إتقان هندسة واجهة برمجة التطبيقات: دليل شامل | Astera

هل تعلم أن المؤسسة المتوسطة تستخدم أكثر من 1,500 واجهة برمجة تطبيقات لقيادة عملياتها الرقمية؟ تلعب واجهات برمجة التطبيقات دورًا محوريًا في المشهد المعتمد على البيانات اليوم. ومع ذلك، قليلون يعرفون تأثير بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) في تحسين أداء واجهة برمجة التطبيقات (API).

ما هي واجهات برمجة التطبيقات؟

واجهة برمجة التطبيقات (API)، أو واجهة برمجة التطبيقات، هي واجهة برمجية تحدد كيفية تواصل أنظمة البرامج المختلفة مع بعضها البعض وتبادل البيانات والوظائف. فكر في واجهة برمجة التطبيقات (API) باعتبارها اتفاقية تعاقدية بين مزود الخدمة والمستهلك. يقدم المزود خدمات مثل البيانات أو الوظائف أو الموارد، ويصل المستهلك إلى هذه الخدمات من خلال واجهة برمجة التطبيقات (API).

تعمل واجهات برمجة التطبيقات (APIs) على تشغيل التطبيقات والخدمات اليومية. عندما تتفاعل مع منصات الوسائط الاجتماعية مثل Facebook أو Twitter، تعمل واجهات برمجة التطبيقات (APIs) على تمكين إجراءات مثل النشر والإعجاب والمشاركة. تسهل واجهات برمجة التطبيقات أيضًا تجارب التجارة الإلكترونية على منصات مثل Amazon أو eBay، مما يسمح للمستخدمين بالتصفح والبحث وإجراء المعاملات. حتى تفاعلاتك مع تطبيقات الخرائط أو الطقس تتضمن واجهات برمجة التطبيقات، مما يسهل الوصول إلى بيانات الموقع والطقس من مصادر متنوعة.

ما هي بنية API؟

بينما تشير واجهة برمجة التطبيقات (API) إلى الواجهة، تتضمن بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) تصميم وتنفيذ واجهات برمجة التطبيقات (APIs). باختصار، فهو يسمح بإملاء كيفية هيكلة وتنظيم وعرض بيانات ووظائف النظام البرمجي.

تعطي بنية API الفعالة الأولوية لإنشاء مكونات قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة للتشغيل البيني، مع التركيز على الواجهة الخارجية بدلاً من تفاصيل التنفيذ الداخلي.

تتميز بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) عن بنية البرامج التقليدية في الجوانب الرئيسية. فهو يتطلب دراسة متأنية لاحتياجات وتوقعات مستهلكي واجهة برمجة التطبيقات، والتي غالبًا ما تختلف عن احتياجات وتوقعات مطوري واجهة برمجة التطبيقات. تتحمل واجهة برمجة التطبيقات (API) العديد من المسؤوليات في تسهيل الاتصال بين نظام البرنامج والعالم الخارجي. وهو يحدد المدخلات والمخرجات وتنسيقات البيانات والبروتوكولات وآليات المصادقة والترخيص.

المفهوم السائد في بنية واجهة برمجة التطبيقات هو نهج واجهة برمجة التطبيقات أولاً. يتضمن ذلك تصميم وبناء واجهات برمجة التطبيقات (APIs) قبل تطوير التطبيقات التي تستخدمها، مما يؤدي إلى تحقيق فوائد مثل عقد واضح ومتسق لواجهة برمجة التطبيقات (API)، وعمليات تطوير أسرع، وتصميم معياري وقابل لإعادة الاستخدام، ودعم بنية مرنة وقابلة للتطوير.

ومع ذلك، فإن تنفيذ بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) يجلب تحديات. يتطلب مستوى عالٍ من الخبرة للتعامل مع جوانب الاتصال المختلفة مثل الأمان والأداء والموثوقية والتوافق. يعد التواصل والتعاون الفعال بين مطوري API والمستهلكين أمرًا ضروريًا لتلبية التوقعات والمتطلبات.

يعد تحقيق التوازن بين جودة وكمية واجهة برمجة التطبيقات تحديًا آخر - يجب أن تكون بنية واجهة برمجة التطبيقات قادرة على توفير وظائف وبيانات كافية دون تعقيد كبير.

طبقات بنية API

تعمل طبقات بنية API جنبًا إلى جنب لإنشاء حل شامل. تلعب كل طبقة دورًا مميزًا، حيث تتفاعل بسلاسة مع الطبقات الأخرى من خلال واجهات وبروتوكولات محددة جيدًا.

طبقة البيانات

تتيح طبقة البيانات لواجهات برمجة التطبيقات توفير البيانات ومشاركتها مع الحفاظ على جودة البيانات، وضمان الأمان، وتسهيل قابلية التوسع للتطبيقات والخدمات المتنوعة.

اكتشفت إحدى الدراسات أن طبقة البيانات يمكنها رفع جودة البيانات بنسبة تصل إلى 50%، وذلك بشكل أساسي عن طريق إزالة تناقضات البيانات والأخطاء. على سبيل المثال، يوفر نقطة مركزية لإدارة البيانات، مما يقلل من فرص البيانات غير المتسقة أو الخاطئة عبر أجزاء مختلفة من النظام.

تفصل طبقة البيانات المصممة جيدًا البيانات عن منطق الأعمال وطبقات العرض التقديمي. وهذا يجعل بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) أسهل في الصيانة والتوسع. يمكنه أيضًا إخفاء الوصول إلى البيانات وتفاصيل المعالجة من مستهلكي واجهة برمجة التطبيقات (API)، مما يوفر واجهة قياسية ومتسقة لعمليات البيانات.

وبالمثل، تدعم طبقة البيانات تنسيقات ومصادر بيانات مختلفة، مما يسمح لك بدمج أنظمة بيانات متنوعة وإنشاء واجهات برمجة تطبيقات غنية ومتنوعة. وفقًا لإحدى الدراسات، يمكن لطبقة البيانات أن تعزز كفاءة جمع البيانات بنسبة تصل إلى 40%، لأنها تقلل من الحاجة إلى الترميز والاختبار اليدوي.

طبقة التطبيقات

في قلب بنية واجهة برمجة التطبيقات، تتعامل طبقة التطبيق مع حوسبة ومعالجة البيانات والمنطق، وتشكيل وظائف وسلوك واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات. توجد هنا مكونات مثل الخدمات الصغيرة والوظائف بدون خادم ومنطق الأعمال والخوارزميات.

تستخدم طبقة التطبيق أدوات مختلفة مثل Node.js وPython وAWS Lambda لتعزيز الموثوقية الشاملة وقابلية التوسع والأداء للمهام والعمليات المتعلقة بواجهة برمجة التطبيقات. على سبيل المثال، تعمل Node.js وPython على تبسيط التعامل مع البيانات الواردة، في حين تساهم AWS Lambda، وهي خدمة حوسبة بدون خادم، في بنية واجهة برمجة تطبيقات قابلة للتطوير.

طبقة التكامل

تعمل طبقة التكامل كجسر، حيث تقوم بتوصيل ودمج طبقات البيانات والتطبيقات مع الأنظمة والتطبيقات الخارجية. تلعب آليات مثل بوابات واجهة برمجة التطبيقات (API)، وشبكات الخدمة، ووسطاء الرسائل، وتدفقات الأحداث دورًا حاسمًا في تمكين هذا:

• بوابات واجهة برمجة التطبيقات: تدير بوابات واجهة برمجة التطبيقات (API) الطلبات الواردة إلى الخدمات الخلفية ذات الصلة بناءً على قواعد محددة مسبقًا. وهذا يضمن وصول المستخدمين أو الخدمات الأخرى إلى البيانات والوظائف الصحيحة. بالإضافة إلى ذلك، تساهم بوابات API في الأداء العام للنظام من خلال تنفيذ موازنة التحميل، وتوزيع حركة المرور الواردة عبر خوادم متعددة لمنع التحميل الزائد على أي خادم واحد.
• شبكات الخدمة: تقوم شبكات الخدمة بإدارة الاتصال بين الخدمات الصغيرة داخل التطبيق. أنها توفر البنية التحتية للاتصالات من خدمة إلى خدمة، والتعامل مع اكتشاف الخدمة وتوجيهها.
• وسطاء الرسائل: يقوم وسطاء الرسائل بتسهيل الاتصال غير المتزامن بين المكونات المختلفة في النظام الموزع. فهي تلعب دورًا محوريًا في فصل المنتجين عن المستهلكين، مما يسمح للمكونات بالعمل بشكل مستقل.
• تيارات الحدث: توفر تدفقات الأحداث تدفقًا مستمرًا للأحداث التي يمكن استهلاكها بواسطة مكونات أو أنظمة مختلفة. فهي تتيح الاتصال في الوقت الفعلي وسير العمل القائم على الأحداث، مما يسمح للأنظمة بالتفاعل بسرعة مع التغييرات.

طبقة التفاعل

تعد طبقة التفاعل جزءًا أساسيًا من بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) لأنها تحدد كيفية تواصل واجهة برمجة التطبيقات (API) مع الأنظمة والمستخدمين الآخرين. فهو يوفر المواصفات والتنسيقات والبروتوكولات والأدوات التي تمكن من الوصول إلى واجهة برمجة التطبيقات (API) وفهمها واستخدامها بشكل فعال.

تنشئ طبقة التفاعل طريقة متسقة وموحدة لعرض واجهات برمجة التطبيقات (API) واستهلاكها، بغض النظر عن التقنيات أو الأنظمة الأساسية الأساسية. وهذا يقلل من التعقيد ويزيد من إمكانية التشغيل البيني عبر الأنظمة والتطبيقات المختلفة. كما يوفر أيضًا معلومات واضحة وشاملة حول وظائف واجهة برمجة التطبيقات (API) والمعلمات والاستجابات والأخطاء. يساعد ذلك المطورين والمستخدمين على تعلم واجهة برمجة التطبيقات (API) واستخدامها بشكل صحيح وفعال.

طبقة خدمات الإدارة

بصفتها العقل المدبر لبنية واجهة برمجة التطبيقات (API)، تشرف طبقة خدمات الإدارة على دورة حياة وأداء واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات. تتضمن هذه الخدمات تصميم واجهة برمجة التطبيقات (API)، وتطويرها، ونشرها، وإصدار الإصدارات، والحوكمة، والتحليلات، والاختبار، وتصحيح الأخطاء. تلعب هذه الطبقة دورًا أساسيًا في توفير الأدوات والخدمات اللازمة لإنشاء واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات وإدارتها وتحسينها.

في مرحلة التصميم، تساعد طبقة خدمات الإدارة في هيكلة واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات وفقًا لأفضل الممارسات والمعايير. كما أنه يسهل توثيق واختبار واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات قبل النشر. تلعب طبقة خدمات الإدارة دورًا حاسمًا في نشر واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات في بيئات مختلفة، سواء كانت سحابية أو محلية أو مختلطة. كما أنه يضمن قابلية التوسع لواجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات بناءً على الطلب والتحميل.

طبقة خدمات الأمن

طبقة خدمات الأمان مسؤولة عن حماية البيانات والاتصالات الخاصة بواجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات. يستخدم آليات مثل التشفير والمصادقة والترخيص والتدقيق والتسجيل. تلعب البروتوكولات والمعايير مثل SSL/TLS وOAuth وJWT وAPI Keys دورًا حاسمًا في طبقة خدمات الأمان حيث تحافظ على سرية البيانات وسلامتها وتوافرها.

مكونات بنية API

تقدم مكونات بنية API خدمات ووظائف محددة لواجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات. يعد فهم هذه المكونات أمرًا ضروريًا لإنشاء واجهات برمجة التطبيقات وإدارتها واستهلاكها بشكل آمن وفعال. دعنا نستكشف المكونات الخمسة الرئيسية لبنية واجهة برمجة التطبيقات (API)، ونتعمق في غرضها ووظيفتها وأفضل ممارساتها.

بوابة API

تعمل بوابة واجهة برمجة التطبيقات (API) كنقطة دخول لإدارة الطلبات والاستجابات بين مستهلكي ومقدمي واجهة برمجة التطبيقات (API). تعتني بوابة API بما يلي:

• توزيع الحمل: توزيع حركة المرور بين خوادم أو مثيلات متعددة لتحسين الأداء.
• التخزين المؤقت: تخزين البيانات أو الاستجابات مؤقتًا لتقليل زمن الوصول وتحميل النظام الخلفي.
• تحديد المعدل: التحكم في عدد الطلبات لمنع التحميل الزائد أو سوء الاستخدام.
• تحويل: تحويل البيانات أو الرسائل لضمان التوافق وقابلية التشغيل البيني.

بوابة واجهة برمجة التطبيقات

تعمل بوابة واجهة برمجة التطبيقات كواجهة، حيث توفر المعلومات والوثائق للمطورين لاكتشاف واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات واستهلاكها. فإنه يوفر:

• كتالوج واجهة برمجة التطبيقات: دليل لواجهات برمجة التطبيقات المتاحة مع الأوصاف والفئات والعلامات.
• وثائق API: شرح تفصيلي لعقد API، يغطي المدخلات والمخرجات وتنسيقات البيانات والبروتوكولات والمصادقة والترخيص والأخطاء وما إلى ذلك.
• أدوات اختبار واجهة برمجة التطبيقات: أدوات تمكن المستهلكين من اختبار وظائف واجهة برمجة التطبيقات (API) والتحقق من صحتها.
• مكتبات عملاء API: تعمل التعليمات البرمجية والوظائف المعدة مسبقًا على تسهيل تكامل واجهة برمجة التطبيقات (API) واستهلاكها.

منصة إدارة API

تعمل منصة إدارة واجهة برمجة التطبيقات كمركز تحكم، حيث تشرف على دورة حياة وأداء واجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات. ويقدم خدمات مثل:

• تصميم واجهة برمجة التطبيقات: السماح للمطورين بإنشاء وتحديد عقد API.
• تطوير واجهة برمجة التطبيقات: تمكين تنفيذ واختبار منطق واجهة برمجة التطبيقات ووظائفها.
• نشر واجهة برمجة التطبيقات: السماح بالنشر والتحديث والإصدار والتدريج والطرح لواجهات برمجة التطبيقات والتطبيقات.
• إدارة واجهة برمجة التطبيقات: إنفاذ والحفاظ على الجودة والاتساق والامتثال من خلال السياسات والمعايير والمبادئ التوجيهية.

خدمات أمن واجهة برمجة التطبيقات

تشكل خدمات أمان واجهة برمجة التطبيقات (API) طبقة الحماية، مما يضمن أمان وحماية البيانات والاتصالات. تشمل الآليات ما يلي:

• التشفير: تحويل البيانات أو الرسائل إلى نموذج غير قابل للقراءة لمنع الوصول أو التعديل غير المصرح به.
• المصادقة: التحقق من هوية مستهلكي أو مقدمي خدمات API لضمان المصداقية.
• تفويض: تحديد الأذونات وحقوق الوصول لتقييد الإجراءات غير المصرح بها.
• المراجعة: تسجيل وتتبع الأنشطة والأحداث للامتثال للقواعد واللوائح.

إن فهم هذه المكونات يمكّنك من التنقل في تعقيدات بنية واجهة برمجة التطبيقات (API)، مما يسهل إدارة واجهة برمجة التطبيقات الآمنة والفعالة لمشاريعك.

كيفية تصميم بنية API؟

الخطوة 1: تحديد أهداف ومتطلبات بنية واجهة برمجة التطبيقات (API).

ابدأ بتحديد أهداف ومتطلبات بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) الخاصة بك. قم بإجراء تحليل شامل لمجال المشكلة، بما في ذلك أصحاب المصلحة المعنيين مثل المطورين والعملاء والشركاء والمديرين. قم بتوثيق الأهداف والمتطلبات بطريقة واضحة وموجزة، باستخدام أدوات مثل قصص المستخدم أو حالات الاستخدام أو المواصفات.

الخطوة 2: اختر نمط وتنسيق واجهة برمجة التطبيقات المناسبين

حدد نمط واجهة برمجة التطبيقات (API) وتنسيقها الذي يناسب أهداف مشروعك ومتطلباته. فكر في خيارات مثل REST، أو GraphQL، أو gRPC، أو SOAP، ولكل منها مزايا وعيوب مميزة. اختر بناءً على بياناتك وخصائص التطبيق. على سبيل المثال، GraphQL للمرونة، وgRPC للسرعة والكفاءة، أو REST للبساطة والتوحيد.

الخطوة 3: تنفيذ أفضل ممارسات تصميم واجهة برمجة التطبيقات

الالتزام بمبادئ تصميم واجهة برمجة التطبيقات لإنشاء واجهة برمجة تطبيقات عالية الجودة وسهلة الاستخدام وقابلة للصيانة. احتضان مبادئ مثل البساطة والاتساق وسهولة الاستخدام والنمطية والموثوقية والأمن وقابلية الاختبار.

• البساطة: تجنب التعقيد والارتباك من خلال وجود بنية منطقية، وتسمية متسقة، والحد الأدنى من نقاط النهاية والمعلمات.
• انتظام: الحفاظ على نفس التنسيق والبروتوكول والنمط عبر جميع جوانب واجهة برمجة التطبيقات، مثل نقاط النهاية والمعلمات والاستجابات والأخطاء.
• قابليتها للاستخدام: توفير وثائق واضحة ودقيقة، بالإضافة إلى أدوات وطرق للاختبار وتصحيح الأخطاء، لتعزيز تجربة المستخدم والمطور.
• نمطية: السماح بالتكامل والتوسيع بسهولة عن طريق فصل الاهتمامات إلى مكونات أصغر ومستقلة ومترابطة بشكل غير محكم.
• الموثوقية: ضمان الاستقرار والأداء المتسق من خلال إظهار التوفر العالي والتسامح مع الأخطاء.
• حماية: حماية البيانات والاتصالات الخاصة بواجهة برمجة التطبيقات (API) ومستخدميها باستخدام آليات تشفير ومصادقة وتفويض قوية.
• قابلية الاختبار: التحقق من جودة وصحة واجهة برمجة التطبيقات (API) من خلال وجود مواصفات واضحة وقابلة للقياس، ومن خلال إجراء اختبار شامل وآلي.

الخطوة 4: توثيق واختبار واجهات برمجة التطبيقات

يعد التوثيق والاختبار جانبين حاسمين في تصميم بنية واجهة برمجة التطبيقات (API). قم بإنشاء وثائق شاملة والحفاظ عليها باستخدام المواصفات والأدوات مثل OpenAPI أو Swagger أو Postman. اختبر واجهة برمجة التطبيقات (API) لمعرفة الوظائف والأداء والتوافق والأمان باستخدام أدوات وأطر عمل موثوقة، على سبيل المثال، Mocha أو Chai أو Jest أو Supertest.

الخطوة 5: تنفيذ سياسات أمان وحوكمة واجهة برمجة التطبيقات

تنفيذ سياسات الأمان والحوكمة لحماية واجهة برمجة التطبيقات وإدارتها. استخدم آليات مثل OAuth أو JWT أو HTTPS أو SSL للأمان. إدارة واجهة برمجة التطبيقات (API) من خلال المراقبة والإصدار وإدارة دورة الحياة. تساعد أدوات مثل Prometheus وGrafana وSemantic Versioning ومنهجيات CI/CD في تنفيذ هذه السياسات.

الخطوة 6: مراقبة أداء واجهة برمجة التطبيقات وجودتها وتحسينها

مراقبة أداء وجودة واجهة برمجة التطبيقات وتحسينها باستمرار. استخدم المقاييس من المراقبة والاختبار وتعليقات المستخدم لتحديد المشكلات ومعالجتها، مثل:

• أخطاء: يمكن أن تساعد مراقبة أداء وجودة واجهة برمجة التطبيقات وتحسينها في اكتشاف الأخطاء وإصلاحها، مما يضمن عمل واجهة برمجة التطبيقات بشكل صحيح وموثوق.
• كمون: يمكن أن يؤثر زمن الوصول على تجربة المستخدم وأداء التطبيقات والخدمات التابعة. يمكن أن تساعد مراقبة أداء واجهة برمجة التطبيقات وجودتها وتحسينها في تقليل زمن الوصول وتحسينه، مما يضمن استجابة واجهة برمجة التطبيقات بسرعة وسلاسة.
• الثغرات الأمنية: يمكن أن تنتج الثغرات الأمنية عن عوامل مختلفة، مثل التصميم السيئ، أو نقص التشفير، أو المصادقة الضعيفة، أو التبعيات القديمة. يمكن أن تساعد مراقبة أداء وجودة واجهة برمجة التطبيقات وتحسينها في تحديد الثغرات الأمنية ومنعها، مما يضمن أن تكون واجهة برمجة التطبيقات آمنة ومحمية.

قم بتنفيذ أفضل الممارسات مثل التخزين المؤقت والضغط وترقيم الصفحات والتقييد، واطلب التعليقات من المستخدمين وأصحاب المصلحة لتحسين وظائف واجهة برمجة التطبيقات وسهولة الاستخدام.

تبسيط التصميم المعماري لواجهة برمجة التطبيقات (API) بدون تعليمات برمجية

تعتبر بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) أساس الأعمال الرقمية الحديثة. فهو يتيح تكامل البيانات والتطبيقات والابتكار وقابلية التوسع والأمان عبر الأنظمة الأساسية والأنظمة المختلفة. باستخدام بنية واجهة برمجة التطبيقات (API)، يمكنك إنشاء حلول معيارية وقابلة لإعادة الاستخدام تلبي احتياجات وأهداف عملك.

ومع ذلك، قد يكون تصميم وإدارة بنية واجهة برمجة التطبيقات (API) أمرًا صعبًا ويستغرق وقتًا طويلاً. تحتاج إلى مراعاة جوانب مختلفة مثل جودة البيانات والأداء والأمان والامتثال والاختبار. تحتاج أيضًا إلى اختيار الأدوات والتقنيات المناسبة التي تناسب متطلباتك وتفضيلاتك.

لهذا السبب تحتاج إلى أداة إدارة واجهة برمجة التطبيقات بدون تعليمات برمجية مثل Astera. Astera عبارة عن نظام أساسي قوي وسهل الاستخدام يساعدك على تصميم واجهات برمجة التطبيقات وتأمينها ونشرها ونشرها محليًا أو في السحابة أو في البيئات المختلطة. مع Astera، يمكنك:

• قم بإنشاء واجهات برمجة التطبيقات باستخدام واجهة السحب والإفلات أو القوالب المعدة مسبقًا
• قم بتحويل البيانات باستخدام الوظائف المضمنة أو المنطق المخصص
• التحقق من صحة البيانات باستخدام ميزات ملفات تعريف البيانات المتقدمة
• أتمتة سير العمل باستخدام ميزات جدولة المهام
• مراقبة الأداء باستخدام لوحات المعلومات والتقارير في الوقت الحقيقي
• واجهات برمجة التطبيقات الآمنة باستخدام ميزات التشفير والمصادقة والترخيص والتدقيق
• نشر واجهات برمجة التطبيقات باستخدام بروتوكولات RESTful أو SOAP
• نشر واجهات برمجة التطبيقات على أي نظام أساسي أو بيئة

Astera هو الحل النهائي لتصميم بنية API. فهو يبسط العملية المعقدة لإنشاء واجهات برمجة التطبيقات وإدارتها دون كتابة سطر واحد من التعليمات البرمجية.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن Astera، زيارة Asteraموقع الويب أو اتصل بنا مباشرة على +1 888-77-ASTERA. وبدلاً من ذلك، يمكنك تجربتها باستخدام الإصدار التجريبي المجاني من 14 يومًا..