（计算机应用技术专业论文）基于xml的物流数据交换技术的研究.pdf

基于x m l 的物流数据交换技术的研究 摘要 本论文分析了良好的物流数据交换技术对于当今企业发展的重要性。总结了 国内外数据交换技术发展的现状。并构建了基于x m l 的物流数据交换中一i i 。主 要工作涉及以下几个方面： 1 ) 介绍了物流及物流的意义，分析了良好的物流数据交换技术对于降低物 流成本的重要意义。 2 ) 总结了国内外数据交换技术发展的现状，分析了国内数据交换技术中存 在的主要问题。详细介绍了x m l 、x m l 相关体系标准、x m l 的主要应用领域 以及基于x m l 的电子商务标准。 3 ) 应用v i s u a ls t u d i o n e t 中的x m lw e bs e r v i c e s 构建了基于x m l 的物流 数据交换中心，详细说明了其中包括的各功能模块，完成了部分模块的开发、测 试工作。并以订单为例模拟了订单数据通过数据交换中心进行交换的过程。 关键词：物流数据交换x m lx m lw e bs e r v i c e s t h er e s e a r c ho nt h ed a t ae x c h a n g et e c h n o l o g yo f l o g i s t i c sb a s e do nx m l a b s t r a c t t h i st h e s i sa n a y z e st h ei m p o r t a n c eo fg o o dd a t ae x c h a n g et e c h n o l o g y o f l o g i s t i c s f o r t h e e n t e r p r i s ed e v e l o p m e n t t h e a c t u a l i t i e sa n d d e v e l o p m e n to fd a t ae x c h a n g et e c h n o l o g ya r es u m m a r i z e d ad a t ae x c h a n g e c e n t e ro fl o g i s t i c sb a s e do nx g li se s t a b l i s h e d t h i sp a p e rc o n s i s t so f t h r e ep a r t s ： 1 ) t h ef i r s tp a r ti sa ni n t r o d u c t i o no fl o g i s t i c sc o n c e p ta n dt h ev a l u e o fl o g i s t i c s t h ei m p o r t a n c eo fg o o dd a t ae x c h a n g et e c h n o l o g yo fl o g i s t i c s i sd i s c u s s e dh e r ef o rd e c r e a s i n gc o s ti n1 0 9 i s t i c s 2 ) t h ea c t u a l i t i e sa n dd e v e l o p m e n to ft h ed a t ae x c h a n g et e c h n o l o g y i ss u m m a r iz e di nt h es e c o n dp f l r t t h em a i np r o b l e mo fi n t e r n a ld a t a e x c h a n g et e c h n o l o g yi sa n a l y z e d h e r e ，t h ec o n c e p to fx m l i sd e t a i l e d l y e x p l i c a t e d i n c l u d i n g r e a t v es t a n d a r do fx m f ，t h em a i na p p l i c a t i o na r e a o fx 矾la n dt h ee - c o m m e r c es t a n d a r db a s e do nx m l ，e t c 3 ) ad a t ae x c h a n g ec e n t e ro fl o g i s t i c sb a s e do nx m li se s t a b l i s h e d w i t ht h ex m lw e bs e r v i c e su s i n gv i s u a ls t u d i o n e t i nt h i sp a r t ，t h em a i n m o d u l eo ft h a ti se x p l i c a t e d s o m em o d u i eh a v eb e e nd e v e l o p e da n dt e s t e d ， a sa ne x a m p e ，t h ee x c h a n g i n gp r o c e s so fa no r d e rd a t at h r o u g ht h ed a t a e x c h a n g ec e n t e r i s p r e s e n t e dh e r e k e yw o r d ：l o g i s t i c sd a t ae x c h a n g ex m l x lw e bs e r v i c e s 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及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得扭缝型堂盟宜瞳或其 他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我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谢意。 学位论文作者签名： 司舳掳 签字日期：函印年9 月ii 同 学位论文作者签名：嘲舳攫 签字日期：函印年9 月同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解扭撼型堂婴塞瞳有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文 被查阅和借阅。本人授权扭越型堂班究瞳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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：间兆凛 导师签名 签字同期：跏- 牛年9 月f 1 日签字日期斛争月r ，f i 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 1 1 课题背景 第一章绪论 随着电子商务时代的到来，越来越多的企业已经或者将要成为电子商务企 业。信息化的建设对于当今企业有着非同寻常的意义。 在当今企业的信息化建设过程中，企业内部各子系统之间的数据交换，企业 前台b 2 b 网站与后台管理系统之间的数据交换，销售商供应商客户与企业前台 系统间的数据交换构成了供应链完善的信息流。在供应链的每一个环节，信息交 换都相当频繁，良好的信息沟通手段是当今企业生存的基础，它能够有效地降低 企业成本，提升企业核心竞争力，对企业的发展具有重要的意义。一个典型的制 造型企业的b 2 b 供应链系统如图卜1 所示 供戍商镝t ! i 掰 隔而 铡 涸 e t t p s c r r c i c 艄p 磷cr v c o 供盥商7 帮1 等商睹台b 2 b 嗍站供应链蠡白：e r p m r p ii 系统应用堪j i i _ j ，o 箭滩界师 图1 1 典型的制造型企业的b 2 b 供应链系统 目前，在企业内部会存在各种不同的应用系统，如：e r p 、s c m 、c r m 、库 存管理系统和一些企业的遗留系统。这就需要一种通用有效的数据交换平台将这 些系统连接起来，使它们不再成为“信息孤岛”，而真f 成为可方便进行交互的 系统，即e a i ( 企业应用集成) 。另外，在实际的应用中，如物流中心、邮政中 心、海关、第三方物流企业等，它们需要与许多企业发生联系，进行数据交换。 这时就需要建立数据交换中心来负责企业问的信息交互。 无论想构建哪一种数据交换的应用，我们都需要一种数据标准格式作为数据 的载体，而且它应浚是经过检验的国际标准，并且与平台、语言无关。目前，只 北京机械工业自动化研究所 罾薯彳 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 有x m l 满足这样的要求。丽从自控中心的实际出发，目前物流方面主要在立体 仓库业务上，也涉及到立体仓库库存管理系统与其他系统，如调度系统、e r p 系统、企业内部的其他管理系统的信息集成，同样有数掘交换的需求。 基于以上的分析与考虑，确定了本论文的研究内容为基于x m l 的物流数据 交换技术的研究。 1 2 基于x m l 的数据交换平台 本论文给出了基于x m l 的数据交换平台的统一的三层结构模式，此三层结构 模式以w e bs e r v i c e s 为核心。它采用s o a p 协议进行数据传输，s o a p 协议适用 于局域网与广域网，并且能够通过防火墙的验证。w e bs e r v i c e s 可以被支持s o a p 的平台所访问，这就使得系统能够为基于不同平台的用户提供服务。 论文中应用此三层结构模式构建了基于x m 。的物流数据交换中心。它在发 送、接收数据，请求、应答的实现，与数据库交互操作，异常处理等方面的设计 思想也同样能够应用于企业内部各系统间的数据交换。 构建的物流数据交换中心实现了) c i v i l 格式业务数据的接收与发送、历史数 据的保留、异常的处理以及数据库的相关操作。 1 3 物流综述 1 3 1 物流定义 “物流”( l o g i s t i t s ) 的概念最初源自美国，原意为“后勤”，指军队在战 时运输武器、弹药和粮食给养，2 0 世纪j 0 年代引入经济领域( 时称“实物配送” 或“货物配送”) ，6 0 年代传入同本，当时的解释是在连接生产和消费间对物资 履行保管、运输、装卸、包装、加工等功能，以及作为控制这类功能后援的信息 功能，它在物资销售中承担桥梁的作用。根据ir 华人民共和国国家标准物流术 语，物流的定义为物a 自从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、 储存、漱卸、搬运、包牝、流通加t 、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。 北京机械工业自动化研究所 2 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 1 3 2 物流的意义 2 0 0 1 年，国家六部委联合印发的关于加快我国现代物流发展的若干意见 明确指出：物流是企业降低物质消耗、提高劳动生产率的”第三利润源”。 高效合理的物流，能在5 个方面创造利润：a 、促进国民经济的合理布局， 有利于社会资源优化配置；b 、有效地使用社会流通设施及设备，节约社会财富： c 、减少流通环节，缩短生产周期，加速资金周转；d 、简化信息流通渠道，增强 社会财富的可调节性；e 、节约生产和流通物资的损耗。 物流体系的价值最早是在二战中得到认识的，至今共经历了七次价值发现。 所谓第七次价值发现是在1 9 9 7 年东南亚爆发经济危机之后，人们在分析和总结 东南亚各国和各地区的情况时发现，以物流产业为重要支柱产业的新加坡、香港 有较强的抗御经济危机的能力。例如，t 9 9 8 年，受金融风波影响较大的马来西 亚经济增长为一6 ，8 ，泰国为一8 o ，东盟为，9 4 ，与之相比较，香港情况较好， 为5 1 ，而新加坡则实现了1 5 的正增长。这个发现完善了现代物流不仅对于 微观企业有着特别的意义，对于国家的经济发展也有着非常重要的意义。物流作 为一个产业，在国民经济中地位非常重要，它能够起到完善结构、提高国民经济 总体质量和抗御危机的作用。物流发展水平已经成为一个国家综合国力的重要体 现。 1 4 物流成本分析 1 4 1 物流成本定义 物流成本( l o g i s t i c sc o s t ) 就是物流活动中所消耗的物化劳动和活劳动的货 币表现。物流成本一般由库存费用、运输费用、管理费用三部分组成。 1 4 2 降低物流成本的意义 要想使物流活动真正成为企业的”第三利润源”，那么物流活动本身的消耗就 不能过大，也就是况物流成本不能过高。 美国物流成本占g d p ( 国内生产总值) 的比重在二十世纪九十年代大体保 北京机械工业自动化研究所 3 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 持在l i 4 1 1 7 范围内，而进入二十世纪最后十年，这二一比重有了显著下降， 由1 1 以上降到1 0 左右，甚至达到9 9 。 根据中国物流与采购联合会统计：中国与物流相关的年总支出达1 9 0 0 0 亿 元人民币，占g d p 的比重为2 0 左右。制造业的物流成本也居高不下，据统计， 物流成本占制造成本的比率达到3 0 以上。由以上数据可以看出，国内的物流 成本要比美国的物流成本高出许多，所以降低物流成本是摆在我们面前的急需解 决的问题。 1 4 3 影响物流成本的因素 如上所述，物流成本一般由库存费用、运输费用、管理费用三部分组成。 美国通过对2 0 年来物流成本的分析得到的结论是：运输成本在g d p 中比 例大体保持不变，而库存费用比重降低是导致美国物流总成本比例下降的最主要 的原因。这一比例由过去接近5 下降到不足4 ( 相当于节省了1 0 0 0 亿美元) 。 也就是说利润的源泉更集中在降低库存，加速资金周转方面。 中国的劳动力成本、物流资源成本、设备成本均大大低于发达国家的条件下， 中国的物流总成本应该比发达国家低得多，而不是高得多。这说明中国的供应链 过程中发生了巨大的隐含成本，而其中的库存成本是影响供应链效率最大的因 素。根据统计，中国企业产品的周转周期为3 5 4 5 天，而国外一些企业的产品库 存时间不超过1 0 天。尤其在我们特别敏感的行业当中，比方信息产业，手机大概 每个星期价格都在调整，如果不能做到零部件的供应方式，库存越多，不但增加库 存费川，而且使得零部件急剧降价。在流通领域当一h 国外好的流通领域企业大概 。年的自转率为2 2 次左右，我们的企业大概也就是2 次左右，资金周转一次带来 次利润，这样的周转速度的降低，实际上减少了企业的收入和核心竞争能力。 之所以在中国的库存时间过长主要是因为供应链伙伴间的协同和运作方式 的不同造成的。供应链伙伴问的协同运作涉及到诸多具体问题，其中核心的问题 是供应链伙伴间必须建立电子化的沟通手段，否则即使有再多的人也无法在数小 时之内完成数以千计的订单、发货单、装箱单、签收单等物流过程的信息处理。 由以上分析可以看出，导致物流成本过高的主要因素是因为库存成本过高， 而对于固内的企业来说，影响库存成本的一个重要因素就是供应链伙伴之间缺乏 北京机械工业自动化研究所 4 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 良好的以物流数据交换技术为基础的屯子化沟通手段。 目前，国内企业都比较注意企业e r p 的建设，企业内部e r p 的实施对企 业内部生产过程控制、整体效率的提高、企业资源的有效整合、企业决策的制定 都起了很大的推动作用。但是，随着企业的扩大、信息化社会的来临，与外界的 联系与交流也不断增加，缺乏良好的电子化沟通手段无疑成了企业间的一大瓶 颈。物流企业更是如此，尤其第三方物流、第四方物流在现代物流中的出现使得 物流企业与其他企业之间、物流企业与物流企业之间的信息交流迅猛增长，这就 需要有一个良好的以物流数据交换为基础的信息系统贯穿于不同的企业之间来 提高物流的效率，从而降低物流成本。 物流信息存在于物流业务整个过程的各个环节。在物流业务过程中，伴随着 海量的信息，信息的流动贯穿物流的始终，物流信息对安全性、及时性、一致性 要求很高。需求推动技术的发展，当代技术的迅猛发展使得物流行业的自动化、 信息化、网络化成为可能。 对传统的物流企业的现代化改造催生了现代物流，现代物流赋予了物流企业 一种全新的概念和竞争力。在对现代物流的研究中，物流信息的获取与共享一直 是一个重要课题，物流的总成本与物流信息的占有量成反比，追求最低物流总成 本的全球大物流在当代先进网络技术、计算机技术大发展的推动下逐步形成。 北京机械工业自动化研究所 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 第二章数据交换技术发展综述 数据交换技术的基础为计算机应用系统、通信网络和数据交换标准。计算机 应用系统提供了硬件、操作系统以及应用软件；通信网络使得互联成为现实：而 数据交换的标准在互联的基础上真正实现了有效的互通。 2 1 计算机应用系统 在计算机硬件方面，目前，市场上主流配置的p c 机已经能够完全满足企业 的日常应用。而在服务器中使用的r a i d 技术、集群技术等也为稳定的企业级应 用提供了更多的保证。 在操作系统方面，目前主流的操作系统是微软的专利型w i n d o w s 系列操作 系统和代码公开的开放资源型的l i n u x 操作系统。在服务器操作系统市场主要以 w i n d o w s 2 0 0 3 2 0 0 0 s e r v e r 系列和u n i x 系列操作系统为主。 操作系统向下连接硬件，向上为应用软件提供了支持平台。本论文中所涉及 到的应用软件包括使用n e t 开发的w e b 服务和客户端软件，数据库系统软件等。 2 2 通讯网络 当前在广域网与局域网中，最为流行的通信协议就是t c p 口。t c p i p 应用 层包括所有高层协议。其中包括我们经常用到的f t p 和h t t p 。f t p 用于实现互 联网中交互式文件传输功能，h t t p 用于w w w 服务。目前，大多数的数据交 换中心都是通过f t p 方式来传送文件的。而在bt oc 类型的电子商务中，顾客 是通过h t t p 的方式与电子商务网站进行数据交互的。 在通讯网络中，安全性相当重要。目前，在电子商务中使用的信息安全技术 主要有：加密技术和密钥管理技术、数字签名技术、防火墙技术、c a ( c e r t i f i c a t e a u t h o r i t y ) 技术等。这些技术的应用为电子商务应用和企业的网络安全提供了可 靠的保证。 北京机械工业自动化研究所 6 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 2 3 数据交换标准 2 3 1 平文件( f l a tf i l e ) 说到数据的标准格式，人们很容易想到w o r d 、e x c e l 等文件格式，但它们并 不是操作系统默认情况下能够读懂的格式，例如：如果人们想要在w i n d o w s 操 作系统下阅读w o r d 文件时，还必需安装o f f i c e 软件。而平文件却是每个操作系 统默认支持的文件格式，占用空间也i l i d , ，对其编程也相对容易，所以自然成为 数据交换的标准文件格式。 2 3 1 1 普通的平文件 普通的平文件即符合一定格式的平文件，它适合于小范围内的数据交换，如 企业内部。以下是一个物流监控系统中一个平文件的实例： m e s s a g et y p e ：c u s o g t f i l ec r e a t et i m e ：2 0 0 3 0 4 110 8 5 0 s e n d e r ：d c t d l r e c e r v e r ：c u s d l c c ： t e x t ： 0 9 0 0 0 0 i g l d u 9 0 5 9 1 2 4 2 3 5 0 0 0 0 z t4 0 g p 辽b 9 6 6 6 1g a i a 3 1 4 w2 0 0 3 0 4 1 1 0 8 5 0 0 4 0 0 d c t e r r o r t o s 这个文件记载了车辆的部分信息，它使用标记( s e n d e r 、t e x t 等) 来表示不 同的内容部分，从中只可以看出是有关车辆的信息，但无法看出细节，自描述性 差。普通平文件可以完成企业内部或者某一系统内部的数据交换，但如果需要与 其它系统进行数据交换，而其它系统使用了另外一种数据格式，则还要再开发应 用程序进行格式转换，可扩展性差。 北京机械工业自动化研究所 7 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 2 3 1 2e d i 7 0 年代以来，世界经济转向以信息技术为推动力的发展阶段，国际贸易空 前活跃，市场竞争十分激烈。随着全球性的贸易额大幅度上升，带来各种贸易单 证和文件数量的激增。据有关专家的估计，平均每做成一笔生意，需要3 0 份纸 面单证，全世界每年因贸易活动而产生的纸面文件浩瀚如海。这些纸面文件的成 本高，传递速度慢、重复处理多，不能应付瞬息万变的市场变化。于是，提高商 业文件的传递速度和处理速度就成为整个贸易链中所有成员的共同需求，e d i 就 是在这样的背景和需求下以计算机、网络通信和数据标准化为基本框架应运而生 并且迅速在世界各主要工业发达国家和地区得到广泛应用。i s 0 1 9 9 4 年确认了 e d i 的技术定义：根据商定的交易或电文数据的结构标准实施商业或行政交易， 从计算机到计算机的电子数据传输。 当使用e d i 时，贸易伙伴不需要具有相同的文件处理系统。当贸易伙伴发 送一个文件时，e d i 翻译软件将其专用格式转换成一个共同标准格式。当接收这 个文件时，e d i 翻译软件自动将其标准格式转换成文件处理软件能识别的专用格 式。处理流程如图2 1 所示： 图2 - 1e d i 单证处理过程示意图 北京机械工业自动化研究所 8 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 关于e d i 的标准格式，目前国际上通用的有：联合国的e d i f a c t 、美国的 a n s ix 1 2 等。现在x 1 2 已经被吸收到e d i f a c t ，使得国际间可以用统一的标 准进行电子数据交换。 e d i 将电子信息技术与商业活动较好地结合起来，在运输业、零售业、制造 业、通关报关、贸易业等行业有了较多的应用。尤其对于那些信息吞吐量大，复 杂度高，安全性、可靠胜、完整性、及时性要求很强的高端bt ob 应用有着独 特的优势。不过，e d i 虽然在技术上已经相当成熟，但始终无法获得广泛地商业 应用，它有如下几方面的局限性： 1 ) e d i 标准的结构灵活性差，不能随着与其对应的业务环境的变化同步： 2 ) e d i 数据侧重于机器对信息的可读性，人工阅读e d i 数据简直相当困难； 如下面就是一份正式的e d i 文件： s t 8 5 0 0 0 0 11 b e g 术o o 书s a 丰a 1 2 3 4 5 6 半术1 9 9 8 0 5 0 7 f d t m * 0 0 2 * 1 9 9 8 0 5 1 4 l n i * s t * * 9 * 1 1 2 2 3 3 4 4 5 0 0 0 0 i n 2 * a b cc o * b r a n c h1l n 3 1 2 3 4m a p l eg r o v es t n 4 * a p p l eg r o v e c a 9 8 7 6 5 l p 0 1 l * 6 * e a * 5 7 4 十 b p * 0 0 0 5 4 3 2l8 7 6 5 4 7 d t m * 0 0 2 * 1 9 9 8 0 5 2 2 1 p 0 1 2 1 2 * e a * 8 7 $ $ b p * 0 0 0 5 4 3 21 6 4 7 4 3 7 i p o i $ 3 $ 1 2 * e a * 1 0 7 j $ b p * 0 0 0 5 4 3 2 1 6 7 4 3 1 0 i s e * 1 2 * 0 0 0 1f 以上是一份符合a n s ix 1 24 0 4 08 5 0 规则的e d i 文档。它的每一行不同内 容之间用“分隔，并且每一行以“i ”结尾。其实，这是对一份商业购买定单 的描述。但从中我们得不到任何信息，必须拿着专业的标准手册对照才能看懂， 北京机械工业自动化研究所 9 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 可读性很差 3 ) 所有e d i 数据都不能通过w e b 来进行数据搜索和定位，也无法在w e b 上显示，但这f 是现代i n t e r n e t 小型企业与一些不固定商业伙伴进行小型交易的 最基本要求； 4 ) e d i 标准基于传统商业事务规则，由于社会发展、规则的进步，有许多 商务应用己无法使用早期的e d i 标准。 e d i 经历近3 0 年的发展，因费用昂贵，中小企业( s m e ) 难以接受，一度 举步为艰，而当今企业又需要数据交换的解决方案。i n t e r n e t 是全球网络，较e d i 以前使用的增值网，费用便宜得多，所以基于i n t e r n e t 的e d i 为e d i 的广泛使用 带来了生机，2 0 世纪9 0 年代i n t e m e te d i 出现并获得迅速发展。e d i 作为企业 之间商业单证信息交换标准格式将继续存在，而且在x m l 出现后，e d i 开始与 x m l 结合，并逐渐向基于x i v i l 的电子商务标准体系进行转变。 2 3 2 置标语言 2 3 2 1g m l 与s g m l 2 0 世纪6 0 年代，i b m 的三位学者为了解决由不同专用格式创建的法律文件 不能在公司不同部门间相互移植的问题，提出了任何可互操作系统的3 个主要要 求： - 文件处理程序需要支持一个公共文档格式； 这个公共文档格式对特定的领域是专用的： 为了达到高度可靠性文档格式必须遵守特殊规则。 这个文档格式编排系统成为通用置标语言g m l 。后来，通过对g m l 的丰富和 发展，建立了标准通用置标语占s g m l ，并于1 9 8 6 年被国际标准化组织i s 0 批准 采用，发布为8 g m l ( 通用置标语言标准i s 0 8 8 7 9 ：1 9 8 6 ) 。 2 3 2 2x m l 由于s g m l 诞生于网络飞速发展之前，因此它在很多方面是针对书面而非 网络传输。而且s g m l 文档过于冗余，仅语法说明部分就有5 0 0 多页，这为实 北京机械工业自动化研究所 1 0 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 现一个完整而成本低廉的支持该标准的软件设置了障碍。- 2 d 世纪8 0 年代只有少 数大公司内部实现了s g m l 的推广。总的来说，s g m l 过于庞大，难学难用， 在计算机上实现也十分困难，所以没有得到真f 地推广。 h t m l 是s g m l 的一个实例，它的标签集合和文档格式是作为标准固定下 来的。相对与s g m l 针对于书面，h t m l 针对于网络，它的重点是在网络上很 清晰地组织信息。h t m l 的出现为网络带来了蓬勃发展，但随着网络的进一步发 展，h t m l 又在很多方面限制了网络的深入发展。一方面，h t m l 的标签是固 定的，缺乏扩展性；另一方面，h t m l 侧重于数据的表现，基本没有对于数据语 义描述，这使得网络搜索、智能代理等网络应用十分不便，大大影响了实现的效 率，有的几乎无法实现。在这种情况下，w e b 标准化组织w 3 c 建议使用一种 s g m l 的精简版本，x m l 应运而生。 x m l 非常适合作为数据交换的载体。它本身是一种标记语言，所以x m l 格式的文档同时适合人与机器阅读。x m l 的相关国际标准提供了对x m l 文档 的验证功能、转换功能以及对x m l 的操纵功能等功能。验证功能可以用来验证 x m l 文档的有效性：转换功能可以将x m l 格式转换为h t m l 格式、另一种x m l 格式、甚至是e d i 格式，这样就可以方便地与其他的系统进行接口；我们可以 利用对x m l 操纵的国际标准来遍历x m l 文档，找到所需的节点或者属性。这 些特点为基于x m l 的数据交换提供了强大的支持。下一章将详细介绍x m l 及 其相关标准。 2 3 3 国内外数据交换技术发展情况 在国外，e d i 是在大公司的推动下发展超来的，并且已经得到了很大的发展。 有些国家甚至规定没有使用e d i 的企业不允许加入企业协会，这就意味着这些 企业将失去很多机会和优惠条件。x m l 出现后，最主要的应用就是在数据交换 方面，自然成为e d i 的替代者。国外已经建立了一些基于x m l 的电子商务标准 体系，如e b x m l 、r o s e t t a n e t 、x m l e d i 等。世界5 0 0 强中的大多数企业已经 开始通过r o s e t t a n e t 进行数据交换，并且将逐步淘汰e d i 。 由于新技术的出现与应用主要集中在欧美的发达国家。目前国内处在一种跟 随的状态。e d i 出现以后，中国政府的相关部门也制定了中国的e d i 标准，并且 北京机械工业自动化研究所 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 进行了推广。但是由于e d i 的建设与维护成本较高，中国的e d i 没有获得大范 围的应用。除了一些政府职能部门和大型的国有企业，如海关总署、中外运集团 等，其他企业和部门很少使用e d i 。并且国内的一些e d i 平台也并不是符合国际 标准的e d l ，也只是自定义一些格式文件来进行数据交换。总的来说，e d i 没有 在中国发展起来。x m l 的出现，给国内的数据交换应用带来了新的生机。一方 面，国内的一些组织和机构开始着手基于x m l 的标准体系的研究，其中具有代 表性的就是中国科学院软件研究所电子商务技术研究中心联合中国电子信息产 业发展研究院、用友软件集团、神州数码、8 8 4 8 电子商务公司等单位发起的 c n x m l ( 中国特色的x m l ) 的研究。另一方面，国内已经出现了应用x m l 进 行数据交换的成功案例，如：宝供物流的数据交换平台、s y b a s e 为中国远洋物流 公司构建的应用集成平台( i n t e g r a t i o no r c h e s t r a t o r ) 等。 x m l 的应用在国内刚刚起步，并将获得巨大的发展。但是，x m l 在中国的 发展存在很大的问题，那就是标准问题。国外的标准都是由对全球经济有举足轻 重影响的跨国大公司发起、提交、参与而形成的，具有很强的影响作用，所以很 容易推广和应用。而国内无疑缺少这种规模的公司，所以国内的标准工作大多数 由科研院所、标准化组织等部门发起，很难获得广大公司的支持。最终结果还是 各自为政，出现所谓的学术割据。虽然，x m l 的相关标准支持不同x m l 格式 数据的相互转换，但这样势必要增加成本。这种现象也许会在相当一段时间内存 在。 北京机械工业自动化研究所 1 2 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 第三章x m l 相关技术及主要应用领域 3 1x m l 概述 x m l 是由互联网联合组织( w 3 c ：w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ) 于1 9 9 8 年 2 月发布的一种标准( 或一组规范) ，描述了一类被称为x m l 文档的数据对象， 同时部分描述了处理这些数据对象的计算机程序的行为。x m l 是s g m l 的一个 精简子集，与h t m l 不同的是它可以像s g m l 那样，作为元语言来定义文件格 式。x m l 没有固定的标签集，可以根据段落信息的语义进行定义，这也正是x m l 中e x t e n s i b l e 的含义。 s g m l 常用的部分只占2 0 ，x i v i l 抛弃了s g m l 中不常用的部分，使它精 简了8 0 。x m l 使用一个简单而灵活的标准格式，为基于w e b 的应用提供了一 个描述和交换数据的有效手段。h t m l 描述了显示数据的通用方法，而x m l 提 供了直接处理数据的通用方法。x m l 具有可扩展性、自描述性、数据与显示相 分离性、跨平台性等特性。可扩展性在上面已经介绍过了；自描述性是指标签可 以用来描述标签中内容的具体含义；数据与显示相分离是指x m l 只负责描述数 据的语义信息，而它的格式在c s s 或x s l 中进行定义，这样同一份x m l 文件 就可以以多种方式进行显示；跨平台性是指h t m l 在设计时将w e b 浏览器视为 唯一的一种应用平台。如果将h t m l 作为一种数据标准，基于w e b 的应用将过 多地依赖服务器上的c g i 描述来处理w e b 页面中的数据，这样会大大地加重 i n t e m e t 网络的负载。而x m l 作为s g m l 的子集，与生俱来地带有跨平台的特 性。 3 2 x m l 要素 x m l 主要包括三个要素：d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ，文档类型定义) 或x m ls c h e m a ( x m l 模式) ，x s l ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e ，可扩展样 式语占) 和x l i n k ( e x t e n s i b l el i n kl a n g u a g e ：可扩展连接语言) 。d t d 和x m l s c h e m a 规定了x m l 文件的逻辑结构，定义了x m l 文件中的元素、属性以及元 素和属性之蒯的关系，用于帮助检验x m l 文档标记的合法性和文档的有效性； 北京机械工业自动化研究所 1 3 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 x s l 是用于规定x m l 文档样式的语言，定义了描述样式的词汇集，它使得数据 与其表现形式相互独立，其通过n a m e s p a c e ( 名域) 实现统一的x m l 文档数据 表示以及数据的相互集成；x t i n k 可以将w e b 上已有的简单链接进一步扩展。 由于x m l 文档的结构化、表现形式与数据的独立性、可扩展性和可校验性 以及与厂商和平台的无关性，使得使用者可以定义任意复杂程度的数据、以用多 种数据发布内容，所有这些完全由用户需求驱动，是一个开放的标准。 以下归纳了x m l 三要素的特征： 1 ) x m ls c h e m a 定义了x m l 文档的结构。这种文档具有层次性和半结构 化，既有较好的可读性，也利于数据库的解析存取； 2 ) x s l 的使用，使得x m l 文档具有了多样化的表现风格，同时保证了数 据的存取与数据表现形式的独立性； 3 ) x l i n k 进一步加强了x m l 文档的表现风格的多样性。 x m l 文档的这些特征，使得x m l 在企业间电子商务以及企业应用集成中 有着广阔的使用前景。 3 3x m l 及其相关标准 x m l 文档中能够出现的有效对象为注释、元素、属性和处理指令。注释用 “c r 和“一! ”引起来，界于其问的内容会被x m l 处理器忽略：元素由标记 定义，包括开始标记和结束标记。元素的基本语法格式如下： 文本内容 c 标签 。如果一个元素从文件头一直到文件尾，包含了文件中所有的数据信息， 就称之为根元素，被嵌套在内的元素成为子元素，x m l 中的元素之i n j 不是简单 的前后次序关系，而是具有明确的从属、依赖等关系。属性是对元素的迸一步说 明，必须出现在起始标签中。属性以名称取值对出现，属性名不能重复，名称 与取值之间用等号“= ”分隔，并用引号将取值引起来。处理指令给x m l 解析 器提供信息，使其能够正确解释文档内容，它的起始标识是“ ”。 x m l 必须组织良好，这意味着文件必须满足以下规则： 文档以x m l 声明 开始； 有一个包含所有其他内容的根元素； 所有元素必须合理的嵌套，不允许交叉嵌套； 北京机械工业自动化研究所 1 4 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 起始标签和结束标签应当匹配： x m l 对大小写敏感，并且x m l 不会忽略空格； 属性必须包括在单引号或双引号中； 标签和属性的命名是合法的，元素中的属性不允许重复： 人们将遵循上述语法规则的x m l 文档称为结构良好的x m l 文档。而将带 有内部或者外部d t d 或x m l s c h e m a 的结构良好的x m l 文档称为有效的x m l 文档。 d t d 和x m ls c h e m a 都提供了对x m l 的验证手段，正是有了这种验证才 确保了x m l 文件确实遵守了指定的格式，而这个格式有可能是一个标准，也有 可能是数据交换双方共同制定的协议，也正是因为这点，x m l 才能真正在电子 商务领域中发挥作用。d t d 即文档类型定义。在d t d 中主要定义元素声明，包 括元素的内容和元素的排列组合方式、实体声明和属性的种类。由于d t d 在有 些方面不能满足应用需求，所以就诞生了x m l s c h e m a 。x m l s c h e m a 本身就是 一个格式良好的x m l 文档，而且也提供了对x m l 文档更加灵活的控制和更加 多样的数据类型。 前面已经说过x m l 是将数据的内容和格式分别表述的。x s l 就是为x m l 数据提供样式表述的语言。为一个x m l 文档声明样式单的语法为： ，这个声明一般放在x m l 文档的x m l 声明和根元素之间。通过运用x s l 的语法，我们可以将x m l 文档 转换成我们需要的输出形式。 3 。4x m l 的操纵方法 w 3 c 制定了用来处理x m l 文档的两种标准编程对象接口，d o m ( d o c u m e n t o b j e c t m o d e l ) 和s a x ( s i m p l e a p i s f o r x m l ) 。 1 ) d o m d o m 即文档对象模型。w 3 cd o m 提供了一种像对待节点树一样来处理 x m l 文档的方法。d o m 是一种与平台和语言无关的接口，它允许程序和脚本动 态访问和修改文档的内容、结构和类型。x m l d o m 定义了一系列的对蒙和方法 对d o m 树的节点进行各种随机操作。x m l d o m 的设计概念为，将操作的x m l 北京机械工业自动化研究所 1 5 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 文件放入x m l d o m 树对应的节点中，x m l 文件中的所有的东西都变成了x m l d o m 树上的一个节点。 d o m 将x m l 文件全部读入内存中，然后将各个元素组成个数据树，以 便快速访问各个节点。由于将文档全部读入内存非常消耗系统性能，因此对较大 的文档不宜采用d o m ，而是采用基于事件处理的s a x 或某种语言专用的方法， 如：n e t 中的x m l r e a d e r 、x m l w r i t e r 等。目前，a s p 、j a v a 、j s p 、c 十+ 、n e t 等语言或脚本都支持d o m 。 2 ) s a x s a x 即简单应用程序接口，也称为事件驱动接口。它在对x m l 文档进行分 析时，发出一系列的事件，应用程序通过事件处理函数实现对x m l 文档的访问。 由于事件触发本身是有时序性的，因此，s a x 分析器提供的是一种对x m l 文档 的顺序访问机制，对于已经分析过的部分，不能再倒回去重新处理。s a x 的优 点是可以解析任意大小的文件、适合读取特定的数据、简单并且快速；它的缺点 是无法随机存取文档、难以实现复杂的查询。 3 5x m l 中的安全机制 2 0 0 2 年4 月，w 3 c 组织公布了最新的x m l 加密和签名规范，从对称加密 算法、密钥传输与协商、消息摘要、文档签名等方面进行了规范格式说明。并且 明确提出了可以实现x m l 文档的元素级、元素内容级和全文级的加密。为x m l 数据交换提供了全球范围内的统一安全标准。 3 6x m l 的主要应用 最近几年，x m l 得到了快速的发展，已经成为i n t e r n e t 上电子商务应用程 序之间定义数据交换格式的首选方案。同时，也建立了一些相关的系统，如 , v | i c r o s o f t 提供的b t z t a l k 框架，s o f t w a r ea g 提供的t a m if i o 系统，以及 c o m m e r c e o n e 的x c b l 和m a r k e t s jt e 。现介绍x m l 的主要应用。 北京机械工业自动化研究所 1 6 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 3 6 1 x m l 在数据交换上的应用 可以说数据交换是x m l 最主要的应用。从商业角度来看这也是x m l 最 大的贡献。数据交换的核心问题是信息的标准化，主要解决信息的可理解性问题， 包括人和机器对信息的理解。其中，更重要的是机器对信息的识别，并能根据数 据进行自行处理。x m l 的出现，为信息的标准化提供了有力的工具。 行业标准委员会可以在同一应用领域制定一个标准，参与者按照这个标准组 织数据，就可以进行数据交换。图3 一l 为数据交换应用示意图。 图3 - 1 数据交换应用示意图 3 6 2 x m l 在异构数据集成上的应用 在企业内部，尤其对于那些发展信息化较早的企业，会存在多种数据库和数 据文件格式。我们可以定义公共的x m l 格式，各种数据库和文件格式都按照定 义好的x m l 格式导入和导出数据，这样就实现了异构数据的集成( 如图3 2 所 示) 。 北京机械工业自动化研究所 l7 基于x m l 的物流数据交换技术的研究研究生学位论文 图3 - 2 异构数据的集成示意图 3 6 3x m l