高并發(fā)高性能平臺(tái)實(shí)現(xiàn)之道

郭濤

金融與IT的交織總能碰撞出火花。南華期貨股份有限公司（以下簡稱南華期貨）總經(jīng)理羅旭峰告訴記者，在歐美等發(fā)達(dá)的金融市場(chǎng)上，金融期貨、商品期貨以及種類繁多的金融衍生品交易中，有一半以上成交量的交易指令是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)發(fā)出的，稱之為程序化交易。而這種程序化交易對(duì)IT系統(tǒng)的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)帶寬和速度的要求比常規(guī)的下單指令執(zhí)行要高得多，因此需要更完善、高效的硬件平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。南華期貨正在通過數(shù)據(jù)中心的改造、IT系統(tǒng)的優(yōu)化，積極應(yīng)對(duì)程序化交易帶來的新挑戰(zhàn)。

速度至上

1秒鐘你能做什么？在期貨交易中，1秒鐘內(nèi)可能有上千人在搶1個(gè)價(jià)位，南華期貨的交易系統(tǒng)1秒鐘實(shí)際峰值處理200個(gè)訂單。由此可見，速度是期貨交易系統(tǒng)的生命線。

程序化交易已占南華期貨總交易量的相當(dāng)大的比重。程序化交易可以避免人性弱點(diǎn)對(duì)交易的干擾，將交易決策交給電腦自動(dòng)完成，從而保持投資策略的一致性。與人工交易相比，程序化交易在執(zhí)行指令和風(fēng)險(xiǎn)控制方面的優(yōu)勢(shì)明顯，但同時(shí)對(duì)IT系統(tǒng)也有更高的要求。采用高速計(jì)算機(jī)、低延遲的通信系統(tǒng)可以更快地得到計(jì)算結(jié)果，更快地將交易指令發(fā)送到交易所，完成交易?！盀榱藵M足程序化交易的需求，我們構(gòu)建了極速交易系統(tǒng)?！蹦先A期貨總經(jīng)理助理顧松介紹說，極速交易系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三方面：第一，數(shù)據(jù)處理更高效且延時(shí)更低；第二，硬件資源的利用率得到大幅提升；第三，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有非常高的擴(kuò)展性。

目前，南華期貨的交易委托系統(tǒng)日處理委托指令能力理論設(shè)計(jì)值為每天1000萬筆，而實(shí)際上，現(xiàn)在每天處理的委托交易數(shù)量為30萬筆，成交筆數(shù)保持在10萬筆左右，每秒峰值為200個(gè)訂單?！罢l能盡量降低交易系統(tǒng)的延遲，以最快的速度完成交易，誰就能在市場(chǎng)上搶得先機(jī)?！鳖櫵杀硎?，“市場(chǎng)上只要有能降低延遲的設(shè)備，我們都會(huì)積極嘗試使用。此外，我們有工程師專門研究如何更有效地降低系統(tǒng)延遲?！?/p>

降低系統(tǒng)延遲要從細(xì)節(jié)做起，從網(wǎng)絡(luò)到交換機(jī)再到服務(wù)器、操作系統(tǒng)，甚至包括交易程序本身，都有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。南華期貨在其極速交易系統(tǒng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)都采用了有針對(duì)性的降低延遲的方法。比如，南華期貨采用了惠普的刀片服務(wù)器系統(tǒng)，其中用到的刀片交換機(jī)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相比，不僅減少了網(wǎng)絡(luò)連接端口，而且可以有效降低延遲；再比如，南華期貨為一些對(duì)速度有極端需求的應(yīng)用配備的服務(wù)器采用了高性能CPU和低延時(shí)的網(wǎng)卡，而其他應(yīng)用盡可能都采用虛擬化技術(shù)。

為了滿足極速交易系統(tǒng)對(duì)性能的要求，南華期貨不計(jì)成本地采用最新的能夠降低系統(tǒng)延遲的技術(shù)和產(chǎn)品。顧松介紹說：“我們一直與惠普公司保持著密切的溝通?；萜罩灰瞥隽俗钚庐a(chǎn)品，都會(huì)第一時(shí)間拿到我們這里進(jìn)行測(cè)試。我們與惠普位于上海的測(cè)試中心經(jīng)常對(duì)有關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試?！?/p>

南華期貨交易委托系統(tǒng)現(xiàn)有的交易處理能力為每天30萬筆，而系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)能力為每天1000萬筆，兩者之間有不小的差距，南華期貨的交易委托系統(tǒng)似乎有過度設(shè)計(jì)之嫌。羅旭峰道出了其中的原委：“我們預(yù)測(cè)，整個(gè)期貨行業(yè)未來的市場(chǎng)空間是現(xiàn)在的8～10倍，照此計(jì)算，我們的系統(tǒng)處理能力至少應(yīng)該為每天300萬筆。這還只是場(chǎng)內(nèi)交易的部分，如果再加上場(chǎng)外交易的部分，并且考慮到系統(tǒng)的冗余，每天處理1000萬筆這個(gè)設(shè)計(jì)值并不是難以逾越的極限值。我們現(xiàn)在的基礎(chǔ)架構(gòu)至少可以滿足未來3～5年的業(yè)務(wù)發(fā)展需求?！?/p>

基礎(chǔ)架構(gòu)的全面保障

除了速度以外，南華期貨對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性等也提出了較高的要求。為此，南華期貨與惠普公司進(jìn)行了全面合作，以惠普的服務(wù)器、存儲(chǔ)為核心構(gòu)建了基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)，保障了系統(tǒng)服務(wù)的實(shí)時(shí)性和不間斷性，并為未來業(yè)務(wù)的靈活擴(kuò)展提供了廣闊的空間。

2012年7月，南華期貨在上海張江的數(shù)據(jù)中心里成功部署了業(yè)內(nèi)第一個(gè)基于刀片服務(wù)器的虛擬化平臺(tái)，用一個(gè)10U高的刀片服務(wù)器機(jī)箱（包含16臺(tái)刀片服務(wù)器、一對(duì)融合刀片交換機(jī)）替代了原來的3個(gè)機(jī)柜和14個(gè)交換機(jī)，不僅節(jié)省了機(jī)房空間，而且性能毫不遜色。

從2009年到2013年，南華期貨用于IT的投資逐年增加，2013年達(dá)到了2500萬元，這為南華期貨構(gòu)建和完善極速交易系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如今，南華期貨已經(jīng)擁有了包括杭州、上海、深圳、香港等七個(gè)數(shù)據(jù)中心在內(nèi)的多數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)設(shè)施，每天大量的交易信息在杭州和上海兩地的主數(shù)據(jù)中心之間自如流轉(zhuǎn)。像南華期貨這樣在杭州和上海兩地的雙活數(shù)據(jù)中心里實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的例子比較少見，這也是一種新的業(yè)務(wù)模式的有益嘗試。由于采用了包括資金同步、訂單同步、負(fù)載均衡等在內(nèi)的多種同步技術(shù)和模式，這種利用雙活數(shù)據(jù)中心的交易切換模式到現(xiàn)在已經(jīng)上線6個(gè)多月，系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定。顧松介紹說，為這套業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供底層支撐的正是惠普的IT基礎(chǔ)設(shè)施，杭州和上海兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器就全部來自于惠普。

中國惠普有限公司技術(shù)咨詢部總經(jīng)理李立介紹說：“我們不僅為南華期貨提供了穩(wěn)定、高效的刀片服務(wù)器，更重要的是始終積極參與南華期貨基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。我們結(jié)合南華期貨的業(yè)務(wù)特色和對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的獨(dú)特需求，為其提供了刀片服務(wù)器、機(jī)架服務(wù)器、小型機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等，并且制定了一整套可操作的硬件擴(kuò)展和升級(jí)方案，為南華期貨提供全方位的技術(shù)服務(wù)?！迸e例來說，惠普為南華期貨提供了低延時(shí)網(wǎng)卡，可以幫助南華期貨實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的應(yīng)用響應(yīng)，此外還針對(duì)一些特殊的應(yīng)用環(huán)境提供了閃存陣列，以滿足南華期貨對(duì)高性能的需求。

“從2009年起，我們就一直在使用惠普的刀片服務(wù)器系統(tǒng)。如今，我們90%的服務(wù)器都來自于惠普。我們可以在惠普的刀片服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)做統(tǒng)一的資源調(diào)配，服務(wù)器刀片和交換機(jī)刀片即插即用，部署十分方便?！鳖櫵苫貞浾f，“在支持服務(wù)器和桌面虛擬化方面，我們的首選是HP 3PAR 7400存儲(chǔ)系統(tǒng)，因?yàn)樗哂卸鄠€(gè)控制器，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)分層存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)壓縮，并且可以和刀片服務(wù)器機(jī)箱互通。”

IT是一把雙刃劍

極速交易架構(gòu)的建設(shè)使得南華期貨在系統(tǒng)低延時(shí)、大數(shù)據(jù)量高效處理方面處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位，可以為金融投資者提供更好的服務(wù)。隨著中國資本快速融入國際市場(chǎng)，南華期貨也開始布局海外市場(chǎng)，并計(jì)劃在境外交易所設(shè)立托管數(shù)據(jù)中心機(jī)房。顧松介紹說：“我公司針對(duì)金融期權(quán)等新業(yè)務(wù)的開展進(jìn)行了充分準(zhǔn)備，希望借助極速交易架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，不斷發(fā)展和完善公司多數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)設(shè)施，保證投資者網(wǎng)上交易的穩(wěn)定性和可靠性?！?/p>

目前，在全球期貨交易市場(chǎng)上，高頻交易已經(jīng)占據(jù)了70%的比重，而且這一比重還在持續(xù)上升。在中國，人們談?wù)摰倪€是如何構(gòu)建毫秒級(jí)的交易系統(tǒng)，而在歐美等發(fā)達(dá)市場(chǎng)上，微秒級(jí)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。面對(duì)高頻交易帶來的新商機(jī)，國內(nèi)的金融機(jī)構(gòu)必須在IT系統(tǒng)的規(guī)劃和優(yōu)化方面下更多功夫。

“現(xiàn)代的金融業(yè)務(wù)，必須依靠IT來支撐，傳統(tǒng)的人工處理方式已經(jīng)落伍了?！绷_旭峰一針見血地指出，“以前，人工一天處理幾千筆訂單已經(jīng)是非常了不起的成績，而現(xiàn)在一家公司動(dòng)輒一天十多萬筆甚至二十多萬筆的訂單，已經(jīng)是人力所不能為。今天，我們既要用創(chuàng)新的信息技術(shù)滿足業(yè)務(wù)本身對(duì)性能、穩(wěn)定性等的需要，還要確保交易的安全?！毙畔⒓夹g(shù)其實(shí)是一把雙刃劍，它一方面為業(yè)務(wù)的發(fā)展和創(chuàng)新提供了技術(shù)保障，但另一方面也帶來了安全隱患。因此，企業(yè)在構(gòu)建IT系統(tǒng)時(shí)，除了要保證其高性能，還要建立完善的安全保障系統(tǒng)，包括備份系統(tǒng)、容災(zāi)系統(tǒng)等，這樣才可以做到即使有事故發(fā)生，也能保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。endprint