Midd­le­ware : dé­fi­ni­tion et ap­pli­ca­tions

Le midd­le­ware constitue une sorte d’interface de tra­duc­tion entre un système d’ex­ploi­ta­tion et les ap­pli­ca­tions exécutées. Il permet l’échange et la gestion des données entre des ap­pli­ca­tions et des systèmes d’ex­ploi­ta­tion non com­pa­tibles entre eux.

Un midd­le­ware, c’est quoi ?

Un midd­le­ware est un logiciel qui fonc­tionne de manière invisible en arrière-plan. C’est une ap­pli­ca­tion qui fait le lien entre le système d’ex­ploi­ta­tion et les pro­grammes qui tournent sur celui-ci. Appelés aussi « in­ter­gi­ciels », ils fonc­tion­nent comme des tra­duc­teurs cachés et per­met­tent la com­mu­ni­ca­tion et la gestion d’ap­pli­ca­tions. Un midd­le­ware relie deux ap­pli­ca­tions entre elles et facilite l’échange de données. Les in­ter­nautes peuvent ainsi accomplir des tâches quo­ti­diennes aussi banales que l’envoi de for­mu­laires sur une page Web ou le calcul des résultats adaptés à leur profil à partir de pages Web dy­na­miques. On peut con­si­dé­rer les midd­le­wares comme des outils d’échange entre deux langages.

Dé­ve­lop­pe­ment des midd­le­wares

Pendant les années 2000 et jusqu’en 2010, les midd­le­wares prenaient la forme de serveur d’ap­pli­ca­tions. La tech­no­lo­gie aidant, avec la po­pu­la­rité crois­sante du Cloud Computing et le rem­pla­ce­ment des systèmes mo­no­li­thiques par des ar­chi­tec­tures mi­cro­ser­vices, le midd­le­ware a évolué.

Au lieu de déployer des ap­pli­ca­tions complètes sur des serveurs midd­le­ware, les dé­ve­lop­peurs ont eu tendance à créer des ap­pli­ca­tions plus petites de type mi­cro­ser­vices. Ces mi­cro­ser­vices sont ensuite dotés de toutes les fonctions né­ces­saires afin de se connecter aux res­sources requises du back-end et déploient les ap­pli­ca­tions dans un système qui prend en charge les con­te­neurs comme Docker.

Le Docker container est ensuite mis à dis­po­si­tion dans un service basé sur le Cloud. Le midd­le­ware fonc­tionne alors comme une com­bi­nai­son du mi­cro­ser­vice hébergé dans le conteneur et de l’in­fras­truc­ture de Cloud Computing sur laquelle ce dernier fonc­tionne. Cela permet de consommer moins de res­sources par rapport à un serveur tra­di­tion­nel ou une machine virtuelle.

D’où vient le nom de midd­le­ware ?

Le mot « midd­le­ware » d’origine anglaise peut être traduit par « logiciel in­ter­mé­diaire », ou encore le terme français in­ter­gi­ciel. Il s’agit d’une couche de services (un logiciel) située entre les entrées du côté uti­li­sa­teur en front-end et les requêtes ou calculs en cours en back-end. La plupart du temps, les in­te­rac­tions du client (uti­li­sa­teur ou uti­li­sa­trice) avec un logiciel se font par le biais d’une ap­pli­ca­tion en front-end. Les res­sources du type bases de données, serveurs de fichiers, entrepôts de données NoSQL et files d’attente de messages se trouvent souvent en back-end. Le midd­le­ware se situe à mi-chemin entre ces deux ex­tré­mi­tés.

Ca­rac­té­ris­tiques des midd­le­wares

Pour être considéré comme un midd­le­ware, un programme doit vérifier certaines ca­rac­té­ris­tiques et prendre en charge un certain nombre de fonctions, parmi les­quelles :

• Être in­dé­pen­dant du matériel existant et du système d’ex­ploi­ta­tion utilisé ;
• Être in­dé­pen­dant de la con­cep­tion spé­ci­fique du réseau et des pro­to­coles utilisés ;
• Être in­dé­pen­dant d’un langage de pro­gram­ma­tion ;
• Tourner en arrière-plan de manière invisible.

Types de midd­le­ware

Il existe de nombreux exemples de midd­le­ware, chacun développé pour dif­fé­rentes ap­pli­ca­tions dans les services Web et Cloud. Ces in­ter­gi­ciels peuvent se diviser en trois domaines d’ap­pli­ca­tion dif­fé­rents répartis comme suit :

Midd­le­ware pour la com­mu­ni­ca­tion

Ce type de logiciel est destiné à mettre sur le même plan dif­fé­rents types de réseaux et à leur permettre de com­mu­ni­quer entre eux. On trouve ces ap­pli­ca­tions dans les services Web où le protocole HTTP permet à deux or­di­na­teurs de se connecter à Internet in­dé­pen­dam­ment du système d’ex­ploi­ta­tion.

Midd­le­ware pour l’envoi de messages

Ce type de midd­le­ware est utilisé lorsque deux ap­pli­ca­tions dif­fé­rentes sou­hai­tent échanger des messages. Le midd­le­ware en question détermine la forme que prendront ces messages. Les ap­pli­ca­tions con­cer­nées sont en mesure d’envoyer et de recevoir des in­for­ma­tions via ce format. S’ils ne passent pas par le très populaire JSON (Ja­vaS­cript Object Notation), les services Web utilisent ce format.

Midd­le­wares pour les ap­pli­ca­tions

Les midd­le­wares peuvent aussi être des langages de pro­gram­ma­tion ou des systèmes d’ex­ploi­ta­tion conçus pour fonc­tion­ner in­dé­pen­dam­ment des pla­te­formes. On peut citer par exemple le langage de pro­gram­ma­tion .NET qui permet de pro­gram­mer des ap­pli­ca­tions pour plusieurs systèmes d’ex­ploi­ta­tion. Les midd­le­wares API four­nis­sent aux dé­ve­lop­peurs des outils pour créer, révéler et gérer les APIs de leurs ap­pli­ca­tions afin que d’autres dé­ve­lop­peurs puissent les utiliser. Le midd­le­ware par RPC (pour Remote Procedure Call) permet à une ap­pli­ca­tion de dé­clen­cher une procédure dans une autre ap­pli­ca­tion. Cette procédure peut se faire sur le même or­di­na­teur, sur un autre or­di­na­teur ou sur le réseau grâce à un RPC.

Comment marche un midd­le­ware ?

Au niveau le plus simple, les midd­le­wares per­met­tent aux dé­ve­lop­peurs de créer des ap­pli­ca­tions sans avoir à assurer une in­té­gra­tion dédiée à chaque fois qu’ils se con­nec­tent à des com­po­sants d’ap­pli­ca­tion, des sources de données, des res­sources in­for­ma­tiques ou des appareils. Cela se fait en four­nis­sant des services qui per­met­tent de com­mu­ni­quer via les fra­me­works les plus courants. Parmi eux, on peut citer JSON (Ja­vaS­cript Object Notation), REST (Re­pre­sen­ta­tio­nal State Transfer), XML (Ex­ten­sible Markup Language), SOAP (Simple Object Access Protocol) ou les Web­ser­vices.

En général, les midd­le­wares four­nis­sent aussi des services qui per­met­tent la com­mu­ni­ca­tion entre des com­po­sants écrits dans des langages dif­fé­rents comme Java, C++, PHP, Python.

Champs d’ap­pli­ca­tion des midd­le­wares

Sans le savoir, la plupart des gens réalisent de nom­breuses tâches quo­ti­diennes à l’aide de midd­le­wares. Voici les champs d’ap­pli­ca­tion les plus courants :

Com­mu­ni­ca­tion entre na­vi­ga­teurs

Les ap­pli­ca­tions dans les na­vi­ga­teurs Internet sont le plus souvent gérées par des midd­le­wares : le rem­plis­sage de for­mu­laire de contact ou l’ins­crip­tion à une news­let­ter font partie des ap­pli­ca­tions les plus courantes. Quel que soit le na­vi­ga­teur ou le système d’ex­ploi­ta­tion d’entrée, le midd­le­ware peut la traduire dans un format universel pour la stocker dans une base de données.

Accéder aux back-ends

Les midd­le­wares gèrent la con­nec­ti­vité aux dif­fé­rentes res­sources en back-end. Un in­ter­gi­ciel peut permettre un accès rapide et efficace à une base de données back-end. En outre, un logiciel midd­le­ware peut aussi gérer les con­nexions aux res­sources dans le Cloud.

Trai­te­ment de l’in­for­ma­tion adapté

Un midd­le­ware peut recevoir une requête et dé­ter­mi­ner des données qui seront ensuite utilisées pour adapter les résultats. Par exemple, une ap­pli­ca­tion midd­le­ware peut détecter la langue par défaut d’un na­vi­ga­teur client pour une requête spé­ci­fique et renvoyer les réponses du back-end adaptées de manière à n’afficher que les résultats dans cette langue.

Un autre exemple est la géo­lo­ca­li­sa­tion du client par son adresse IP : cette in­for­ma­tion permet au serveur de renvoyer les données les plus per­ti­nentes selon l’em­pla­ce­ment.

Gestion des res­sources in­for­ma­tiques

Les midd­le­wares jouent un rôle important dans le trai­te­ment simultané, la ré­par­ti­tion de charge et la gestion des tran­sac­tions. Ils sont capables de répartir les requêtes entrantes des clients entre plusieurs serveurs, machines vir­tuelles ou zones de dis­po­ni­bi­lité dans le Cloud.

Les midd­le­wares sont aussi en mesure de gérer les conflits qui peuvent survenir lorsque plusieurs clients font des demandes en parallèle et tentent d’accéder à une in­for­ma­tion spé­ci­fique dans le back-end ou de la modifier. Si le trafic des ap­pli­ca­tions augmente, le midd­le­ware d’en­tre­prise peut être configuré pour répartir les requêtes des clients sur plusieurs serveurs, que ce soit sur site ou dans le Cloud.

Contrôle des droits d’accès

Le midd­le­ware surveille et sécurise l’accès aux res­sources back-end. Il peut demander les droits d’accès des clients. Cela se fait par une connexion sécurisée TLS et impose soit une au­then­ti­fi­ca­tion par iden­ti­fiants avec mot de passe, soit un cer­ti­fi­cat numérique. Ces ca­rac­té­ris­tiques de sécurité per­met­tent ensuite de vérifier si le client externe est autorisé à accéder aux serveurs de données concernés. Si l’au­to­ri­sa­tion est accordée, les données sont envoyées du serveur midd­le­ware au client via une connexion sécurisée et cryptée.

Quel rôle jouent les midd­le­wares dans les en­tre­prises ?

La fonction du midd­le­ware est de permettre la com­mu­ni­ca­tion entre dif­fé­rents systèmes. Parmi les opé­ra­tions courantes con­cer­nées dans les en­tre­prises, on peut citer :

• la gestion des tran­sac­tions fi­nan­cières ;
• les pro­grammes d’au­then­ti­fi­ca­tion de sécurité des col­la­bo­ra­teurs ;
• la mise à dis­po­si­tion coor­don­née des res­sources in­for­ma­tiques pour les ap­pli­ca­tions les plus gour­mandes sur les serveurs de l’en­tre­prise.

Le type de message à mettre en œuvre est déterminé par l’en­tre­prise qui utilise le midd­le­ware. Cette décision dépend des services utilisés dans la structure et du type de données que le midd­le­ware aura à traiter.