Qu'est-ce qu'un courtier de messages ?

Les courtiers de messages gèrent la transmission des messages entre les producteurs (envoi applications) et les consommateurs (applications réceptrices) sans que ces points de terminaison ne communiquent directement entre eux. En gérant le routage des messages, la mise en mémoire tampon et les garanties de livraison, les courtiers de messages imposent une séparation logique entre les services, ce qui rend l'architecture entière plus flexible, évolutif et maintenable.

Qu'est-ce qu'un courtier de messages ?

Un courtier de messages est middleware logiciel qui transfère de manière fiable des données entre différents systèmes, applications ou services. Il fonctionne en recevant des messages des producteurs, en déterminant le routage approprié en fonction de règles ou de sujets prédéfinis et en livrant ces messages aux bons consommateurs.

Les courtiers de messages sont conçus pour garantir l'intégrité des messages, la tolérance aux pannes et une communication efficace, en fournissant souvent des fonctionnalités telles que les accusés de réception, la prise en charge des transactions et la persistance. Ces fonctionnalités aident les entreprises à créer des systèmes qui restent réactifs et robustes dans des conditions de réseau imprévisibles.

Types de courtiers de messages

Vous trouverez ci-dessous les types de courtiers de messages.

Brokers Pub/Sub

Les courtiers de publication/abonnement utilisent un modèle de messagerie basé sur des sujets. Les producteurs publient des messages sur des sujets spécifiques et tous les consommateurs abonnés à ces sujets reçoivent les messages. Ce modèle est souvent utilisé pour en temps réel diffusion d'événements et systèmes réactifs, où plusieurs consommateurs ou microservices doivent réagir au même événement. Les courtiers Pub/Sub améliorent évolutivité en distribuant des messages à un nombre arbitraire d’abonnés sans imposer de charge aux producteurs individuels.

Courtiers point à point (P2P)

Point à point Les courtiers utilisent un modèle basé sur une file d'attente dans lequel un producteur envoie des messages à une file d'attente et un consommateur récupère les messages de celle-ci. Un seul consommateur traite généralement chaque message, ce qui rend cette approche bien adaptée aux tâches telles que le traitement asynchrone des tâches ou les transactions. les charges de travailLes courtiers P2P minimisent les conflits en isolant les charges de travail dans des files d'attente spécifiques, garantissant ainsi que plusieurs services n'interfèrent pas avec la consommation de messages des autres.

Courtiers hybrides

Les courtiers hybrides prennent en charge les modèles de communication Pub/Sub et point à point au sein d'une seule plateforme. Ils offrent une solution polyvalente aux entreprises qui ont besoin d'une diffusion basée sur des sujets et d'une mise en file d'attente à destinataire unique. Les courtiers hybrides consolident les fonctionnalités et réduisent les frais généraux opérationnels en éliminant la nécessité de déployer plusieurs systèmes spécialisés pour différents modèles de communication.

Exemples de courtiers de messages

Voici quelques technologies de messagerie bien connues qui sont largement adoptées dans divers secteurs :

• RabbitMQ. Fournit la prise en charge de plusieurs protocoles de messagerie tels que AMQP. RabbitMQ excelle dans la communication fiable et simple basée sur les files d'attente pour les microservices.
• Apache Kafka. Se concentre sur le haut débit et la faiblelatence Diffusion d'événements. Kafka est fréquemment utilisé dans les analyses en temps réel, les pipelines de données à grande échelle et les architectures pilotées par événements.
• ActiveMQ. Implémente JMS (Java Message Service) et prend en charge une variété de modèles de messagerie. ActiveMQ est privilégié dans les environnements qui donnent la priorité Java compatibilité.
• Service Amazon Simple Queue (Amazon SQS). Un entièrement service géré disponible dans l'écosystème Amazon Web Services. SQS simplifie la mise en œuvre en supprimant la charge de la maintenance de l'infrastructure.
• Google Pub/Sub. Un service de messagerie distribué à l'échelle mondiale, souvent utilisé au sein de Google Cloud Plateforme de distribution d'événements en temps réel et d'ingestion de données évolutive.
• IBM MQ. Une solution commerciale mettant l'accent sur la sécurité et l'intégrité transactionnelle. IBM MQ est largement utilisé dans les environnements d'entreprise avec unité centrale intégrations.

Quelles sont les principales caractéristiques d’un courtier de messages ?

Voici les principales fonctionnalités qui définissent la fonctionnalité et la valeur d’un courtier de messages dans les systèmes distribués :

• Communication asynchroneLes producteurs et les consommateurs échangent des informations de manière indépendante, ce qui permet aux systèmes de rester faiblement couplés et résilients face à des pannes partielles ou à un trafic variable.
• Durabilité Les mécanismes de stockage persistants, tels que les journaux ou les disques, préservent les messages en cas de pannes de réseau ou d'événements inattendus. les temps d'arrêt. Cette approche réduit le risque de La perte de données.
• Évolutivité. L'extension horizontale (ajout de nœuds de broker supplémentaires) permet de gérer les pics de trafic et d'augmenter le débit. Les fonctionnalités de clustering répartissent la charge de travail de manière uniforme sur plusieurs instances de broker.
• Routage. L'intelligence intégrée (clés de routage, filtres de rubrique et en-têtes) dirige les messages vers la destination appropriée. Le routage garantit que seuls les consommateurs concernés reçoivent certains messages.
• SécuritéLes courtiers de messages intègrent protocoles d'authentification, autorisation et chiffrement protéger données en transit et le contrôler l'accès en fonction des rôles ou des politiques organisationnelles.
• Suivi et gestion. Les tableaux de bord et les outils d'administration offrent une visibilité sur le débit des messages, la longueur des files d'attente/sujets et le comportement des consommateurs. Ces fonctionnalités permettent aux opérateurs d'optimiser les performances et d'identifier les goulots d'étranglement.

Comment fonctionne un courtier de messages ?

Vous trouverez ci-dessous un aperçu étape par étape décrivant comment les messages circulent via un courtier, de la production initiale à la consommation finale :

1. Production de messages. Les applications d'envoi créent des messages et les transmettent au courtier. Le courtier accepte ces messages à l'aide de protocoles pris en charge ou Apis, découplant le producteur du consommateur.
2. Reçu du courtier. À la réception d'un message, le courtier le stocke dans une file d'attente, une rubrique ou une partition interne. Cette étape garantit que le message n'est pas perdu en attendant la récupération du consommateur.
3. Routage et filtrage. La logique intégrée au broker détermine à quel sujet, file d'attente ou groupe de consommateurs le message doit être adressé. Cette logique de routage peut impliquer la correspondance des clés de routage ou l'évaluation des propriétés d'en-tête.
4. Consommation de messages. Les applications réceptrices s'abonnent à des files d'attente ou à des rubriques pour récupérer des messages. Les abonnés récupèrent ou reçoivent des messages via des mécanismes push, en fonction des capacités du courtier.
5. Garanties de réception et de livraisonPour confirmer le traitement réussi, les consommateurs envoient des accusés de réception au courtier. Les garanties de livraison (au plus une fois, au moins une fois ou exactement une fois) garantissent une fiabilité de bout en bout robuste.
6. Gestion des échecsEn cas de défaillance du consommateur ou du réseau, le courtier peut réessayer la livraison en fonction de sa configuration. Les messages restent stockés jusqu'à ce que le traitement soit confirmé ou qu'un seuil de nouvelle tentative maximal soit atteint.

À quoi sert un courtier de messages ?

Voici les cas d’utilisation courants dans lesquels les courtiers de messages ajoutent une valeur significative aux conceptions de systèmes distribués :

• Découplage des microservices. Garantit que les services communiquent de manière asynchrone, réduisant ainsi les dépendances directes et favorisant agile l'évolutivité.
• Architectures événementiellesFournit des alertes en temps réel et des mises à jour de données à plusieurs consommateurs simultanément dans des systèmes qui réagissent aux événements au fur et à mesure qu'ils se produisent.
• L'équilibrage de charge et la gestion du traficLes tampons génèrent des pics de demandes et répartissent le travail sur plusieurs consommateurs ou instances.
• Streaming de données et analyses en temps réelDiffuse des données à volume élevé vers des moteurs d'analyse ou des tableaux de bord, permettant des informations et des décisions opérationnelles basées sur des informations en direct.
• Intégration de système à systèmeConnecte des environnements hétérogènes en utilisant des protocoles de messagerie standardisés plutôt qu'en créant des intégrations personnalisées.
• Livraison garantie des messagesAssure le transport sûr et fiable des messages grâce à des mécanismes d'accusé de réception et de persistance.

Bonnes pratiques du courtier de messages

Voici les stratégies recommandées pour la configuration, la gestion et la maintenance des courtiers de messages :

• Utiliser les remerciements. Demandez aux producteurs et aux consommateurs de confirmer la transmission et le traitement réussis des messages. Cette approche garantit qu'aucun message ne soit oublié ou supprimé.
• Permettre la haute disponibilité. Déployez des brokers dans un cluster ou avec réplication afin qu'aucune défaillance de nœud unique ne perturbe le flux de messages. Le clustering permet également mise à l'échelle horizontale pour répondre à la demande.
• Surveiller la santé du système. Suivez en continu les indicateurs tels que la longueur des files d'attente, le décalage des consommateurs, le débit et la latence. La surveillance proactive permet de détecter les problèmes de performances avant qu'ils ne deviennent critiques.
• Optimiser la sécurité. Appliquer le cryptage des messages en transit et au reposMettez en œuvre des politiques d’authentification et d’autorisation robustes pour protéger les données sensibles.
• Planifier l’évolutivité. Anticipez la croissance future du volume des messages et de la demande des consommateurs. Évaluez les stratégies de partitionnement, de partitionnement ou de clustering pour répartir efficacement la charge de travail.
• Évaluer les exigences de persistance. Décidez de la manière dont les courtiers stockent les messages en fonction de l'importance de la livraison garantie et de la latence acceptable. Configurez les niveaux de persistance en conséquence.

Quels sont les avantages des courtiers en messages ?

Voici les avantages que les courtiers de messages apportent aux architectures logicielles :

• Architecture découplée. Les courtiers de messages éliminent le couplage direct entre les producteurs et les consommateurs, permettant ainsi le développement, la mise à l’échelle et la maintenance indépendants des services.
• Fiabilité et tolérance aux pannes. Les messages stockés restent en sécurité même si certains composants tombent en panne, évitant ainsi la perte de données et augmentant la résilience globale du système.
• Gestion de la charge et contrôle du trafic. Régule le flux de messages pour éviter les goulots d'étranglement. Les pics de trafic sont amortis dans les structures internes du courtier au lieu de submerger les consommateurs.
• Évolutivité améliorée. L'ajout de nouveaux nœuds de courtier ou la mise à l'échelle de groupes de consommateurs étend la capacité du système et offre un débit plus élevé sans réécrire la logique d'application.
• Flexprotocoles de messagerie fiables. De nombreux courtiers prennent en charge plusieurs protocoles tels que AMQP, MQTT et JMS. flexLa capacité permet interopérabilité avec diverses bibliothèques et plateformes client.

Quels sont les inconvénients des courtiers de messages ?

Voici les inconvénients et les défis du déploiement d’un courtier de messages :

• Complexité accrue. L'ajout d'un courtier de messages implique des étapes d'infrastructure et de configuration supplémentaires. Les équipes doivent investir du temps pour gérer correctement ces nouveaux composants.
• Frais généraux opérationnels. Les courtiers nécessitent une surveillance, une mise à l'échelle et une maintenance dédiées. Les opérateurs doivent gérer régulièrement les mises à niveau de version, les correctifs de sécurité et la planification des capacités.
• Potentiel point de défaillance unique. Sans cluster ou configuration répliquée, une panne de broker interrompt le flux de messages. Une planification minutieuse autour de la haute disponibilité est essentiel pour atténuer les risques de temps d’arrêt.
• Surcharge de performances. La sérialisation, la désérialisation et la logique de routage contribuent à la latence. Les scénarios à haut débit nécessitent une optimisation et matériel des ressources pour suivre le rythme.
• Verrouillage fournisseur. Certains fournisseurs ou distributions de courtiers de messages utilisent des fonctionnalités propriétaires, ce qui rend plus difficile le passage à une solution différente sans réarchitecturer les composants.

Message Broker et Message Queue

Une file d'attente de messages fournit des interactions directes entre le producteur, la file d'attente et le consommateur. En revanche, un courtier de messages applique des modèles plus complexes, tels que la publication/abonnement, le routage précis et éventuellement le filtrage basé sur le contenu.

Le tableau ci-dessous compare les principales différences.