（计算机软件与理论专业论文）支持四方物流的web服务集成平台的设计与实现.pdf

中文摘要 随着物流产业的发展，传统的第三方物流在信息共享和资源整合上开始显得 力不从心，于是第四方物流应运而生。要在第三方物流的基础上构建第四方物流 管理系统，如何实现管理系统与异构平台下的三方系统间的信息交互，并将这种 交互全自动化就成为亟待解决的问题。 针对上述问题，本文提出了w e b 服务集成平台的解决方案，将各类第三方 物流提供商的信息资源和软件系统看作一个个服务，并依据服务契约和元数据模 型对这些服务进行统一封装，最后实现一系列的服务调用接口，从而解决了异构 平台间的自动信息交互问题。依据国际物流领域货物标准和第四方物流的特点对 物流流域中的重要数据结构进行建模，并在此基础上为不同的服务提供商设计相 应的服务契约：统一w e b 服务的开发规范和安全机制，在把s o a p 请求消息发 送到服务提供者之前加上w s s e c u r i t y 报头，为s o a p 报文添加用户名密码认 证、数字签名和加密信息；w e b 服务的集中存储、注册和自动获取，建立系统 专有的w e b 服务注册中心，实现w e b 服务的提交、修改和自动获取；封装一系 列w e b 服务调用接口，实现了第四方物流管理系统在只接受上下文传入的参数 就可以自动调用三方系统的各类w e b 服务，自动调用过程包括以下四步：基于 关键字的w e b 服务查询、基于w s d l 4 j 和c a s t o r 的w s d l 动态分析、基于s a a j 的s o a p 封装和基于j d o m 的s o a p 应答消息解析。 综上，本文的研究成果及其相关实现提供了一种第四方物流管理系统与异构 平台下的系统间进行自动信息交互的方案，对面向服务的体系结构的开发和构建 第四方物流管理系统有着一定的现实意义。 关键词：第四方物流异构系统w e b 服务集成平台自动信息交互w e b 服 务调用 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fl o g i s t i c si n d u s t r y , t r a d i t i o n a lt h i r d p a r t yl o g i s t i c s ( 3 p l ) 0 8 1 1n ol o n g e re f f i c i e n t l yd e a lw i t ht h ei n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dr e s o u r c e i n t e g r a t i o n t h j sp r o b l e mc a l l sf o rt h en e wf o u r t h p a r t yl o g i s t i c sr 4 p l ) t ob u i l d4 p l m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n3 p l ，h o wt oi m p l e m e n tt h ea u t o m a t i ci n f o r m a t i o n i n t e r a c t i o nb e t w e e n4 p lm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h e s eh e t e r o g e n e o u s3 p ls y s t e m s h a sb e c o m et h en e w s i g n i f i c a n tp r o b l e mt ob er e s o l v e d t m sp a p e rp r o p o s e saw e bs e r v i c ei n t e g r a t i o np l a t f o r mr e s o l u t i o nf o rt h e p r o b l e m i nt h ep l a t f o r m , t h ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e sa n ds o f t w a r es y s t e mo fe a c h3 p l a r et r e a t e da saw e bs e r v i c et h a tw i l lb ee n c a p s u l a t e da c c o r d i n gt ot h es e r v i c ec o n t r a c t a n dm e t a d a t am o d e l s a tl a s t ，t h i sp a p e ri m p l e m e n t sas e r i e so fs e r v i c ei n v o k i n g i n t e r f a c e s r e m o d e l i n gt h ek e yd a t as t r u c t u r eo fl o g i s t i c sd o m a i na c c o r d i n gt os c g a n dt h ef e a t u r e so f4 p l ，a n dd e s i g n i n gs e r v i c ec o n t a c t sf o rd i f f e r e n ts e r v i c ep r o v i d e r s b a s e do nt h en e wd a t am o d e l s ；u n i f y i n gt h ed e v e l o p m e n ts t a n d a r da n ds e c u r i t y m e c h a n i s mo fw e bs e r v i c e - - u s i n gt h ew s s e c u r i t y1 1s e c u r i t ys t a n d a r do fo a s i s a d d i n gu s e m a m e p a s s w o r da u t h e n t i c a t i o n ，d i g i t a ls i g n a t u r e ，a n de n c r y p t i o n i n f o r m a t i o nt os o a pm e s s a g e s ；i m p l e m e n t i n gt h es u b m i t ，e d i t ，a n da u t o m a t e dg a i no f w e bs e r v i c ef r o mw e bs e r v i c er e g i s t e r ；e n c a p s u l a t i n gas e r i e so fw e bs e r v i c ei n v o k i n g i n t e r f a c e s ，a n di m p l e m e n t e da4 p lm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c ho n l yn e e d st h ec o n t e x t p a r a m e t e rt oa u t o m a t i c a l l yi n v o k et h ed i f f e r e n tk i n d so fw e bs e r v i c e sp r o v i d e db y 3 p l - t h ea u t o m a t i ci n v o k i n gp r o c e d u r ei sc o n s i s t e do ff o u rs t e p s ：t h ek e yw o r d s b a s e dw e bs e r v i c ei n q u i r y , t h ew s d l 4 ja n dc a s t o rb a s e dw s d ld y n a m i ca n a l y s i s ，t h e s a a jb a s e ds o a pd y n a m i ce n c a p s u l a t i o n , a n dt h ej d o r ab a s e ds o a pr e p l ym e s s a g e a n a l y z i n g a sas u m m e r y , t h i sp a p e rp r o p o s e sa n di m p l e m e n t san e wa u t o m a t i ci n f o r m a t i o n i n t e r a c t i o nm e c h a n i s mb e t w e e n4 p lm a n a g e m e n ts y s t e ma n dh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s i ta l s op r o v i d e ss o m em e a n i n g f u lv a l u ef o rt h ed e v e l o p m e n to fs e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r ea n dt h ec o n s t r u c t i o no f4 p l m a n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s - f o u r t h - p a r t yl o g i s t i c s ，h e t e r o g e n e o u ss y s t e m , w e bs e r v i c e i n t e g r a t i o np l a t f o r m ，a u t o m a t i ci n f o r m a t i o ni n t e r a c t i o n , w e bs e r v i c ei n v o k i n g 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位敝储躲粕l 孥签字嗍撕矽年石月5 - 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞壅盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤注盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：崭- l 军 导师签名： 签字日期：知掘年月，e t签字日期：d 卯辟莎月r 日 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 近代物流产业是现在经济中最活跃的产业之一。近年来我国物流产业发展迅 速。据有关资料显示【1 】【2 ，2 0 0 5 年全国社会物流总费用达3 万亿元人民币，占 g d p 的1 8 6 ，专家预计未来几年物流产业仍可以以每年2 0 3 0 的速度高速 增长。随着物流产业的发展，对物流信息化提出了更高、更新的要求。2 0 0 4 年， 物流软件市场规模是6 6 5 亿元，未来发展空间巨大。 2 0 0 6 年8 月，国务院在批复天津市城市总体规划中表示【3 】，要将天津市 定位为国际港口城市，北方经济中心和生态城市。在未来1 5 年时间里，作为环 渤海地区经济中心的天津市，要以滨海新区的发展为重点，逐步建设成为国际港 口城市、北方经济中心和生态城市。天津作为北方最大的物流基地，保税区内聚 集了5 0 0 0 家企业，其中2 0 0 0 多家物流和贸易企业。天津已成为多种工业产品的 分拨配送基地和以第三方物流为主的国际物流中心。在我国的物流集散地中极有 代表性。 我国现阶段的物流企业有物流作业企业和物流信息企业两种类型。我国的物 流作业企业发展时间长，数量多，但“小、少、弱、散”。一大部分企业办公仍 然基于电话和传真，有的企业搞了一些信息化建设，也只是针对个别业务流程或 管理职能，信息资源不能得到很好的共享。只有少数实力强大的国家级大型物流 企业引进了完善的信息化系统，但由于社会文化和管理方式上的差异，所发挥的 作用受到了一定程度的限制。 美国的埃森哲咨询公司最早提出，企业物流业务外包有三个不同的层次【4 】。 第一层是通过合同规定一家物流服务供应商为企业提供单一的、明确界定的物流 服务；第二层是第三方物流，物流服务供应商需要提供整合的解决方案，包括两 种以上的物流服务；第三层是第四方物流，指在第三方物流的基础上，获得增值 的创新服务。第四方物流是物流业务的中间人，连接着货主企业与第三方物流两 方利益主体，它本身并不占有物流储运资源，其核心能力在于强大的资源整合能 力和卓越的供应链优化技术。第四方物流提供商一方面要能为货主企业提供优化 的物流解决方案，另一方面又需要依靠第三方物流对解决方案进行实施。 本文第四方物流管理系统即针对天津市物流产业的前景及天津物流企业现 状，通过一个集成化的第四方物流管理系统平台提供的强大的资源整合能力和卓 第一章绪论 越的供应链优化技术，将原本各自为政，“小、少、弱、散的物流作业企业和 物流信息企业集成起来，发挥各物流企业所长，合理的整合和配置各项资源，从 而达到整个物流链资源配置的最优化和总体利益的最大化。 目前，物流行业作为天津市的重点行业，受到政府有关部门的重视，在天津 市发展物流大有可为。我们应用下一代互联网技术，对物流系统中广泛存在的数 据集成、服务集成等问题进行深入研究，从根本上解决物流系统异构问题，实现 不同物流系统之间的无缝连接，有很好的市场前景。 1 2 研究目标和主要内容 本文的主要目标是研究构建第四方物流管理系统时所遇到的各种障碍，其中 着重研究了第四方物流管理系统和异构平台下的第三方物流系统间的信息交互 难题，并针对这个问题提出了w e b 服务集成平台的解决方案，并对具体的研究 成果做出了相应的软件实现。 具体的研究内容包括以下几个方面： 第四方物流管理系统中整个w e b 服务集成平台的设计。针对于第四方物 流管理系统与第三方物流系统间信息交互的需求，分析s o a 的特点与优 势，提出了w e b 服务集成平台的解决方案。 在w e b 服务集成平台中规范化统一物流流域数据模型。依据国际物流领 域货物标准s c g 以及第四方物流的特点对物流流域中的重要数据结构 进行建模，主要包括订单模型，订单的实时状态模型以及合同模型。 标准化异构系统间的复用与开发技术以及这一过程中服务契约的设计以 及安全机制的统一。分析采用w e b 服务依据服务契约对各类异构系统进 行重新封装，解除原有系统间的异构性，从而为第四方物流管理系统与 第三方物流系统间的自动信息交互打下基础。在安全性问题上采用了 o a s i s 通过的w s s e c u r i t y1 1 安全规范，为s o a p 消息添加用户名密 码认证、数字签名和加密信息。 w e b 服务的集中存储、注册和自动获取。建立系统专有的w e b 服务注册 中心，实现w e b 服务的插入、修改和自动获取。 封装了一系列的w e b 服务调用接口。实现第四方物流管理系统对三方系 统中各种w e b 服务的自动化调用，自动化调用过程包括基于关键字的 w e b 服务的查询、基于w s d l 4 j 和c a s t o r 的w s d l 动态分析、基于s a a j 的支持自定义类型的s o a p 动态封装和基于j d o m 的s o a p 应答消息解 析。 第一章绪论 1 3 论文组织结构 全文共分为以下五章。 第一章将主要阐述论文研究的现实意义，提出本课题的主要研究内容。 第二章将主要分析当前物流发展的现状，说明第四方物流的概念、实现方式 以及构建第四方物流管理系统时w e b 服务集成平台的价值所在。 第三章将对第二章提出的w e b 服务集成平台进行详细设计，主要包括以下几 个方面：总体架构、服务契约的设计、服务的注册和发现、服务层安全设计和服 务调用接口的设计。 第四章将对w e b 服务集成平台进行实现。实现业务w e b 服务的开发，完成 注册中心的建立，实现w e b 服务的注册发布、自动获取模块，最后封装了一系 列的w e b 服务调用接口，实现第四方物流管理系统仅仅接受上下文传入的参数 就可以自动化调用三方系统的各类w e b 服务。第四章的软件实现进一步验证了 第三章设计的w e b 服务集成平台的可行性。 第五章总结全文，对所做工作进行总结，指出目前存在的问题，并对未来工 作进行展望。 第二章第四方物流管理系统背景概述 第二章第四方物流管理系统背景概述 2 1 第三方物流 2 1 1 第三方物流的定义 第三方物流【5 】，英文表达为t h i r d p a r t yl o g i s t i c s ，简称3 p l ，是相对“第一 方发货人和“第二方”收货人而言的。3 p l 既不属于第一方，也不属于第二方， 而是通过与第一方或第二方的合作来提供其专业化的物流服务，它不拥有商品， 不参与商品的买卖，而是为客户提供以合同为约束、以结盟为基础的、系列化、 个性化、信息化的物流代理服务。最常见的3 p l j 艮务包括设计物流系统、e d i 能 力、报表管理、货物集运、选择承运人、货代人、海关代理、信息管理、仓储、 咨询、运费支付、运费谈判等。由于其服务方式一般是与企业签订一定期限的物 流服务合同，所以有人称第三方物流为“合同契约物流【6 j ( c o n t r a c tl o g i s t i c s ) j p 9 。 第三方物流内部的构成一般可分为两类：资产基础供应商和非资产基础供应 商。对于资产基础供应商而言，他们有自己的运输工具和仓库，他们通常实实在 在地进行物流操作。而非资产基础供应商则是管理公司，不拥有或租赁资产，他 们提供人力资源和先进的物流管理系统，专业管理顾客的物流功能。广义的第三 方物流可定义为两者结合。因此，对物流各环节如仓储、运输等的严格管理，再 加之拥有一大批具有专业知识的物流人才，使得他们可以在一定程度上有效地运 转整个物流系统。 第三方物流与企业物流、传统物流相比具有明显的特剧7 j ： o 第三方物流企业利用自己的资源并整合第二方资源为企业用户提供综合物 流服务，第三方物流企业可以拥有自己的物质资源，也可以不拥有自己的物 质资源，第二方可以是一个也可以是多个。 第三方物流企业提供合同导向的一系列综合物流服务，企业与第三方物流企 业签订了专门的合同，第三方物流企业与第一方是合约关系，因此第三方物 流企业是责任人，承担法律责任，而第二方不直接向第一方承担责任，第一 方和第二方之间是业务关系，但是没有合约关系。第三方物流企业与第二方 也有合约，第二方直接向第三方承担责任。 第三方物流企业与外包企业之间是动态联盟关系。 在当今世界上，大多数第三方物流服务公司是以传统的、“类物流”业为起 4 第二章第四方物流管理系统背景概述 点而发展起来的，如仓储业、运输业、空运、海运和企业内的物流部等。他们根 据顾客的不同需要，通过提供各有特色的服务取得成功。美国目前约有1 6 0 0 个 第三方物流服务提供者。 2 1 2 第三方物流的缺陷 第三方物流作为一种流行的物流方式活跃在流通领域，它的节约物流成本、 提高物流效率的功能己为众多企业认可。随着企业要求的提高，第三方物流在整 合社会所有的物流资源以解决物流瓶颈、达到最大效率方面开始显得力不从心； 虽然从局部来看，第三方物流是高效率的，但从一个地区、一个国家的整体来看， 第三方物流企业各自为政，这种加和的结果很难达到最优，难以解决经济发展中 的物流瓶颈，尤其是电子商务中新的物流瓶颈。另外，物流业的发展需要技术专 家和管理咨询专家的推动，而第三方物流恰恰缺乏高技术、高素质的人才队伍支 撑。于是第四方物流( 4 p l ，f o u r t hp a r t yl o g i s t i c s ) 便应运而生。 2 2 第四方物流 2 2 1 第四方物流的定义 第四方物流【8 】的概念可以定义为：一个调配和管理组织自身的及具有互补性 服务提供商的资源、能力与技术，来提供全面的供应链解决方案的供应链集成商。 物流管理的日益复杂和信息技术的爆炸性发展，使得供应链管理的过程中的的确 确需要一个“超级经理”来进行管理协调。而且，学术界、管理顾问公司、第三 方物流公司和最终客户都认为对这种实体的需要将会越来越强烈。它的主要作用 应该是：对制造企业或分销企业的供应链进行监控，在客户和它的物流和信息供 应商之间充当唯一“联系人”的角色。 在当今世界上，第四方物流正在蓬勃发展一】。在美国，r y d e ri n t e g r a t e d l o g i s t i c s 、信息技术巨头i b m 和第四方物流的始作俑者埃森哲咨询公司结为战略 联盟，使得r y d e r 拥有了技术和供应链管理方面的特长，而如果没有4 p l 的加盟 这些特长要花掉r y d e r 公司自身几十年的工夫才能够积聚起来。在欧洲，埃森哲 公司和n e wh o l l a n d 成立了一个合资企业n e wh o l l a n dl o g i s t i c ss f a ，专门经营零 配件物流，该公司由n e wh o l l a n d 拥有8 0 的股份，埃森哲占2 0 的股份。n e w h o l l a n d 为合资企业投入了6 个国家的仓库，7 7 5 个雇员；埃森哲方面投入了管理 人员，信息技术，运作管理和流程再造的专长。零配件管理运作业务涵盖了计划、 采购、库存、分销、运输和客户支持。在过去的7 年，总投资回报有6 7 0 0 万美 第二章第四方物流管理系统背景概述 元，大约2 3 的节省来自运作成本的降低，2 0 来自库存管理，其他1 5 来自运 费节省，同时，n e wh o l l a n dl o g i s t i c s 实现了大于9 0 的定单完成准确率。在英 国，埃森哲咨询公司和泰晤士有限公司的一个子公司c o n n e c t2 0 2 0 也进行了 第四方物流的合作。泰晤士有限公司是英国最大的供水公司，营业额超过2 0 亿 美元，c o n n e c t2 0 2 0 成立的目的旨在为供水行业提供物流和采购服务，c o n n e c t 2 0 2 0 把它所有的服务外包给a c t v ，一家由埃森哲管理和运作的公司，a c t v 年 营业额在1 5 0 0 万美元，主要业务包括采购、定单管理、库存管理和分销管理。 目前的运作成果包括：供应链总成本降低1 0 、库存水平降低4 0 和未完成定 单减少7 0 。 2 2 2 第四方物流的运作方式 从当前的发展状况以及先前的经验总结得出第四方物流的以下三种运作方 式【1 0 】： 1 超能力组合( 1 + 1 2 ) 协同运作模型 第四方物流和第三方物流共同开发市场，第四方物流向第三方物流提供一系 列的服务，包括：技术、供应链策略、进入市场的能力和项目管理的专业能力。 第四方物流往往会在第三方物流公司内部工作，其思想和策略通过第三方物流这 样一个具体实施者来实现，以达到为客户服务的目的。第四方物流和第三方物流 一般会采用商业合同的方式或者战略联盟的方式合作。 2 行业创新者模型 第四方物流为多个行业的客户开发和提供供应链解决方案，以整合整个供应 链的职能为重点，第四方物流将第三方物流加以集成，向上下游的客户提供解决 方案。在这里，第四方物流的责任非常重要，因为它是上游第三方物流的集群和 下游客户集群的纽带。行业解决方案会给整个行业带来最大的利益。第四方物流 会通过卓越的运作策略、技术和供应链运作实施来提高整个行业的效率。 3 方案集成商模型 在这种模式中，第四方物流为客户提供运作和管理整个供应链的解决方案。 第四方物流对本身和第三方物流的资源、能力和技术进行综合管理，借助第三方 物流为客户提供全面的、集成的供应链方案。第三方物流通过第四方物流的方案 为客户提供服务，第四方物流作为一个枢纽，可以集成多个服务供应商的能力和 客户的能力。 第四方物流无论采取哪一种模式，都突破了单纯发展第三方物流的局限性， 能做到真正的低成本、高效率、时时运作，实现最大范围的资源整合。第三方物 流缺乏跨越整个供应链运作以及真正整合供应链流程所需的战略专业技术。第四 6 第二章第四方物流管理系统背景概述 方物流可以不受约束地将每一个领域的最佳物流提供商组合起来，为客户提供最 佳物流服务，进而形成最优物流方案或供应链管理方案。而第三方物流要么独自， 要么通过与自己有密切关系的转包商来为客户提供服务，它不太可能提供技术、 仓储与运输服务的最佳结合。 2 3 构建第四方物流管理系统的难题 2 3 1 问题的产生 本文采用了方案集成商模型来实现第四方物流管理系统，从方案集成商模 型的运作方式可以看出第四方物流管理系统的最主要功能是：借助各家第三方物 流并整合各家第三方物流公司所长来为用户提供无处不在的最优化的物流服务。 第四方物流系统要整合各家第三方物流之长来达到物流在整个供应链上的最优， 那么第四方物流系统如何来和各家三家物流系统进行信息交互就成为重中之重， 而四方与三方进行信息交互，将不可避免的出现以下几个方面的问题。 1 各家三家的异构平台和不同的编程语言问题 第四方物流通过整合各资源提供商( 如货运提供商、信息提供商、咨询提供 商、技术提供商及其他增值提供商) 提供的信息和资源，来生成最优的物流解决 方案。而这些提供商原有的信息系统平台之间无论是在软硬件平台的结构上，还 是系统构建的模式上，或者是数据内容的定义、采集、处理、组织和存储格式上， 都不尽相同。因此，资源提供商之间信息系统的异构性问题是构建第四方物流管 理系统时所面临的核心问题。 2 各家三方系统在物流数据模型上的差异 各家第三方物流公司可能来自不同的服务领域，而不同服务流域的服务可能 有 不一致、甚至矛盾的数据词汇，并且两个服务层数据模型可能会为类似、但又不 同的数据类型取相同的名称，要实现与各个服务流域服务的自动化交互，建立科 学的依据一定标准的一致数据模型就成为首要前提。 3 各家三方系统在安全机制上的差异 既然存在不同平台下的系统，就像是w i n d o w 平台和l i n u x 平台，两者在服 务访问级的安全机制是不尽相同的，那么如何来统一各种平台下的安全机制也是 至关重要的问题。 4 四方如何以一种统一的方式来和各家三方进行全自动化交互 在统一了物流流域的数据模型以及服务访问级的安全机制后，如何为第四方 第二章第四方物流管理系统背景概述 物流管理系统提供一系列统一的服务调用接口，来实现第四方物流系统与第三方 物流系统间信息交互的全自动化也就成为构建第四方物流管理系统的核心难 点。 2 3 2 问题的解决方法 针对上一节提出的问题，本文惊异的发现当前流行的面向服务的架构就成为 这些问题最好的解决方案。将各类提供商的信息资源和软件系统看作一个个“服 务，并依据服务契约和无数据模型对它们进行统一的封装，最后封装一系列的 服务调用接口就可以完美的解决这些问题，实现第四方物流管理系统与各类信息 提供商之间的全自动信息交互。当前的主流是使用w e b 服务来实现s o a ，使用 w e b 服务的主要优点在于：w e b 服务是广泛普及的、简单的和平台中立的。 2 4w e b 服务 2 4 1w e b 服务的定义和优势 w 曲服务】是使应用程序可以用与平台无关和编程语言无关的方式进行相 互通信的一项技术。w r e b 服务是一个软件接口，可以在网络上通过标准化的x m l 消息传递来访问这个接口。它使用基于x m l 语言的协议来描述要执行的操作或 者要与另一个w e b 服务交换的数据。一组用这种方式相互作用的w - e b 服务在面向 服务的体系结构中定义了特殊的w e b j 艮务应用程序。在应用程序进入了网络时代 的今天，对于对象，定义通用接口的概念变得更为重要，即使位于其它平台上的 对象是用另外的编程语言编写的并且运行在其它操作系统上，也可以使这些对象 之间进行通信。w 曲服务则是基于x m l 的接口和通信这一概念，只要将w 曲服务 设计成符合相应的接口，最终可以将任何一种应用程序与另一种应用程序组合在 一起，并可以随时间的流逝自由地更改和发展应用程序。 使用w e b 服务主要有以下几个方面的优点： w e b 服务使用开放标准，使不同语言和不同平台上的组件可以相互通信。 w e b 服务能促进模块化编程方法，使公司可以复用同一w e b 服务与多个 公司通信。 w e b 服务的实现比较容易和便宜，因为它们用现有的基础结构( 如w e b 网络) 交换信息。 w e b 服务可以大大减少企业应用程序集成( e a i ) 和企业对企, _ i k ( b 2 b ) 的通 信成本，从而为公司带来实在的投资问报。 第二章第四方物流管理系统背景概述 w e b 服务可以递增实现，而不是一次性完成。这样可以减少采用w e b 服 务的成本，减少技术切换造成的混乱。 w e b 服务所使用的x m l 可以用真正与平台无关的方式来描述任何数据，以 跨系统交换数据，因此转向了松耦合应用程序。而且，w e b 服务可以在较抽象的 层面上工作，较抽象层面可以按照需要动态地重新评估、修改或处理数据类型。 所以，从技术层面上讲，w e b 服务可以更方便地处理数据，允许软件更自由地进 行通信。从更高的概念层面讲，我们可以将w e b 服务视为一些工作单元，每个 单元处理特定的功能任务。再往上一步，可以将这些任务组合成面向业务的任务， 以处理特定的业务操作任务，从而使非技术人员去考虑一些应用程序，这些应用 程序可以在w e b 服务应用程序工作流中一起处理业务问题。因此，一旦由技术 人员设计并构建好w e b 服务之后，业务流程架构设计师可以聚集这些w e b 服务 来解决业务层面上的问题。 w e b 服务试图解决的主要问题是数据和应用程序集成的问题，是将技术性的 功能转换成面向业务的计算任务的问题。这两个方面使商业人员可以就流程或应 用程序层面与他们的合作伙伴进行交流，同时为适应新形势或按照需要与不同合 作伙伴进行合作留有动态的余地。 因此，使用w e b 服务进行开发能够： 让任何平台上的用任何语言编写的服务进行交互。 将应用程序功能概念化成任务，从而形成面向任务的开发和工作流。 允许松耦合，这意味着当其中某个或多个服务在设计或实现中发生变更 时，服务应用程序之间的交互作用可能不会因此而中断。 使现有的应用程序能适应变化中的业务条件和客户需要。 向现有或原有的软件应用程序提供服务接口，而无需改变原来的应用程 序，从而使这些应用程序完全可以运行在这种服务环境下。 引入其它一些与原有功能无关的管理或操作管理功能，譬如可靠性、消 息完整性和安全性等等，从而在业务计算环境中增加了其通用性和实用 性。 2 4 2w 曲服务的体系结构及核心标准 w e b 服务是独立的、模块化的应用，能够通过网络，特别是w w w 来描述、 发布、定位以及调用。w e b 服务体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务注册 中心和服务请求者) 之间的交互。交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和 操作一起作用于w e b 服务构件，w e b 服务软件模块及其描述。 服务提供者 9 第二章第四方物流管理系统背景概述 准： 从企业的角度看，这是服务的所有者。从体系结构的角度看，这是托管 访问服务的平台。 服务请求者 从企业的角度看，这是要求满足特定功能的企业。从体系结构的角度看， 这是寻找并调用服务，或启动与服务的交互的应用程序。服务请求者角色可 以由浏览器来担当，由人或无用户界面的程序( 例如，另外一个w e b 服务) 来 控制它。 服务注册中心 这是可搜索的服务描述注册中心，服务提供者在此发布他们的服务描 述。在静态绑定开发或动态绑定执行期间，服务请求者查找服务并获得服务 的绑定信息( 在服务描述中) 。对于静态绑定的服务请求者，服务注册中心是 体系结构中的可选角色，因为服务提供者可以把描述直接发送给服务请求 者。同样，服务请求者可以从服务注册中心以外的其它来源得到服务描述， 例如本地文件、f i p 站点、w e b 站点、a d s 文本文件、d i s c o 文件等。 对应于w e b 服务体系结构中的三种角色，w e b 服务定义了以下三种核心标 u d l ) l u d d i 1 2 是一个用于记录w 曲网站提供的业务和服务( 交易、搜索等) 的基 于x m l 的规范。u d d i 是a r i b a 、i b m 、微软等公司倡导的，是为使软件能够 在网上自动发现服务并通过提供必要的转换自动同服务集成在一起设计的。 u d d i 报文附加在s o a p 协议之上，s o a p 负责调用网上的服务。 s o a p s o a p 1 3 】是微软、i b m 等公司提出的一个基于x m l 的报文协议，用于访 问网上的服务。s o a p 可以运行在任何其它传输协议上。比如可以使用h t t p 、 s m t p 、j m s 等协议来传递s o a p 消息。在传输层之间的头是不同的，但x m l 有效负载保持相同。s o a p 用x m l 将消息编码，因此在调用过程的任何一步 都很容易地处理消息。另外，调试s o a p 消息的方便性使各种s o a p 执行能快 速聚合在一起，达到大范围的协同工作。 w s d l w s d l 1 4 是微软和i b m 联合开发的一个帮助w 曲服务描述其功能的协 议。w s d l 是用来描述网络服务或终端( e n d p o i n t ) 的一种x m l 语言，它用于定 义w e b 服务以及如何调用它们( 描述w 曲服务的属性，例如它做什么，它位 于哪里和怎样调用它) 。w s d l 文档可用于动态发布w e b 服务、查找已发布 的w e b 服务以及绑定w e b 服务，w s d l 将w - e b 服务定义成一系列的端口 第二章第四方物流管理系统背景概述 ( p o r t ) ，每个端口用来表示从抽象端e l 类型( p o r t t y p e ) 至t j 用于调用w 曲服务的具 体通信协议的一个映射。端口类型由一组与服务提供者交换信息的操作组 成，它支持对包含消息的数据类型的定义。在w s d l 里，端点及消息的抽象 定义与它们具体的网络实现和数据格式绑定是分离的。这样就可以重用这些 抽象定义，消息，需要交换的数据的抽象描述；端口类型，操作的抽象集合。 针对一个特定端口类型的具体协议和数据格式规范构成一个可重用的绑定。 一个端口定义成网络地址和可重用的绑定的联接，端口的集合定义为服务。 一个完整的w s d l ) 艮务描述是由一个服务接口和一个服务实现文档组成。由 于服务接口表示服务的可重用定义，它在u d d i 注册中心被作为t m o d e l 发布。 服务实现描述服务的实例，每个实例都是使用一个s e r v i c e 元素定义的。其中 t m o d e l 中含有当前服务在网络上的唯一标识，通过这个唯一标识江服务的 请求者就可以和服务的提供者进行交互。 2 5 本章小结 本章介绍了当前物流发展的现状，针对第三方物流的不足和物流业的发展要 求，指出第四方物流将成为物流业发展的趋势，介绍了第四方物流的概念、实现 方式以及构建第四方物流管理系统时w e b 服务集成平台的价值所在。 第三章w e b 服务集成平台的设计 第三章w e b 服务集成平台的设计 3 1 实现目标和设计原则 3 1 1 平台的实现目标 w e b j 艮务集成平台【l 习( w e bs e r v i c ep l a t f o r m ) 提供了实现下列目标所需的全部 必要设施： 令服务请求者和服务提供者( 既包括业务运营服务，也包括可重用技术 服务) 可以以一致的方式进行交互，而不必关心下层的软件实现( 比如 程序设计语言、应用服务器、事务处理监控器、通信中间件、目录服务 及操作系统等等) 。 贯彻业务规则与业务策略，比如数据验证规则、服务层安全，服务层管 理及服务水平协议等。 令s o a 具有相当的伸缩性，以处理企业级，任务关键型业务需求。 w e b 服务集成平台很大程度上是基于开放标准的，因为开放标准意味着产品 中立、技术中立和中间件中立，这有助于支持和集成由各种不同的产品、技术、 平台和中间件构建的服务。 w e b 服务集成平台为促进服务请求者和服务提供者以一致的、与下层技术平 台无关的方式交互提供了一些核心设施。 3 1 2 平台的设计原则 一个适用于所有w e b 服务集成平台的原则是w e b 服务集成平台( 1 ) 应该只 提供那些用于在服务请求者与服务提供者间进行一致的、与下层技术平台无关的 交互所需设施；( 2 ) 应该实施服务层业务规则( 也称为策略实施点( p o l i c y e n f o r c e m e n tp o i n t s ，p e p s ) ) ；( 3 ) 应该具有足以处理企业级和任务关键型业务需 求的可伸缩性( s c a l a b i l i t y ) 。 应该特别注意的是，w e b 服务集成平台不应该将所有的可重用技术服务 ( r e u s a b l et e c h n i c a ls e r v i c e s ) 包括其中，因为随着需求的变化，这会造成更复杂、 更难于维护和发展的问题。相反，应该利用w e b 服务集成平台提供的核心设施， 在w e b 服务集成平台之上构建可重用技术服务，以便于对可重用技术服务作修 改，而不必修改w e b 服务集成平台。例如，可以将策略实施点( p o l i c ye n f o r c e m e n t 第三章w e b 服务集成平台的设计 p o i n t s ) 实现为s o a p 拦截器或者w s m 代理。 另一个适用于w e b 服务集成平台的原则是，w e b 服务集成平台应尽量纳入 通用设施，尤其是那些可用于自动化实施业务规则的，或者可以将应用层的复杂 性转移到w e b 服务集成平台中的。该原则说明了为什么将单点登录、基于角色 的访问控制、审核日志、可靠的消息传递和事务管理等置于w e b 服务集成平台 中的原因。尽管服务请求者和服务提供者可以在应用层将这些设施个个实现，但 是这将令应用层变得相当复杂、易于出错，并且不便自动实施服务层策略。比方 说，将基于角色的访问控制规则构建于w e b 服务集成平台之中，这将有利于这 些规则的自动实施。 3 2w e b 服务集成平台的架构设计 在第四方物流管理系统中，服务的提供者主要包括提供专业物流运输的车队 公司、提供专业货物储存的仓储公司、提供专业物流流域咨询信息的信息提供商、 提供专业地图信息的地理信息系统以及提供资金支付服务的专业财务系统。而服 务请求者就是第四方物流管理系统，系统的目的就是要整合这些服务提供者的优 势并把它们完美的结合起来，为用户提供最优化的物流服务。 要想实现第四方物流管理系统与三方系统间信息交互的全自动化，就必须搭 建一个基于开放标准，与具体的平台、技术、中间件以及通信协议等无关的通信 平台，根据第一要求并依据w e b 服务集成平台的设计原则，本文设计了以下的 w e b 服务集成平台架构，如图3 1 所示。 在本文的w e b 服务集成平台中主要包括以下关键要素： 服务契约：无歧义的、良定的( w e l l d e f m e d ) w s d l 服务接口。理想的情 况下，它应该既是人类可读的、又是机器可读的。服务契约是整个w e b 服务集成平台的基础，它是第四方物流管理系统与各类第三方物流领域 服务提供者要遵循的重要标准。 服务注册和查找：用于定位服务实例和运行时资源的名录服务，它应具 有较高的执行效率、可伸缩性和可用率。在本文w e b 服务集成平台中采 用了a p a c h ej u d d i 的一个扩展，在原有功能的基础上加入了服务的存 活率，执行时间等信息。 服务层安全：采用w s s e c u r i t y 框架定义和贯彻服务层安全策略的安全 设施，包括认证服务请求者、根据角色和上下文授权( 例如基于角色的访 问控制) 贯彻对服务提供者的访问控制、信息保密、信息完整性以及访 问者身份的不可否认性等。 第三章w e b 服务集成平台的设计 图3 - lw e b 服务集成平台架构 服务层通信模型：为s o a p 的不同交互模式和通信方式提供支持。理想 情况下，通信基础设施( c o m m u n i c a t i o ni n f r a s t r u c t u r e ) 应支持不同的交互 模式和通信方式，以便于将业务需求映射到w e b 服务集成平台上。本平 台中主要采用了响应应答模式进行通信。 服务层数据模型：各类三方虽然同属于物流流域，但是它们可能会依据 不同的标准对数据进行建模，这就为信息的自动交互带来难题，因此本 文针对物流流域依据国际物流流域标准s c g 1 6 对订单、合同以及订单实 时状态进行建模。这些模型是建立服务契约的基础，同时也是服务交互 的重要标准。 多语言绑定：用于多种编程语言的绑定。要完全支持各种应用和执行平 台，w e b 服务集成平台需要对多种编程语言提供支持，包括为所支持的 编程语言生成服务代理人与服务框架，本文中w e b 服务集成平台主要支 持j 2 e e 平台下的j a v a 编程语言开发以及v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 5 平台下 的c 语言开发。 服务开发层：说明服务平台中w e b 服务的来源。主要有三种来源：服务 组合、封装遗留系统和w e b 服务的重新开发。本