一种基于移动云的物流服务原型设计

摘要：随着物流产业的发展，针对目前物流企业在管理软件维护方面花费高昂成本的问题，结合云计算、移动操作终端设计了一种基于移动云的物流服务原型。该原型不仅有效地降低了企业软件开发成本、硬件采购和维护费用，同时也为中小型企业提供一整套的流程化、标准化的数据交互和业务协同物流服务，实现物流平台的快速搭建与使用。

关键词：云计算；应用商店；数据隔离；移动终端；物流服务

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）05-1122-04

Design of a Logistics Services Prototype Based on Mobile Terminal and Cloud Computing

XU Xiang-xiang

（Department of Computer Science and Technology， Tongji University， Shanghai 201804， China）

Abstract： With the development of the logistics industry， considering that currently logistics enterprises cost a lot on management software maintenance， in this paper， cloud computing is combined with mobile terminal to design a logistics service prototype. This prototype not only effectively reduces the cost of software development， hardware procurement and maintenance but also provides a set of process standardization for data exchange and business collaboration logistics services for small and medium enterprises. In the end， quick to build and use the logistics platform is realized.

Key words： cloud computing； application store； data isolation； mobile terminal； logistics services

1 概述

隨着经济全球化、现代信息网络技术的日益完善和全球运输业的高速发展，物流业已快速发展成为西方发达国家第三产业中一个充满生机与活力的行业，被人们认为是继节约资源和提高劳动生产力之后的第三利润源。一方面绝大多数物流企业都有自己的物流管理系统，原有的物流系统不再能够满足企业业务量的增长需求。企业若启用新的管理系统，将面临着业务流程重组，大数据迁移等高昂成本。这种情况下，客户更希望能够购买和更新物流业务中的某些特定流程业务，而不希望高成本开发或购买全新的物流系统。另一方面，移动网络的发展也给物流管理行业带来了新的变革。物流管理摆脱了原有的人工管理、手工录入的原有操作方式，转变为专有管理软件和手持扫描终端相结合的新兴方式。在这样的背景条件下，我们可以借鉴App store的理念，将庞大的物流系统进行拆分，分解成小的业务模块。

2 模型设计方案

基于上述背景，该文设计了一种基于移动与的物流服务原型。通过对物流服务的子服务模块的划分的可操作性和可行性。在子服务模块的基础上，快速设计和开发可供使用的多模式架构。最终再将服务发布至云计算平台，通过应用商店的通过应用商店的模式进行应用展示和分发。因此该文的主要研究目标是通过整合目前物流服务模型和多种应用架构再结合云计算平台和移动客户端的发展等提出了基于移动云的物流服务原型。该物流服务原型主要分为云服务端和业务操作端。云服务端主要分为服务应用商店和物流云服务后台，架构如图1所示。

1）物流服务商店，借鉴App store的模式，按服务种类（仓储、运输、配送等），服务支持平台（谷歌（Android）、微软（Windows Mobile ）、苹果（iPhone ））发布服务。服务商店提供了一个方便而高效的服务展示和销售体系。同时，客户也可以通过服务商店快速的查找和下载符合自身企业发展的应用服务、支付相应的服务费用。

2）移动云物流服务端通过整合底层的物理资源（CPU、内存、存储器、带宽），通过虚拟化方案管理物理层的资源，搭建一个分布式平台。分布式平台管理主要包括容量调配、网络监控、资源供给、计费等功能。然后分布式平台上面部署自己的SaaS服务，如仓储管理服务、运输管理服务、配送管理服务等。SaaS服务层主要包括身份识别、虚拟化隔离、安全保障、服务计费等。

3）业务操作端主要用于完成物流业务。随着安卓系统的普及、手机处理功能的日益强大，使得将移动手机取代传统PC机处理业务成为可能。另外通过手机成像可以取代RFID扫描器，使得手机完全可以实现物流的各个环节。

3 云平台设计

3.1 云平台总体架构设计

在设计云计算资源管理平台前，需要考虑以下实际需求。计算虚拟技术的多样选择（KVM、XEN、ESX、ESXi、Hyper-V和XenServer等）；存储技术/设备的多样支持（NAS、IP-SAN和FC-SAN等）；网络技术/设备的多种支持（交换机、路由器和防火墙等）。这三个需求要求IaaS平台能屏蔽底层的具体技术/设备的差别对外呈现基本一致的能力与接口。基于计算虚拟化、网络和存储等技术自成体系的原因，整个架构设计中须考虑将计算虚拟化、网络和存储独立成三个子系统或服务。另外，云计算资源管理平台的整体软件架构必须做到松耦合，通过组合组件、模块和服务来构成整个系统。云平台分为五个层面，分别为用户访问层、管理中间件层、OpenStack Nova、虚拟资源层、硬件设施层。云平台五层框架模型如图2所示。

图2 云平台五层框架模型

1）硬件设施层：硬件设施位于云计算架构的底层，是云平台的基础，为整个开发云平台提供硬件设施的保障。提供可度量的计算设备、存储设备、网络设备和单机操作系统等基础资源，通过虚拟化技术整合异构平台的硬件资源。用户可以在之上部署或运行各种软件，包括客户操作系统和应用业务。

2）虚拟资源层：通过对底层硬件设施的虚拟化，包括对计算设备、存储设备和网络设备的虚拟，在该层形成一个庞大的、有效统一可管理的虚拟资源池。虚拟资源池由虚拟服务器的集合组成。虚拟服务器作为业务承载的最小单元，对外提供业务服务。

3）资源调度层：该层是云计算资源管理平台的核心部分，主要是基于OpenStack的nova组件，用于执行实际的供应和部署。主要完成的功能有：在Web界面和数据库之间进行通信，获得具体的部署流程和任务；为请求的应用配置和管理已安装的镜像。根据不同请求的环境类型（裸机镜像或虚拟机镜像），都能确保镜像被加载并能够用于请求。

4）管理中间件层：该层通过集成镜像操作系统、中间件和应用程序软件开发环境来生成一个虚拟机镜像平台，该平台以服务的形式提供给用户。用户只需要选择镜像并在云中提供的机器上使用镜像而不需要在其机器上安装任何特定的服务或数据库。镜像可以被加载到裸机，也可加载到所选的操作系统和应用程序。

5）用户访问层：用户通过Web界面访问云系统，选择需要使用的应用程序组合。

本文搭建的私有云计算平台由客户端、控制器以及计算节点3个部分组成。客户端可以由实验室中处于同一网段内的任何一台物理机来担任，通过在浏览器中输入相应地址来访问云平台；控制器运行除nova-compute外的所有nova-services，这些服务可以部署在一台物理机上，也可以为了提高效率，分别部署在不同的物理机上；计算节点运行nova-compute组件，所有的计算节点需要和控制节点进行镜像交互，网络交互。该文采用单控制节点加N个计算节点的模式，主要用于概念证明和实验环境。

3.2云平台中物流企业数据隔离方案

在基于移动云的物流服务上，大量的企业级用户在同一個云平台上工作。这些不同的业务需要在云平台上各自独立的运行而不能出现数据和计算的交叉。该文采用云平台层面的虚拟机隔离方案，有效的解决了不同物流企业间的数据“物理”隔离。

云平台为每个物流企业级用户分配了一个特定的虚拟机。从企业级用户来看，使用的虚拟机并不对其他企业级用户开放。不同的企业级用户使用的虚拟机之间彼此独立，不存在数据的交叉和交互。这样封闭性的虚拟机隔离保证了企业级用户之间的数据隔离。另外每个虚拟机都有着单独的访问入口和访问权限，很好的保证了数据的安全。云平台层面的虚拟机隔离如图3所示。

图3 云平台虚拟机隔离方案图

4 服务应用客户端设计

4.1物流服务业务划分

物流管理工作的核心是对供应链中存货的管理。本套物流服务系统将整个物流过程可视化和电子化，通过网络连接物流的各个环节。物流业务由客户合同开始，先后进过业务接单、业务单生成、报关、仓储、运输、费用等环节，最后对业务进行归档，从而完成整个物流业务。我们可以将物流服务系统从业务流程上分为报关模块、仓储模块、运输模块、费用模块。各模块之间预留调用接口，单独开发独立客户端。

4.2 仓储模块子系统设计

在仓储环节中，仓库操作员根据仓储单通过PDA对仓库物品进行上架、下架、查询、移库等操作。PDA通过无线连接将业务传输至业务PC，再通过打印机打印相关表格如仓储单等。同时在货品入库时需要生成货品条码，通过条码打印机打印后贴至货物上。仓储环节通过交换机和VPN连接远程数据库。仓储业务包括信息设置、货品管理、入库业务、出库业务、业务查询和数据同步等六个环节。如图4所示。

5 结束语

基于移动云的物流服务原型通过借鉴App store的理念，将大型的物流管理软件按照物流业务模块划分为子系统。企业用户可以选择部分子系统来拓展原有的物流管理系统。该原型为中小型企业提供一整套的流程化、标准化的数据交互和业务协同物流服务，实现快速适应的物流平台搭建与使用，用户通过手机、PC客户端和浏览器等实现物流业务的开展。

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