بروتوكول صف الرسائل المتقدم – AMQP

معنى AMQP

البروتوكول المتقدم لتنظيم الرسائل (AMQP)

من المسلم به أن AMQP، الأداة المفتوحة المصدر لإدارة الرسائل بين مكونات البرمجة المختلفة، ليست فقط طريقة ممتازة لربط الخدمات بـ منهجية موحدة، بل يضمن أيضًا تفاصيل التبادل الآمن والموثوق للتعليمات بين الأنظمة المتعددة.

تأملات حول ماهية AMQP

خلف اسم AMQP، والذي يعني "البروتوكول المتقدم لتنظيم الرسائل"، يكمن نموذج قياسي للتبادل الرقمي بين الخدمات عبر النظم الشبكية. القوة الكامنة في طبقة AMQP هي فعالية التوصيل الآمن والموثوق للتعليمات بين مجموعة متنوعة من الأنظمة، الأمر الذي يجعلها حلًا مميزًا لأي بيئة تعتبر التبادل الاستراتيجي ضروري بين العناصر المتنوعة.

أصول عملية AMQP

تبني AMQP طريقتها على أساس الرسائل، حيث يتم توجيه كل رسالة تم تصميمها من قِبَل المُرسل إلى وجهتها المنتظرة عبر النظم الشبكية. تجد الرسائل مكانها في صفوف الانتظار، منتظرة الاستلام من قِبَل وحدات الاستلام النشطة. من خلال اشتراك وحدات الاستلام في صفوف محددة، يتم تطبيق استلام الرسائل.

تستفيد الرسائل من مجموعة من الخواص والتعريفات كالرأس والجسم. يمكن تعريف الرأس كبوابة تحتوي الإعلانات الرئيسية مثل تفضيل الأولوية وتقدير الوقت، في حين أن الجسم يتضمن القيم والأعداد والمعلومات الأساسية الخاصة بالرسالة.

المقومات القيمة لـ AMQP

1. الثقة: يدعم AMQP توصيل موثوق لجميع الرسائل، مما يضمن أن كل رسالة تتركز في مرحلة معالجة واحدة فقط.
2. الحماية: تكمن الميزة الأمنية لـ AMQP في دعمه لتقنيات التشفير والمصادقة، لضمان حفظ الوثائق الحساسة والرسائل خلال مرحلة النقل.
3. التوافق: يقدم AMQP إمكانية التعامل مع ثراءٍ واسع من أنواع الرسائل، من تنسيقات النصوص المبسطة إلى الصور ومحتوى الفيديو وغيرها.
4. التوسع السلس: يبرز AMQP في التعامل مع حجمٍ كبير من الرسائل، صانعا الحل الأمثل لتبادل البيانات داخل التطبيقات العالمية.

في النهاية، يبقى AMQP أداةً فعالة ومتعددة الاستخدامات يمكن استغلالها في تقريبا كل المشاريع التقنية. لذا، إذا كنت تبحث عن نظام موثوق لتبادل الرسائل داخل الخدمات أو بين النظم المتعددة، فإن AMQP هو الأمثل لما تحتاج إليه.

تاريخ AMQP

تم تطوير بروتوكول AMQP لأول مرة في عام 2004 من قبل شركة JPMorgan Chase، حيث كانت تبحث عن طريقة أكثر كفاءة وموثوقية لمعالجة الرسائل بين الخدمات المختلفة في بنيتها التحتية. وقد تم تصميمه ليكون بروتوكولًا مفتوح المصدر يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من البيئات والتطبيقات.

التطورات الأولى

في البداية، تم تطوير AMQP كحل للمشاكل المرتبطة بالبروتوكولات القائمة في ذلك الوقت، مثل بروتوكول نقل الرسائل البسيط (SMTP) وبروتوكول نقل الرسائل النصية (SMS). وقد تم تصميمه ليكون قادرًا على التعامل مع كميات كبيرة من الرسائل بشكل فعال وموثوق.

تطور AMQP

مع مرور الوقت، تطور AMQP ليشمل مجموعة أكبر من الخصائص والوظائف. في عام 2008، تم إصدار الإصدار 0.9.1، الذي أضاف العديد من الميزات الجديدة، بما في ذلك القدرة على توجيه الرسائل بناءً على معايير معينة، ودعم للرسائل ذات الأولوية.

في عام 2011، تم إصدار الإصدار 1.0 من AMQP، الذي قدم تحسينات كبيرة في الأداء والموثوقية. ومنذ ذلك الحين، تم استخدام AMQP في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من البنية التحتية للشركات الكبيرة إلى التطبيقات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

الاستخدام الحالي لـ AMQP

اليوم، يستخدم AMQP في العديد من الصناعات والتطبيقات، بما في ذلك البنوك والتجارة الإلكترونية والتعليم والرعاية الصحية. وقد أصبح بروتوكولًا معياريًا للتواصل بين الخدمات في العديد من البيئات، بما في ذلك البيئات السحابية والبيئات المحلية.

في النهاية، يعد تاريخ AMQP مثالًا على كيف يمكن لتقنية مفتوحة المصدر أن تتطور وتنمو لتلبية احتياجات الشركات والمطورين في جميع أنحاء العالم. ومع استمرار الابتكار في مجال البرمجيات والتكنولوجيا، من المتوقع أن يستمر AMQP في النمو والتطور في المستقبل.

مصطلحات AMQP

في هذا المقطع، سنلقي الضوء على اركان العملية والاطمئنان لبروتوكول AMQP وكيفية التفاعل بينهم.

عناصر الرسالة

العناصر الأساسية للعمل بروتوكول AMQP هي الرسائل، التي تعتبر الوسيط الذي تمرر به البيانات من القائم بالإرسال (الراعي) إلى القائم بالاستقبال (الواصل). مجموعة البيانات يمكن أن تكون بسيطة مثل النص، أو مُعقدة على هيئة كائنات.

الراعي (القائم بالإرسال)

الراعي في هذا السياق هو التطبيق المسؤول عن إنشاء الرسائل وتمريرها للمكمل - مكان تخزين الرسائل. أي تطبيق يُمكنه التواصل مع العمود القائد وإرسال الرسائل يُمكن أن يكون الراعي.

الواصل (القائم بالاستقبال)

الواصل هو التطبيق الذي يستقبل الرسائل من المكمل ويُعالجها. أي تطبيق يُمكنه التواصل مع العمود القائد واستلام الرسائل يُمكن أن يتأدى دور الواصل.

المكمل (المكان الذي تخزن فيه الرسائل)

المكمل هو المكان الذي تُحفظ فيه الرسائل حتى تتم المُعالجة من الواصل. كل مكمل يُمكن أن يكون به اسم مُميز ويُمكن أن يتعامل مع أكثر من راعي او واصل.

النقيل (جهة الاستلام للرسائل)

النقيل هو السياق الذي يستقبل الرسائل من الراعي ويوجهها للمكمل الصحيح. كل نقيل يُمكن أن له نوع مُعين يحدد كيفية تعيين المسارات للرسائل.

ربط النقيل

ربط النقيل هو النظام الذي يحدد كيفية تحويل الرسائل من النقيل الى المكمل. مُمكن يكون علاقة بسيطة مثل "أرسل كل الرسائل لهذا المكمل" أو مُعقدة ك "أرسل الرسائل التي تتضمن مجموعة محددة من الكلمات لهذا المكمل".

المسار (قناة التواصل)

المسار هو الوسيلة التي يتواصل بها التطبيقات مع العمود القائد. التطبيق يُمكنه أن يفتح أكثر من مسار في نفس الوقت، وكل مسار يُمكنه التعامل مع أكثر من رسالة في نفس الوقت.

العمود القائد (جهة التشغيل لـ AMQP)

العمود القائد هو العقدة التي تُدير AMQP. يتلقى العمود القائد الرسائل من الراعيين ويدفعها الى الواصلين عبر المكامل والنقيل.

هؤلاء هم الافاق الأساسية للتعرف على بروتوكول AMQP. في الجزء التالي، سوف نتعمق أكثر في فهم كيفية تفاعل هذه العناصر لتوفير نظام قوي وثابت لتمرير الرسائل.

`

`

مكونات AMQP

تتألف بروتوكول AMQP من عدة مكونات رئيسية تعمل معًا لتوفير نظام قوي ومرن للرسائل. هذه المكونات تشمل:

1. الرسائل: هي الوحدة الأساسية للبيانات في AMQP. تتألف الرسالة من رأس وجسم. يحتوي الرأس على معلومات مثل الأولوية والتوقيت والتوجيه، بينما يحتوي الجسم على البيانات الفعلية التي يتم إرسالها.

2. الصفوف: هي مكان تخزين الرسائل حتى يتم استلامها من قبل المستهلك. يمكن أن تكون الصفوف مؤقتة أو دائمة، ويمكن أن تكون خاصة أو مشتركة بين عدة مستهلكين.

3. المبادلات: هي النقاط التي يتم من خلالها توجيه الرسائل إلى الصفوف. يمكن للمبادلات أن تكون مباشرة (حيث يتم توجيه الرسائل إلى صف واحد فقط)، أو موضوع (حيث يمكن توجيه الرسائل إلى عدة صفوف بناءً على نمط معين)، أو مروج (حيث يتم توجيه الرسائل إلى جميع الصفوف المتصلة).

4. الروابط: هي القواعد التي تحدد كيف يتم توجيه الرسائل من المبادلات إلى الصفوف. يمكن تعريف الروابط بناءً على معايير مثل الموضوع أو الرأس أو الأولوية.

5. المستهلكين: هم العملاء الذين يستلمون الرسائل من الصفوف. يمكن للمستهلكين أن يكونوا مستهلكين فرديين أو مجموعات من المستهلكين تعمل معًا لمعالجة الرسائل.

6. القنوات: هي الجلسات الافتراضية التي تتيح للمستهلكين والمنتجين التواصل مع الخادم. يمكن لكل قناة أن تحتوي على عدة صفوف ومبادلات وروابط.

7. الاتصالات: هي الجلسات الفعلية بين العملاء والخادم. يمكن لكل اتصال أن يحتوي على عدة قنوات.

من خلال الجمع بين هذه المكونات بطرق مختلفة، يمكن لبروتوكول AMQP توفير نظام رسائل قوي ومرن يمكن تكييفه لتلبية مجموعة واسعة من الاحتياجات.

كيف تعمل بورصات AMQP؟

في بروتوكول AMQP، تعمل السوق -حيث البورصات بمثابة نقاط التسليم- على تنظيم نقل الرسائل ما بين الناشر والمستهلك. هذه العملية تتم وفق مجموعة محددة من قواعد التوجيه وخصوصيات كل بورصة.

أنواع البورصات التي يدعمها بروتوكول AMQP

توجد في AMQP أربع فئات رئيسية للبورصات:

1. البورصة الخطية (Linear Exchange): هذا النوع من البورصات يتيح الوصول المباشر للرسالة إلى القائمة سالكة خط التوجيه المشترك مع الرسالة.

2. البورصة الثيماتية (Thematic Exchange): في هذا النوع، يمكن للقائمة تحديد نفسها وفقا لنمط التوجيه الذي يطابق توجيه الرسالة.

3. البورصة المقتبسة (Quoted Exchange): في هذا النوع، تتحدد اتجاهات الرسائل بناءً على العناوين وليس عبر توجيهها.

4. البورصة العامة (Public Exchange): هنا، كافة القوائم المتصلة بها تكون هي مكان الوصول للرسالة، دون الاعتراف بمسار التوجيه.

فهم تفاعل البورصات في AMQP

حال بث الناشر لرسالة لأحد البورصات، تنقل الرسالة للقائمة التي يتلاقى بها معيار معين. هذا المعيار يتم تحديده بواسطة الناشر وكذلك يتضمن توجيه الرسالة أو نوع البورصة المستخدم.

للتوضيح، في حال بث الناشر لرسالة لبورصة ثيماتية مع توجيه "الأخبار.الرياضة"، فإن الرسالة تصبح في متناول كل القوائم التي تتداخل مع هذا النمط، مثل "الأخبار." ونحوه ".الرياضة".

معلومات مفصلة حول البورصات في بروتوكول AMQP

اعتبر أن لدينا بورصة ثيماتية تحت اسم "الأخبار"، ومرتبط بها ثلاث قوائم هي "الأخبار.الرياضة" و"الأخبار.السياسة" بالإضافة إلى "الأخبار.الثقافة". إذا قام الناشر بإرسال رسالة معتمدة في توجيهها على "الأخبار.الرياضة"، فإن الرسالة ستتجه مباشرة الى القائمة "الأخبار.الرياضة" فقط.

إذا كان التوجيه هو "الأخبار.*"، فإن الرسالة ستصل إلى كل القوائم المتصلة بالبورصة "الأخبار".

بحق، فإن البورصات في بروتوكول AMQP تعمل كأداة وساطة ضابطة للرسائل، وذلك بتوجيههم للقوائم الملائمة بالاستناد لمجموعة معايير محددة.

تطوير واجهة برمجة التطبيقات (API) باستخدام AMQP

تطوير واجهة برمجة التطبيقات (API) باستخدام AMQP هو عملية تتطلب فهمًا جيدًا لكيفية عمل البروتوكول. في هذا الفصل، سنناقش كيفية استخدام AMQP في تطوير API، والأدوات والمكتبات التي يمكن استخدامها، وكيفية التعامل مع المشكلات الشائعة.

أدوات ومكتبات AMQP

هناك العديد من الأدوات والمكتبات المتاحة التي تسهل تطوير API باستخدام AMQP. بعض الأمثلة تشمل:

1. RabbitMQ: هو خادم وساطة رسائل مفتوح المصدر يستخدم AMQP. يوفر RabbitMQ واجهة برمجة تطبيقات متقدمة ومرونة في التوجيه والتوزيع والتحكم في الرسائل.

2. Apache Qpid: هو مشروع مفتوح المصدر يهدف إلى توفير تنفيذ كامل للمواصفات AMQP. يوفر Qpid مكتبات للعديد من اللغات، بما في ذلك Java وC++ وPython.

3. AMQPNetLite: هو مكتبة .NET لـ AMQP. يمكن استخدامها لبناء العملاء والخوادم والوسطاء.

كيفية استخدام AMQP في تطوير API

عند تطوير API باستخدام AMQP، يتم تحديد الرسائل التي ستتم تبادلها بين العملاء والخادم. يتم تحديد هذه الرسائل في واجهة برمجة التطبيقات، ويتم تنفيذها باستخدام الأدوات والمكتبات المذكورة أعلاه.

على سبيل المثال، قد يتضمن تطبيق الرسائل الخاص بك رسائل مثل "إرسال رسالة" و"استلام رسالة" و"حذف رسالة". ستحتاج إلى تحديد كيفية تنسيق هذه الرسائل، وما البيانات التي ستتضمنها، وكيف سيتم توجيهها.

التعامل مع المشكلات الشائعة

عند تطوير API باستخدام AMQP، قد تواجه بعض المشكلات الشائعة. هذه قد تشمل مشكلات مثل فقدان الرسائل، أو تأخر في تسليم الرسائل، أو مشكلات في التوجيه.

لحل هذه المشكلات، يمكنك استخدام ميزات مثل التأكيدات الناشر والمستهلك، والتي تسمح لك بالتحقق من أن الرسالة قد تم تسليمها بنجاح. يمكنك أيضًا استخدام ميزات مثل الرسائل الدائمة والمتكررة، التي تساعد في ضمان أن الرسائل لن تفقد حتى في حالة فشل الخادم.

في الختام، تطوير API باستخدام AMQP هو عملية تتطلب فهمًا جيدًا لكيفية عمل البروتوكول، ولكنه يمكن أن يوفر مرونة كبيرة وموثوقية في تبادل الرسائل.

الكلمة الأخيرة

في النهاية، يمكننا القول أن بروتوكول الرسائل المتقدمة للطابور - AMQP هو أداة قوية ومرنة توفر حلاً فعالاً للتحديات المعقدة المرتبطة بالاتصالات المتزامنة وغير المتزامنة بين الخدمات والتطبيقات المختلفة.

الأمان والموثوقية

أحد الجوانب الرئيسية لـ AMQP هو توفير الأمان والموثوقية. يتم تشفير الرسائل وتوقيعها رقمياً لضمان سريتها وأصالتها. بالإضافة إلى ذلك، يتم تأكيد التسليم لضمان وصول الرسالة إلى وجهتها.

الأداء والمرونة

AMQP يتميز بالأداء العالي والمرونة. يمكنه التعامل مع حجم كبير من الرسائل بكفاءة، ويمكن تكوينه للتعامل مع مجموعة متنوعة من السيناريوهات والاحتياجات.

التوافق والتكامل

AMQP متوافق مع مجموعة واسعة من اللغات والأنظمة الأساسية، مما يجعله خياراً مثالياً للتكامل بين التطبيقات والخدمات المختلفة.

في النهاية، يمكن القول أن AMQP هو بروتوكول قوي ومرن يوفر حلاً فعالاً للتحديات المرتبطة بالاتصالات المتزامنة وغير المتزامنة بين الخدمات والتطبيقات المختلفة. إذا كنت تبحث عن طريقة فعالة وموثوقة للتواصل بين التطبيقات والخدمات، فقد يكون AMQP هو الحل الذي تبحث عنه.

`

`

FAQ

حسنا، استفسارك مهم بخصوص بروتوكول AMQP. إليك معلومات دقيقة وفريدة حوله:

أولا، بالنسبة لأنظمة التشغيل، جميعها التي تدعم البرمجة على الشبكة متوافقة مع بروتوكول AMQP، تشمل ويندوز، لينكس و macOS.

ثانيًا، فيما يتعلق بلغات البرمجة التي تدعم AMQP، توجد مجموعة واسعة ومتنوعة منها تتضمن: جافا، بايثون، الـ C#، روبي، PHP، و JavaScript. الاختيار يعتمد على خبرتك وتفضيلاتك.

بشأن توافق AMQP مع الخدمات السحابية، نعم ، يمكنك استغلالها بسهولة مع خدمات مثل AWS و Google Cloud و Azure لتسهيل الاتصال بين التطبيقات الموزعة.

اما بخصوص تتبع وتصحيح الأخطاء في AMQP، يمكنك الاستعانة بأدوات التصحيح المدمجة في اللغة التي تستخدمها، بالإضافة إلى الأدوات المتاحة في البروتوكول نفسه، مثل الرسائل القابلة للتتبع والتحقق من الأخطاء.

تعمل AMQP بشكل فعال أيضًا مع تطبيقات الجوال، حيث يمكن استغلاله لتبسيط اتصال الرسائل بين التطبيقات على الأجهزة المحمولة.

إذا كنت تبحث عن بدائل للـ AMQP، فبالتأكيد هناك خيارات أخرى في السوق تشمل MQTT، STOMP و HTTP/2.

وأخيرًا، من الأمور المهمة التي يجب مراعاتها عند استخدام بروتوكول AMQP هي الأمان. يشمل هذا التشفير والمصادقة والتأكد من الهوية. يجب أيضا التحقق من أن الرسائل آمنة وصحيحة خلال عملية النقل.

مراجع

تسعى أماكن مختلفة، بما في ذلك RabbitMQ و Microsoft Azure، لشرح وتوسيع فهمك لنموذج AMQP 0-9-1 ، أو بروتوكول الرسائل المتقدمة. يُعتبر AMQP واحداً من أبرز بروتوكولات الرسائل لدى Red Hat، ومواصفاته المتأصلة تم تقديمها بواسطة OASIS. إذا كنت تبحث عن فهم أعمق لتفاصيل البروتوكول الذي يستخدمه RabbitMQ، فيمكنك الاستعانة بمصادر CloudAMQP. يتألف أم بروتوكول الرسائل من مجموعة من البروتوكولات، بما في ذلك MQTT و STOMP، وهي تقدم لك DZone مقارنة مفصلة بينها. نموذج طابور الرسائل يشرحه لك Toptal من خلال طرح الأفكار والمفاهيم.

يُعَدُّ بروتوكول AMQP 1.0 شبكة الرسائل التي توفرها Apache Qpid مثالاً على تبسيط وتوحيد الاتصالات. يقدم IoT For All نظرة على AMQP كمعيار لبروتوكولات الرسائل في عالم الإنترنت الحيوي. كل من Pivotal و InfoQ يركزان على استخدام AMQP 1.0 في ساحة الإنترنت من الأشياء. في حين أن IBM تتكلم على AMQP كمعيار للرسائل في السحاب الإلكتروني، تستشرف Cloud Technology Partners استخدام AMQP في خدمات الرسائل المستقبلية.

منظمة Software AG تستعرض أهمية AMQP كبروتوكول الإنترنت للرسائل التجارية. تدعم InfoWorld و IoT Agenda و Cloud Standards Customer Council هذه الرؤية، مع توقعات لأن يكون AMQP الحل المثالي للايوت. يظهر OASIS AMQP على أنه القياسية في رسائل الأعمال فيما تقدم IoT Evolution و Middleware News نظراتها. قد يعتبر Middleware 360 أن AMQP هو مستقبل البرمجيات الوسيطة، بينما يرى المطورون في IBM أيضًا ذلك. لكن لا يمكننا نسي أن البروتوكول المذكور أعلاه هو القياسية القادمة للرسائل السحابية، حسبما ثبتته هيئة معايير العملاء السحابية.