل: فهو يسمح للتطبيقات والأنظمة المختلفة بالتواصل والعمل معًا دون الحاجة إلى تغييرات كبيرة في البنية التحتية الحالية.
• تحسين إدارة البيانات: فهو يضمن اتساق البيانات وسلامتها عبر مختلف التطبيقات وقواعد البيانات.
• يعزز الأمان: فهو يوفر ميزات أمان قوية مثل المصادقة والترخيص والتشفير، مما يحمي البيانات والاتصالات.
• زيادة المرونة: من خلال فصل التطبيقات عن منصات وتقنيات محددة، تسمح البرمجيات الوسيطة بمرونة أكبر في بنية تكنولوجيا المعلومات.

عيوب البرمجيات الوسيطة

• التعقيد: يمكن للبرمجيات الوسيطة أن تضيف طبقة إضافية من التعقيد إلى بيئة تكنولوجيا المعلومات، مما يتطلب معرفة ومهارات متخصصة لإدارتها.
• التكلفة: قد يكون التنفيذ والصيانة مكلفين.
• تأثير الأداء الزائد: يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة زمن الاستجابة والتكاليف الإضافية، مما قد يؤثر على أداء النظام.
• الاعتمادية: يمكن أن يؤدي الاعتماد على البرامج الوسيطة إلى إنشاء تبعيات قد تعقد عمليات الترحيل أو التكامل المستقبلية.

ما هو مستقبل البرمجيات الوسيطة؟

تم صياغة مصطلح "البرمجيات الوسيطة" لأول مرة في أواخر الستينيات بفكرة بناء مكونات أو خدمات يمكنها توحيد استخدام الأنظمة التنظيمية المبكرة، مثل الخوادم وأجهزة الكمبيوتر المركزية. ساهمت هذه الفكرة في تطوير نموذج العميل والخادم لأنظمة معلومات المؤسسات. بمعنى آخر، تتصل الأجهزة الأقل قوة بأجهزة كمبيوتر ذات قدرات أعلى. وبذلك، يتولى الخادم معالجة البيانات الثقيلة، بينما يحافظ العميل على سهولة الاستخدام. ومع ذلك، لم يتم تطوير التكنولوجيا اللازمة لتسهيل الاتصال بين أجهزة العميل والخادم بشكل كافٍ للاستخدام إلا في التسعينيات.

خاتمة

تُعدّ البرمجيات الوسيطة عنصراً أساسياً في البنى التحتية لتكنولوجيا المعلومات الحديثة، حيث تعمل كجسر يربط بين التطبيقات والأنظمة المتباينة. فهي تُسهّل التكامل، وتُحسّن إدارة البيانات، وتُعزّز الأمان، وتزيد من المرونة، مما يجعلها أداة قيّمة للمطورين والمتخصصين في تكنولوجيا المعلومات.

مع ذلك، من المهم إدراك العيوب المحتملة. فقد يُضيف ذلك تعقيدًا، ويُكبّد تكاليف إضافية، ويُؤثر سلبًا على الأداء، ويُنشئ تبعيات. لكن فهم هذه المزايا والعيوب يُساعد في اتخاذ قرارات مدروسة بشأن تطبيق حلول البرمجيات الوسيطة.

من خلال تسهيل التواصل والتكامل السلس، تُمكّن هذه التقنية الشركات من الاستفادة من مختلف التقنيات والموارد بكفاءة. علاوة على ذلك، ومع استمرار تطور التكنولوجيا، ستزداد أهمية البرمجيات الوسيطة. وبالتالي، يضمن ذلك قدرة التطبيقات على العمل معًا بتناغم لتقديم حلول قوية وفعّالة.