ミドルウェアとは?

ミドルウェアは、“IT システムの配管のようなもの” と表現されることがあります。オペレーティング システムと、その上で動作するアプリケーションの間のギャップを埋めます。ミドルウェアがなければ、開発者はアプリケーションやデータベース間のあらゆるやり取りに対してカスタム コネクタを記述する必要があります。このアプローチは、システムの規模が大きくなるにつれてすぐに管理不能になります。

ソフトウェア アーキテクチャにおいて、ミドルウェアは、認証、トランザクション管理、メッセージング、および API 管理などのサービスを再利用できることを意味します。これにより、アプリケーションの開発、展開、および保守が容易になります。

次を含め、あらゆる業界でミドルウェアが活用されています:

• 金融サービス: 安全なトランザクション処理
• 医療: 電子記録の相互運用性
• E コマース: 店舗と決済用ゲートウェイおよび物流システムの接続

ミドルウェアは、アプリケーション、データベース、およびシステムの間で、翻訳者およびコーディネーターとしてバックグラウンドで動作します。各アプリケーションはミドルウェア ハブに 1 回接続するだけで済みます。その後は、このハブが要求を管理し、ルールを適用し、情報を安全かつ効率的にルーティングします。このハブ アンド スポーク モデルは、統合を簡素化し、複雑な環境の円滑な稼働を保持します。

コアでは、ミドルウェアは通信レイヤーとして機能し、次のようなタスクを処理します:

• メッセージング: アプリケーションが非同期で情報を交換できるように、キューとトピックを管理します。一方のシステムがオフラインでも可能です
• API 管理: 標準化された API を公開し、アプリケーションが一貫性のある再利用可能な方法でサービスを利用できるようにします。これは、サービスとしてのプラットフォーム (PaaS) 環境でよく見られる機能です
• セキュリティと ID: 認証、認可、および暗号化を適用します
• データ アクセス: データベース クエリを最適化し、複数のソースにまたがるデータ統合をサポートし、分散システム全体で一貫性を維持するのに役立ちます
• データ変換とルーティング: システム同士が理解できるように情報を適切な形式に変換し、その後、要求を適切な宛先に振り分けます
• エラー処理と監視: 問題がワークフローを中断させる前に、問題をフラグ付けしてアラートを提供します
• セッション管理: ユーザー セッションを維持します。これは特に Web アプリケーションとモバイル アプリケーションで重要です

ミドルウェア ワークフローの手順
ミドルウェアとアプリケーションの間のフローは、通常、次のシーケンスに従います:

1. アプリケーションがミドルウェア ソフトウェアに要求を送信します。
2. ミドルウェアがセキュリティ ルールと検証手順を確認します。
3. 必要に応じて、要求は適切な形式に変換されます。
4. ミドルウェアが要求をターゲット アプリケーションまたはサービスにルーティングします。
5. 応答はミドルウェアを通って戻り、交換が整然かつ安全に保たれます。

このモデルにより統合が簡素化されるため、開発者はコネクタの保守ではなく、アプリケーションの構築に集中できます。

通信およびデータ交換の管理
ミドルウェア ソフトウェアは、アプリケーションを接続するだけではありません。もともと連携するように設計されていなかったシステム間での、通信とデータ交換を信頼性高く、安全に、かつ大規模に促進します。基本的なルーティングに加えて、運用環境で情報が常に効率よく流れるように、保証と制御を提供します。

ミドルウェアは、次の方法で信頼性の高い通信をサポートします:

• システムまたはネットワークが一時的に使用できない場合でも、データ損失を防ぎます。
• 負荷の高いワークロードでも、アプリケーションのパフォーマンスを維持します。
• セキュアな伝送を通じて機密情報を保護します。
• さまざまな環境にわたって分散システムの同期を保持します。

ミドルウェアは、万能のソリューションではありません。 カテゴリごとに、システム間のメッセージ移動、 データベース アクセスの管理、膨大な量のトランザクション処理など、異なる統合の課題を解決するように設計されています。 最も一般的なミドルウェアの種類と、それらが存在する可能性が高い場所を次に示します:
データベース ミドルウェアは、アプリケーションとデータベースの間にブリッジを提供し、アクセス許可を管理し、クエリを簡素化します。
ユース ケースには次が含まれます:

• ビジネス レポートをプルする
• 複数のソースからのデータを組み合わせる
• 転送中も機密レコードを安全に保つ

メッセージ指向ミドルウェア (MOM) は、キューまたはトピックを通じてメッセージを送受信することで、非同期通信をサポートします。
ユース ケースには次が含まれます:

• eコマースでオンライン注文を処理する
• 財務トランザクションを管理する
• カスタマー サポート アプリでチャットの更新を配信する

リモート プロシージャ コール (RPC) ミドルウェアは、1 つのアプリケーションが別のシステム上の関数をローカルであるかのように実行できるようにします。
ユース ケースには次が含まれます:

• バックグラウンドで通信しているマイクロサービス
• 分散コンピューティング タスク
• ゲーム アプリでリアルタイムのマルチプレイヤー サービスを呼び出す

トランザクション処理モニターは、大量のトランザクションを監視し、各手順が正しく完了していることを確認し、失敗した場合はロールバックします。
ユース ケースには次が含まれます:

• 航空券の予約
• 大量の小売営業
• 毎日数百万件のクレジット カード トランザクションを処理する銀行

API ゲートウェイと Web ミドルウェアは、サービス間の Web 要求と API 呼び出しのフローを管理し、認証、セッション、ルーティングを処理します。
ユース ケースには次が含まれます:

• フロントエンド アプリをバックエンド サービスに接続するオンライン マーケットプレース
• Web サイトのユーザー ログイン管理
• Web アプリでユーザー セッションをアクティブに保つ

オブジェクト ミドルウェアは、構造化データと動作をオブジェクトとしてシステム全体で共有することに重点を置いています。特に、異なるプログラミング言語が関係する場合に有効です。
ユース ケースには次が含まれます:

• 多くの可動部を含むエンタープライズ プラットフォーム
• 古いアプリケーションと最新のプラットフォームとの連携の実現

クラウド ミドルウェアは、オンプレミス システムとクラウド環境をつなぎ、ハイブリッド アーキテクチャをサポートします。
ユース ケースには次が含まれます:

• レガシー ERP システムを SaaS ソリューションに移行する企業
• アプリケーションの最新化のためのハイブリッド展開をサポートする
• クラウド サービス全体でアプリのスケーリングに応じて通信をオーケストレーションする

かつてはバックグラウンド ユーティリティと見なされていたミドルウェアは、現在では最新のクラウド コンピューティングの極めて重要な実現要因として認識されています。ハイブリッドおよびマルチクラウド環境において、安全でスケーラブル、かつ接続されたシステムの基盤を提供します。マイクロサービス、コンテナー、サーバーレス コンピューティングなどのクラウドネイティブ テクノロジは、軽量で適応性の高いミドルウェアへの需要を牽引し続けています。同時に、ミドルウェアは古いシステムと最新の クラウド アーキテクチャをつなぎ、組織がアプリケーションを最新化し、信頼性の高い接続されたエクスペリエンスを提供できるよう支援します。