Middleware: explicación y aplicación

El middleware es una especie de capa de traducción entre un sistema operativo y las aplicaciones que se ejecutan en él. Esto permite el intercambio y la gestión de datos cuando el sistema operativo y la aplicación no son compatibles entre sí.

¿Qué es el middleware?

El middleware es un software que se ejecuta de forma invisible en segundo plano. Se trata de una aplicación entre un sistema operativo y los programas que se ejecutan en él. El middleware funciona como un traductor oculto, que permite la comunicación entre las aplicaciones distribuidas, así como su gestión. El middleware es capaz de vincular dos aplicaciones para que haya un intercambio más sencillo de datos y bases de datos, lo que permite a los usuarios usar Internet en el día a día: por ejemplo, gracias al middleware pueden enviar un formulario de una página web o recibir los resultados de páginas web dinámicas de acuerdo con su perfil de usuario. El middleware puede considerarse una herramienta de intercambio entre dos lenguajes.

El desarrollo del middleware

Desde 2000 hasta aproximadamente 2010, el software middleware era sinónimo de servidor de aplicaciones. Sin embargo, con la creciente popularidad del cloud computing y la sustitución de los sistemas monolíticos por microservicios, el middleware está cambiando.

En lugar de desplegar aplicaciones completas en servidores middleware, los desarrolladores tienden a crear aplicaciones más pequeñas basadas en microservicios. Empaquetan estos microservicios con todos los conocimientos necesarios para conectarse a los recursos backend requeridos y despliegan las aplicaciones en un sistema basado en contenedores como Docker.

El contenedor Docker se despliega en un servicio basado en la nube. El middleware se ejecuta como una combinación del microservicio alojado en el contenedor y la infraestructura de computación en nube sobre la que se ejecuta el contenedor. Esto significa que se consumen menos recursos que con un servidor convencional o en una máquina virtual.

¿De dónde viene el nombre middleware?

El término “middleware” procede del inglés y puede traducirse como “aplicación intermedia”. Es una capa de servicio (software) que se sitúa entre las entradas del usuario en el frontend y las consultas o cálculos que se ejecutan en el backend. Un cliente (usuario) suele ejecutar una aplicación que se encuentra en el frontend a través de la cual interactúa con el software. Por otra parte, recursos como bases de datos, servidores de archivos, almacenes de datos NoSQL y colas de mensajes suelen encontrarse en el backend. El middleware se sitúa en medio de estos extremos.

Características típicas del middleware

Para ser considerado middleware, un software debe cumplir varias características y soportar una serie de funciones, entre las que se incluyen los siguientes puntos:

• Funciona independientemente del hardware existente y del sistema operativo utilizado.
• Es independiente del diseño específico de la red y de los protocolos utilizados.
• No debe depender de un lenguaje de programación.
• Funciona en segundo plano.

Tipos de middleware

Hay muchos ejemplos de middleware, cada uno desarrollado para diferentes aplicaciones en servicios web y en la nube. El middleware puede clasificarse en tres áreas de uso diferentes:

Middleware para la comunicación

Este tipo de software está hecho para reunir diferentes tipos de redes en un mismo nivel y hacer posible la comunicación entre ellas. Este tipo de middleware se encuentra en los servicios web, donde el protocolo HTTP hace posible que dos ordenadores se conecten a través de Internet, independientemente de su sistema operativo.

Middleware para mensajes

Este tipo de middleware se utiliza cuando dos aplicaciones diferentes quieren intercambiar mensajes. La forma de hacerlo la determina el middleware en cuestión. Las aplicaciones implicadas pueden enviar y recibir información mediante este formato de mensaje. Los servicios web utilizan este formato o también el popular JSON (JavaScript Object Notation).

Middleware para aplicaciones

Un middleware puede ser un lenguaje de programación o un sistema operativo diseñado para funcionar de forma independiente de la plataforma. Puede que estés familiarizado con el lenguaje de programación .NET, que permite programar aplicaciones para distintos sistemas operativos. El middleware API proporciona a los desarrolladores herramientas para crear, exponer y gestionar API para sus aplicaciones, de modo que otros desarrolladores puedan conectarse a ellas. El middleware RPC, o de llamada a procedimiento remoto, permite que una aplicación active un procedimiento en otra aplicación. Este procedimiento puede ejecutarse en el mismo ordenador, en otro ordenador o a través de la red gracias a una RPC.

¿Cómo funciona el middleware?

En el nivel más sencillo, el middleware permite a los desarrolladores crear aplicaciones sin tener que preocuparse de la integración personalizada cada vez que se conectan a componentes de la aplicación, fuentes de datos, recursos informáticos o dispositivos. Esto se hace proporcionando servicios que permiten la comunicación a través de marcos de mensajería comunes. Ejemplos de estos marcos son JSON (JavaScript Object Notation), REST (Representational State Transfer), XML (Extensible Markup Language), SOAP (Simple Object Access Protocol) o servicios web.

Por regla general, el middleware también proporciona servicios que permiten la comunicación entre componentes escritos en distintos lenguajes, por ejemplo Java, C++, PHP, Python.

Casos de uso de middleware

Sin saberlo, la mayoría trabaja a diario con la ayuda de middleware. Estos son algunos usos típicos:

Comunicación entre navegadores

Las aplicaciones de los navegadores web se gestionan en su mayoría mediante middleware. Rellenar formularios de contacto o registrarse en una newsletter son actividades que se llevan a cabo con frecuencia. No importa de qué navegador o sistema operativo proceda la entrada, el middleware puede traducirla a un formato universal y almacenarla en una base de datos.

Proporcionar acceso a los backends

El middleware gestiona la conectividad con varios recursos backend. Un componente de este tipo puede proporcionar acceso rápido y eficaz a una base de datos backend. Además, el software middleware puede gestionar conexiones a recursos basados en la nube.

Tratamiento adaptado al usuario

El middleware puede recibir una solicitud del usuario y determinar datos que luego se utilizan para personalizar los resultados de la consulta. Por ejemplo, una aplicación middleware puede detectar que el navegador de un cliente que realiza una petición concreta tiene la cabecera de idioma establecida en inglés. Las consultas al backend se ajustan para que solo se muestren resultados en inglés. Otro ejemplo es la ubicación geográfica del cliente basada en su dirección IP. El servidor puede entonces devolver los datos que mejor se ajusten a la localización.

Gestión de recursos informáticos

El middleware desempeña un papel importante en los procesos concurrentes, el equilibrio de carga y la gestión de transacciones. Es capaz de distribuir las peticiones entrantes de los clientes entre varios servidores, máquinas virtuales o zonas de disponibilidad en la nube.

El software middleware también puede gestionar los conflictos que pueden surgir cuando varios clientes realizan una petición en paralelo e intentan acceder o modificar una determinada información en el backend. A medida que aumenta el tráfico de aplicaciones, el middleware corporativo puede configurarse para distribuir las peticiones de los clientes entre varios servidores, ya sean locales o en la nube.

Comprobar los derechos de acceso

El middleware supervisa y protege el acceso a los recursos del backend. Puede consultar la autorización de los clientes, lo que requiere una conexión segura a través de TLS y requiere autenticación con nombre de usuario y contraseña, o un certificado digital. A continuación, estos elementos de seguridad se utilizan para comprobar si el cliente externo puede acceder a los servidores de datos en cuestión. Si se concede la autorización, los datos se envían desde el servidor del middleware al cliente a través de una conexión segura y encriptada.

¿Cómo se utiliza el middleware en las empresas?

La función del middleware es permitir la comunicación entre distintos sistemas. Los procesos típicos en las empresas son:

• Gestión de operaciones financieras
• Programas para la autentificación de seguridad de los empleados
• Coordinación de aplicaciones informáticas intensivas en los servidores de la empresa

La empresa que utiliza el middleware puede determinar qué tipo de mensaje debe utilizarse. La decisión depende de qué servicios se utilicen en la empresa y qué tipo de datos se vayan a procesar a través del middleware.