Middleware

Middleware (aus dem Englischen, lehnübersetzt Zwischenanwendung oder übertragen auch Diensteschicht) bezeichnet in der Informatik anwendungsneutrale Programme, die so zwischen Anwendungen vermitteln, dass die Komplexität dieser Applikationen und ihre Infrastruktur verborgen werden.[1] Man kann Middleware auch als eine Verteilungsplattform, d. h. als ein Protokoll (oder Protokollbündel) auf einer höheren Schicht als jener der gewöhnlichen Rechnerkommunikation auffassen. Im Gegensatz zu niveautieferen Netzwerkdiensten, welche die einfache Kommunikation zwischen Rechnern handhaben, unterstützt Middleware die Kommunikation zwischen Prozessen.

Middleware ist eine zusätzliche Schicht zwischen Betriebssystem und Anwendungen.

Im Bereich der Computerspieleentwicklung werden hingegen Teilsysteme (oder auch sogenannte Subsysteme) für Teilbereiche wie etwa die Spielphysik als Middleware bezeichnet. Diese Middleware wird oft von Fremdentwicklern hergestellt und angeboten.

Funktionsweise und Einsatz
Aufbau: Middleware

Middleware stellt eine Plattform in einem komplexen Softwaresystem dar, die als „Dienstleister“ anderen ansonsten entkoppelten Softwarekomponenten den Datenaustausch ermöglicht. Meist erfolgt diese Kommunikation mit Hilfe eines Netzwerkes, das durch die Middleware für die sie benutzenden Softwarekomponenten transparent gemacht wird. Middleware arbeitet dabei auf einem hohen Niveau innerhalb des Schichtenmodells: Ihre Aufgabe ist also nicht die Low-Level-Kommunikation für einzelne Bytes (wie sie beispielsweise schon ein Betriebssystem bereitstellt). Middleware organisiert den Transport komplexer Daten (sog. messaging), vermittelt Funktionsaufrufe zwischen den Komponenten (sog. Remote Procedure Calls), stellt die Transaktionssicherheit über ansonsten unabhängige Teilsysteme her (Funktion als Transaktions-Monitor) usw.

Middleware-Software ist als Standardsoftware von mehreren Herstellern verfügbar. Technisch stellt sie Software-Schnittstellen oder Dienste bereit. Eine Softwarekomponente A, die die Middleware-Schicht benutzen möchte, um mit einer Softwarekomponente B zu kommunizieren, kann diese Schnittstellen benutzen. Die entsprechenden Aufrufe werden von der Middleware-Softwarekomponente über ein Netzwerk weitergereicht. Dabei werden in der Regel gebräuchliche Netzwerk-Standardprotokolle – fast immer IP und TCP, darauf aufbauend meist HTTP, darauf aufbauend u. a. SOAP oder Web Services – verwendet. Auf der Empfängerseite setzt die Middleware die Anforderung in einen Funktionsaufruf an die Software B um. Gegebenenfalls leitet sie die „Antwort“ der Komponente B an Komponente A auf demselben Weg zurück.

Als Nachteil von Middleware kann ihre Größe und Schwerfälligkeit genannt werden. Eine Optimierung der Leistungsfähigkeit dieser Programme ist durch den Programmierer nur selten möglich.

Middleware-Kategorien

Eine grobe Unterteilung zum besseren Verständnis:

Anwendungsorientierte Middleware
Im Mittelpunkt steht neben der Kommunikation vor allem die Unterstützung verteilter Anwendungen. Beispiele sind sowohl allgemeine Architekturen, wie CORBA, Jakarta EE oder das .Net-Framework, als auch komplette Betriebssysteme, wie z. B.
  • MHP (Multimedia Home Platform), Java-basiertes System für das interaktive Fernsehen.
  • MIDP (Mobile Information Device Profile), Java-basiertes System für Mobiltelefone
Kommunikationsorientierte Middleware
Hierbei liegt der Schwerpunkt in der Abstraktion von der Netzwerkprogrammierung. Beispiele sind RPC, RMI, Web Service
Nachrichtenorientierte Middleware
Nachrichtenorientierte Middleware arbeitet nicht mit Methoden- oder Funktionsaufrufen, sondern über den Austausch von Nachrichten (messages). Das Nachrichtenformat gibt die eingesetzte Middleware vor. Eine Nachrichtenorientierte Middleware kann sowohl synchron als auch asynchron arbeiten. Bei einer asynchronen Variante wird eine Warteschlange verwendet, in die der message-Produzent seine Nachrichten stellt. Ein Konsument kann die Nachrichten dann konsumieren. Vorteile sind u. a. die vollständige Entkopplung von Nachrichtensender und -empfänger und dass Anwendungen auch weiterarbeiten können, wenn Teilkomponenten ausgefallen sind. Eine Architektur für Nachrichtenorientierte Middleware gibt z. B. JMS vor.

Typische Middlewareprodukte

Siehe auch

Einzelnachweise
  1. nach: W. Ruh u. a.: Enterprise Application Integration. Wiley, 2001.
  2. Orchestra
  3. xmlBlaster (englisch) – offizielle Startseite; Stand: 5. Dezember 2011
  4. https://www.opc-router.de
Normdaten (Sachbegriff): GND: 4426067-2
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