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证券交易系统架构设计——挑战与实施

发布时间:2020-08-01 19:50:16 已有: 人阅读

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  证券交易系统架构设计 —— 挑战与实践 上交所交易系统介绍 交易系统技术架构 挑战及解决之道 交易系统的未来 目录 上交所交易系统介绍 发展历史 ? 1990年11月26日成立,同年12月19日正式营业。 上交所 1990.12.19 ? 开业第一天即 采用电子撮合 系统 ? 每秒处理3笔, 月处理2万笔 1992.12 ? 系统升级,采 用UNIX小型机 ? 每秒200笔, 日处理200万 笔 1993.1 ? 采用卫星广播 行情 ? 双向卫星接收 订单 1997,1999 ? 系统两次升级 ,性能提升至 每秒2万笔,日 处理800万 发展历史 ? 开业的第一天就采用电子撮合系统进行交易撮合 ? 基于Novell服务器的局域网络 ? 每秒处理3笔业务,月处理成交2万笔 ? 市场的委托、行情、成交回报等环节仍需要手工完成 ? 1992年12月,系统升级 ? Novell主机更换为基于惠普小型机UNIX操作系统 ? 每秒200笔,日处理能力200万笔 ? 1993年,采用单向卫星广播行情,双向卫星接收报单 ? 1997年和1999年进行了两次设备和应用的重大升级 ? 系统处理能力提高到每秒2万笔,日处理能力800万笔 ? 后随着不断的扩容和改造,性能和容量不断被刷新 上交所 2009.11.23 ? 新一代交易系 统上线 ? 使用多主机并 行撮合 ? 最高支持10万 笔每秒 ? 全天容量1亿笔 订单 ? 账户容量1亿 2014.11.17 ? 沪港通业务上 线 发展历史 ? 新一代交易系统的上线日,新一代交易系统上线 ? 使用多主机并行撮合 ? 最高支持10万笔每秒 ? 全天容量1亿笔订单 ? 帐户容量1亿 ? 基于新一代交易系统,2014年11月17日沪港通业务 上线 市场结构图 市场参与者 监管者 SFC 基础设施 港交所 券商 基金公司 上市公司 证监会 行情商 指数公司 上交所 深交所 中登公司 大商所 郑商所 上期所 中金所 产品 沪港通 股票 债券 基金 OTC 权证 商品期货 投资者 香港投资者 境内投资者 QF II RQFII RQFII QFLP 贵金属 QDII 海外市场 股指期货 核心交易系统内部结构 交易主机 交易主机 系统结构图 交易主机 交易主机 通信服务器 通信服务器 交易专网 券商柜台系统 交易所报单机 外部接口主机 外部接口主机 消息总线 存储网关 其他各类系统 交易系统技术架构 交易系统的三层式划分 ? 交易层 ? 定序层 撮撮合合器器11 ? 分配股票(银行、汽车) ? 分配基金、ETF 定定序序器器11 交易系统技术架构 撮撮合合器器22 ? 分配股票(制作业、零售) ? 分配债券 定定序序器器22 ? 接入层 接入点 A 接入点 B 接入点 C 券商 基金公司 资管公司 沪港通 功能 ? 执行交易业务逻辑 交易层 实现 模式 ? 同组交易主机为接收单一输入序列的状 态机 ? 从一系列独立运作的交易主机节点中自 动选举产生主节点 ? 可利用集群锁服务来选举主节点 ? 备机可选择“重演”或者“重放”模式 交易层 集群锁管理模式 基于OpenVMS的Lock机制,实现了一套用于集群(Group) 管理,集群内各主机同步、通信的工具库 81 82 获取该锁失败, 成为集群Slaver, 同时被告知 Master为81 83 获取该锁失败, 成为集群Slaver, 同时被告知 Master为81 获取锁成功,成 为集群Master 接入层 功能 ? 点对点的路由转发 ? 将券商端的订单提交给定序层实例 实现 模式 ? 提供一组彼此对等的实例同时提供对外 服务 ? 不需要考虑主从划分和失效接管 定序层 功能 ? 高可用设计的关键、确定全序 ? 持久化及保持动态一致性 实现 模式 ? 多播通信机制 ? Paxos算法、虚同步 ? 自主研发 、商业软件 、开源软件 ? 逻辑概念,可采用单独排队机定序或者 主撮合定序 挑战及解决之道 交易系统面临的挑战 交易系统在设计之初就要考虑到如何满足和平衡各 方面的技术需求 高性能 高可用 易扩展 交易系统 架构设计是一 个平衡和抉择 的艺术 ? 衡量交易系统性能主要指标 ? 吞吐量 ? 订单时延 ? 系统容量 高性能 高性能 1. 流水线化内存撮合 HCCM 主机与通信服 务器间通信 HHCM 主机间通信 撮合内部消息流 MSRT 撮合直通路由器 Pre Matcher 撮合预处理模块 Main Matcher 主撮合模块 撮 合 下 游 消 息 流 Data Replication 数据持久化 Trade Confirmation 成交确认 Market Data 行情数据 Trade Book Maintain 成交簿维护 高性能 2. 内容和键值分离 ? 精简的进程间通信消息 ? 消息body通过内存缓存; ? 进程间传递短小的消息header; ? 进程通过header信息,访问内存获取消息实体; Msg App-0 A Msg G App-n Ref. C Msg B F Shared Memory Ref Msg Ref. D F G App-1 E Ref. ApApp-p2l. Process 1 高性能 3. 数据打包处理 ? 消息的打包处理 ? 请求消息通过用header表示后很短小,支持多条打包模式; ? 申请新的共享内存消息,消息体中包含多个请求实体的header; ? 实际消息通信中传递打包消息的消息header即可; ? 进程接收消息后,根据打包消息body中的多个实际消息header,逐一 处理。 Msg App-0 A Ref. i D App

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