Как работают интернет-сервисы по бронированию отелей?
Это большая организационная работа по привлечению отелей к сотрудничеству и предоставлению информации о резервировании мест. Очень чётко отлаженное B2B ноу-хау. Priceline (Booking.com) одной из первых начала двигаться в этом направлении и теперь имеет капитализацию в $32B.

Многие нынешние компании используют API с информацией об отелях от самого Booking.com для бОльшего охвата аудитории, наряду с собственной локальной базой отелей.
По состоянию на прошлый год, например, небезызвестный Ostrovok.ru использовал несколько сторонних API в дополнении к собственной базе российских отелей.
Технологическая составляющая B2B сотрудничества может заключаться:
 — в предоставлении отелям SaaS-платформы букинг-сервиса для оперативного (онлайн) резервирования. В этом случае букинг-сервис владеет всей необходимой информацией в реальном времени и может осуществлять резервирование с большой степенью автоматизации. Клиент делает заказ в интерфейсе букинг-сервиса, а автоматизированный бек-офис проводит транзакцию резервирования. При успешной транзакции, клиент получает подтверждение бронирования, а владельцы отеля уведомляются через интерфейс SaaS-платформы о новом резервировании.
 — в выгрузке статистики отеля пост-фактум (через API внутренней системы бронирования самого отеля) через определенные интервалы времени. Само резервирование в таком случае происходит с помощью операторов (или колл-центра, или отдельного подразделения на стороне букинг-сервиса). Операторы получают заявку от клиента, резервируют (при возможности) место в отеле (т.е. решают все организационные вопросы с отелем) и отправляют клиенту букинг-сервиса подтверждение/информацию о невозможности бронирования.
 — в некоем комбинированном способе с разной степенью автоматизации на разных участках.
В мире существуют несколько крупных систем которые являются посредниками между непосредственно отелями, авиакомпаниями и различными сервисами которые предоставляют возможность покупать/бронировать туристические услуги.
Вот описание нескольких из них: 
en.wikipedia.org/wiki/Galileo_CRS
en.wikipedia.org/wiki/Sabre_(computer_system)

Все подобные системы предоставляют API, подключив который к своему сайту вы получаете возможность предоставлять услуги по бронированию отелей, покупки авиабилетов и пр… 
Туристические агенства также используют эти сервисы.

Как правило любой отель подключен хотя бы к одной из этих систем. Таким образом подписав с ним договор Вы получаете возможность работать практически с любым отелем.