ミドルウェアとは
ミドルウェアは、さまざまなアプリケーションが相互に通信するために使用されるソフトウェアです。アプリケーションをインテリジェントかつ効率的に接続する機能をもたらすため、イノベーションをより迅速に行うことができます。ミドルウェアは、さまざまなテクノロジー、ツール、およびデータベース間の橋渡しとして機能するため、それらを 1 つのシステムにシームレスに統合できます。1 つのシステムが、ユーザーに統合されたサービスを提供します。例えば、Windows フロントエンドアプリケーションは Linux バックエンドサーバーとの間でデータを送受信しますが、アプリケーションのユーザーはその違いに気づいていません。
ミドルウェアが重要な理由
ミドルウェアは、1980 年代に普及する前は、新しいアプリケーションとレガシーシステムの間の架け橋として始まりました。デベロッパーは当初、以前のコードを書き直すことなく、新しいプログラムを以前のシステムと統合するためにそれを使用していました。ミドルウェアは、分散システムにおける重要なコミュニケーションおよびデータ管理ツールになりました。
デベロッパーはミドルウェアを使用して、アプリケーション開発をサポートし、設計プロセスを簡素化しています。これにより、異なるソフトウェアコンポーネント間の接続ではなく、ビジネスロジックと機能に自由に集中できます。ミドルウェアがなければ、デベロッパーはアプリケーションに接続するソフトウェアコンポーネントごとにデータ交換モジュールを構築する必要があります。モダンアプリケーションは、相互に通信する複数のマイクロサービスまたは小さなソフトウェアコンポーネントで構成されているため、これは困難です。
ミドルウェアのユースケース
ミドルウェアのより一般的なユースケースは次のとおりです。
ゲーム開発
ゲームデベロッパーは、ゲームエンジンとしてミドルウェアを使用しています。ゲームが機能するためには、ソフトウェアが通信システムとともにさまざまな画像、音声、およびビデオサーバーと通信する必要があります。ゲームエンジンはこのコミュニケーションを促進し、ゲーム開発をより効率的にします。
エレクトロニクス
エレクトロニクスエンジニアはミドルウェアを使用して、さまざまなタイプのセンサーをコントローラーと統合しています。ミドルウェアレイヤーにより、センサーは共通のメッセージングフレームワークを介してコントローラーと通信できます。
ソフトウェア開発
ソフトウェアデベロッパーはミドルウェアを使用して、さまざまなソフトウェアコンポーネントを他のアプリケーションに統合しています。ミドルウェアは、コンポーネントからのデータの必要な入出力を管理するための標準のアプリケーションプログラミングインターフェイス (API) を提供します。コンポーネントとの内部リンクはユーザーから隠されています。デベロッパーは API を使用して、ソフトウェアコンポーネントに必要なサービスをリクエストします。
データ送信
ソフトウェアアプリケーションは、ミドルウェアを使用してデータストリームを確実に送受信します。データストリームは、連続データの高速伝送です。これらは、信頼性の高い動画および音声ストリーミングにとって重要です。
分散アプリケーション
分散アプリケーションは、ネットワーク上のさまざまなコンピュータで実行されるソフトウェアプログラムです。これらは通常、フロントエンドアプリケーションとバックエンドアプリケーションで構成されています。フロントエンドアプリケーションは、ソーシャルメディアアプリなど、コンピュータやモバイルデバイスで使用するソフトウェアです。対照的に、バックエンドアプリケーションは、データ処理、ビジネスロジック、およびリソース管理タスクを処理するソフトウェアプログラムです。ミドルウェアはフロントエンドアプリケーションとバックエンドアプリケーションの間で通信するため、分散アプリケーションはスムーズに機能します。
ミドルウェアアーキテクチャとは
ミドルウェアソフトウェアアーキテクチャは、データパイプラインを作成するために通信するいくつかのコンポーネントで構成されています。データは、ミドルウェアを介して 1 つの接続アプリケーションから別の接続アプリケーションに移動します。ミドルウェアは、互換性のためにデータを処理します。 ミドルウェアソフトウェアの一般的なコンポーネントは次のとおりです。
マネジメントコンソール
マネジメントコンソールは、ソフトウェアデベロッパーにミドルウェアシステムのアクティビティ、ソフトウェアルール、および設定の概要を提供します。
クライアントインターフェイス
クライアントインターフェイスは、アプリケーションと通信するミドルウェアソフトウェアの外部部分です。デベロッパーは、クライアントインターフェイスによって提供される機能を使用して、他のアプリケーション、データベースや他のマイクロサービスと対話します。
ミドルウェア内部インターフェイス
ミドルウェア内部インターフェイスは、さまざまなコンポーネントを結合するソフトウェアの接着剤として機能します。ミドルウェアコンポーネントは、内部インターフェイスを使用して、独自のプロトコルと連携して機能します。
プラットフォームインターフェイス
ミドルウェアインターフェイスは、ミドルウェアプログラムがさまざまなプラットフォームと互換性があることを保証します。さまざまな種類のオペレーティングシステムで動作するソフトウェアコンポーネントが含まれています。
コントラクトマネージャー
コントラクトマネージャは、ミドルウェアシステムでのデータ交換のルールを定義します。また、ミドルウェアを使用してデータを送信するときに、アプリケーションがルールを順守しているようにします。特定のルールに違反した場合、アプリケーションにアラートまたは例外を送信します。例えば、単語が予期されているときにアプリケーションが番号を送信すると、コントラクトマネージャーは例外を返します。
セッションマネージャー
セッションマネージャーは、アプリケーションとミドルウェアの間に安全な通信チャネルをセットアップします。これにより、通信がシームレスに流れ、レポート用のデータアクティビティレコードが保存されます。
データベースマネージャー
一部のタイプのミドルウェアには、データベースマネージャーも含まれています。データベースマネージャーは、必要に応じて、さまざまなデータベースタイプとの統合を担当します。
ランタイムモニター
ランタイムモニターは、ミドルウェア内のデータの移動を継続的にモニタリングします。異常なアクティビティを検出してデベロッパーに報告します。
ミドルウェアの仕組み
ミドルウェアは、コンポーネント間の基礎となる通信プロセスを抽象化します。これは、フロントエンドアプリケーションがミドルウェアとのみ通信し、他のバックエンドソフトウェアコンポーネントの言語を学習する必要がないことを意味します。
メッセージングフレームワーク
メッセージングフレームワークは、フロントエンドアプリケーションとバックエンドアプリケーション間のデータ交換を容易にします。一般的なフレームワークには、次のものがあります。
- JavaScript Object Notation (JSON)
- Representational State Transfer (REST API)
- Extensible Markup Language (XML)
- ウェブサービス
- Simple Object Access Protocol (SOAP)
メッセージングフレームワークは、さまざまなオペレーティングプラットフォームと言語のアプリケーションに共通の通信インターフェイスを提供します。アプリケーションは、メッセージングフレームワークによって示される標準化された形式でデータを読み書きします。
ミドルウェアの例
例えば、ウェブサーバーは、ウェブサイトをバックエンドデータベースに接続するミドルウェアです。ウェブサイトでフォームを送信すると、コンピュータは XML または JSON でリクエストをウェブサーバーに送信します。次に、ウェブサーバーは、リクエストに基づいてビジネスロジックを実行したり、データベースから情報を取得したり、さまざまなプロトコルを使用して他のマイクロサービスと通信したりします。
その他のミドルウェア機能
ミドルウェアプログラムは、ソフトウェアアプリケーション間の仲介役であるだけでなく、次のことも行います。
- ウェブサイトが機密情報をバックエンドアプリケーションに安全に送信できるように、分散アプリケーション間に安全な通信チャネルを提供します。
- トラフィックフローを管理し、特定のアプリケーションやファイルサーバーに負荷をかけすぎないようにします。
- リクエストへのレスポンスを自動化およびカスタマイズします。例えば、ミドルウェアは結果をフロントエンドアプリケーションに送信する前に、結果をソートしてフィルタリングします。
プラットフォームミドルウェアとは
プラットフォームミドルウェアは、管理されたツールとリソースのシステムを提供することにより、アプリケーション開発をサポートします。デベロッパーはプラットフォームミドルウェアを使用して、アプリケーション間でリソースを共有または転送します。プラットフォームミドルウェアリソースの例を次に示します。
ランタイム環境
ランタイム環境は、ソフトウェアプログラムの実行を可能にする小さなオペレーティングシステムのようなものです。例えば、Java アプリケーションは Java ランタイム環境で実行する必要があります。デベロッパーは、AWS Lambda を使用して、任意のプログラミング言語のランタイム環境をセットアップできます。
ウェブサーバー
ウェブサーバーは、ウェブサイトからのリクエストを受信、処理、および応答するコンピュータプログラムです。ウェブデベロッパーは、Amazon Lightsail を使用して、単純なアプリケーションのウェブサーバーをホストおよび管理できます。
コンテンツ管理システム
コンテンツ管理システムは、デジタル情報を作成、変更、保存、および発行するソフトウェアです。例えば、WordPress は、ウェブサイトを構築するためのオープンソースのコンテンツ管理システムです。
コンテナ
コンテナは、アプリケーションコードと必要なリソースのすぐにデプロイできるバンドルです。デベロッパーは、Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) を使用して、コンテナ化されたアプリケーションをデプロイ、管理、スケーリングできます。
プラットフォームミドルウェアとは
プラットフォームミドルウェアは、管理されたツールとリソースのシステムを提供することにより、アプリケーション開発をサポートします。デベロッパーはプラットフォームミドルウェアを使用して、アプリケーション間でリソースを共有または転送します。プラットフォームミドルウェアリソースの例を次に示します。
ランタイム環境
ランタイム環境は、ソフトウェアプログラムの実行を可能にする小さなオペレーティングシステムのようなものです。例えば、Java アプリケーションは Java ランタイム環境で実行する必要があります。デベロッパーは、AWS Lambda を使用して、任意のプログラミング言語のランタイム環境をセットアップできます。
ウェブサーバー
ウェブサーバーは、ウェブサイトからのリクエストを受信、処理、および応答するコンピュータプログラムです。ウェブデベロッパーは、Amazon Lightsail を使用して、単純なアプリケーションのウェブサーバーをホストおよび管理できます。
コンテンツ管理システム
コンテンツ管理システムは、デジタル情報を作成、変更、保存、および発行するソフトウェアです。例えば、WordPress は、ウェブサイトを構築するためのオープンソースのコンテンツ管理システムです。
コンテナ
コンテナは、アプリケーションコードと必要なリソースのすぐにデプロイできるバンドルです。デベロッパーは、Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS) を使用して、コンテナ化されたアプリケーションをデプロイ、管理、スケーリングできます。
クラウドコンピューティングのミドルウェアとは
クラウドコンピューティングには、さまざまなインフラストラクチャ間でクラウドネイティブアプリケーションを構築およびデプロイすることが含まれます。デベロッパーはミドルウェアを使用して、インフラストラクチャの管理の複雑さに圧倒されることなくクラウドリソースにアクセスできるようにします。デベロッパーは、Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) などのスケーラブルなクラウドベースのホスティング上のコンテナにクラウドアプリケーションをデプロイします。
AWS によるミドルウェアテクノロジーのサポート方法
AWS でのアプリケーション統合は、クラウドコンピューティング用の従来のミドルウェアに代わる手頃な料金のサービススイートです。デベロッパーはサービスを使用して、マイクロサービス、分散システム、サーバーレスアプリケーションにおける、疎結合化されたコンポーネント間で通信します。以下はその例です。
- AWS Step Functions は、デベロッパーが AWS のサービスを利用して分散型アプリケーションを構築し、IT およびビジネスプロセスを自動化し、データと機械学習のパイプラインを構築できるようにするビジュアルワークフローサービスです。
- Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) は、メッセージ指向ミドルウェアの代替手段です。アプリケーションにメッセージングサービスを提供します。
- Amazon EventBridge は、デベロッパーがクラウドアプリケーションを AWS のサービスと統合するために利用するサーバーレスイベントバスです。
今すぐ AWS アカウントを作成して、AWS でミドルウェアを使用開始しましょう。
