解读证券系统巨量实时交易的内幕

http://www.sina.com.cn 2008年01月03日 14:58  新浪科技

F5资深技术工程师 应用交付资深专家 杨明非  解读证券系统巨量实时交易的内幕

  2007年2月17日上午,沪深股市出现大幅震荡行情,其交易量迅速放大,大量股票的价格大幅下跌。很多股民想立刻卖出股票。但是通过网络登录证券交易系统时却发现,系统显示“数据接收超时,请重新登录……”,多次偿试未果。最后,只能]眼睁睁看着股票价格一点点下降。这引起来了股民的不满。

  当国内股市指数不断攀升、股票成交量不断突破新高,给大量的证券交易公司的交易信息系统带来了严重的考验。由于瞬时业务处理太多,交易“堵单”的现象也越来越频繁,尤其是一早开盘的交易高峰期发生概率最高,这导致了证券交易系统的一次次瘫痪事件。

  数据接收超时,请重新登录……,这给多少股民带来了机会损失?

  证券交易系统瘫痪,不仅给股民造成了买卖机会的损失,给证券公司造成的损失更大。例如,A证券公司一天因股票成交而收取的委托费在3000万元左右,如果其系统瘫痪半天,其损失将达1000万元以上,而股民的损失则已经无法计算了。

  因此,系统瘫痪现象必须彻底根除!

  证券行业建设集中交易系统、实现数据集中的趋势

  近两年来,证券系统的集中交易逐渐成为主流的交易模式。大集中可以帮助证券公司实现数据集中、交易集中与报盘集中。集中交易其实将成为证券公司经营模式的一次变革,在这种模式下,经纪业务将集中申报处理,从而,为证券公司创造出集中管理、风险控制、降低成本和业务创新等有利条件。

  因此,证券行业建设集中交易系统、实现数据集中已成为一种趋势。其次是网上交易系统。现在,我国大多数具有一定规模的券商都已经开展了网上证券的业务,但是网上证券交易的形式已经逐渐取代了传统的网点交易以及电话委托等传统交易方式。调查表明,自2007年上半年来,新开户的股民超过六成表示会通过网络进行交易。因此,目前,证券行业所面临的主要问题不是网上交易系统的建立,而是进一步更新优化。积极地维护和更新其网上交易系统,通过丰富网上操作功能,进一步降低运营成本,将是证券公司为了生存发展而需要努力做好的重要工作之一。

  股民要通过证券公司进行股票交易,主要通过证券系统完成,其中包括股市行情模块、股票交易模块,而这两个系统都有C/S架构和B/S架构两种,它们都是建立在证券交易系统的网上交易和交易大集中的基础上的。

  2007年2月17日,股票成交量突然上升,给数据中心造成了沉重的负担,特别是当股票成交量不断突破新高时,其数据处理的压力越来越大,最终,导致了交易系统瘫痪事件的发生。

  某证券公司的资深网络工程师说:“老板们看收入,股民看指数,我们则看成交量。”正是随着指数的不断上扬,成交量的不断上涨,证券公司综合交易系统所要承受的业务量也不断攀升。“股友要买入卖出,慢了一秒也是要骂人的。可系统一旦繁忙起来,客户没办法登录,客户不满意,公司就要受损失。我们这些搞信息化的,压力大得很。”

  系统瘫痪,增加服务器能解决问题么?

  要解决证券系统的数据处理能力,证券公司的网络工程师们最先想到的就是在改造公司原来的路由、交换网络系统的基础上,增加交易数据中心的服务器。

  但是,当股市的成交量再上一个台阶后,证券公司的交易系统将又面临了业务繁忙的情况。经过工程师们通过网络流量检测的数据表明,其业务繁忙仅仅是表像,因为那只是少数的服务器繁忙,更多的服务器却处于空闲状态。这就涉及到了服务器的负载均衡机制了,这就需要更好的负载均衡解决方案,从而充分发挥全部服务器的性能。

  网上交易已经成为了趋势。而股民常用到的股市行情模块、股票交易模块,这两个系统有C/S架构和B/S架构两种,它们都可以通过网上实现。

  改造证券公司的路由、交换系统,不能解决证券交易“堵单”现象,增加服务器也不能完全解决交易量猛增带来的问题。这时由F5公司提供的广域网应用交付解决方案引起了网络工程师们的注意。F5提出了专业的应用交付解决方案,其中包括负载平衡、会话流交换、智能网络地址转换、高级路由、网络加速等多种手段。

  例如,F5应用交付解决方案能够解决交易中心的多台服务器的负载平衡。而对于证券公司的在三个不同城市的数据中心,当某个用户访问证券交易系统时,通过F5的应用交付解决方案,就能够实现对就近数据中心的访问,如果某个数据中心业务繁忙,则可以转向其他业务不繁忙的数据处理中心,从而最大限度地解决“堵单”现象。此外,通过网页加速、SSL连接加速,解决证券公司网上交易访问速度慢问题。这些方案,是路由、交换、服务器本身所不能解决的。

解读证券系统巨量实时交易的内幕

  当A证券公司试用性地部署了F5的BIG-IP和Web Accelerator解决方案后,其证券网络交易系统的速度明显加快,“堵单”现象不再出现了。

  F5如何解决证券公司的“堵单”问题的呢?这主要包括两个方面的措施,首先是解决局域网内部不平衡问题,再接着是解决广域网的连接问题。

  在F5解决方案中,因为F5 BIG-IP有很强的本地服务器负载均衡功能,它能够让多台服务器均衡地工作。当某台服务器业务忙时,新增加的访问业务会分担到其他相对空闲的服务器上运行,这就是负载均衡机制。通过这种机制,充分发挥全部服务器的性能,从而解决问题。

  另外,通过F5 Web Accelerator带有的Web 应用加速功能,包括Ramcache 内容缓存、HTTP 页面压缩、动态和静态内容分离、智能浏览器Cache和动态页面缓存功能。通过一系列的技术手段,大大的降低了网站的流量使用率,并且加快了客户端的页面加载速度5倍以上。

解读证券系统巨量实时交易的内幕
在提高了客户体验的同时,内容缓存和动态页面缓存功能有效的降低了服务器的负载,并将数据库的查询次数减小20倍以上,非常显著的提高了后台系统的处理效率和响应速度

  解决广域网的连接问题

  对于国内运营商网络之间存在的互连互通的问题,针对证券公司多个数据中心的就近访问问题,这是如何解决的呢?这就需要引入广域网负载均衡机制了。

  证券公司一般有数个交易数据接入处理中心,分布在不同的城市,这几个数据中心,一方面起着容灾备份的作用,另一方面起着分担处理能力的作用。全国不同的股民来自不同的城市,又分别来自网通、电信线路。

  在这种情况下,首先各个数据中心实现单线或双线接入,再部署F5 BIG-IP GTM设备。F5 BIG-IP GTM具有广域网智能DNS 解析功能,也就是“广域网负载均衡机制”。

  当某个股民访问证券交易系统时,例如他来自济南的网通线路,首先向他当地的DNS服务器发起域名解析的请求,再通过他接入运营商的Cache DNS服务器,通过一系列的递归查询后,最终该Cache DNS 会到F5 BIG-IP GTM查询域名所对应的IP地址,F5 BIG-IP LTM作为一个广域网负载均衡机制管理中心,可以获得每个数据中心系统的流量、连接数和每个数据中心到达用户的Cache DNS 的距离。 通过对这些条件的判断,根据用户的来源不同,将域名解析成为该用户应当访问的一个最佳站点的IP地址。这样,就可以使最终的用户访问到最佳的节点,得到最佳的用户体验。

  当我们假设这个证券公司在北京、上海分别有一个数据中心,而济南到北京的访问速度快于到上海的访问速度。在这种情况下,远程的网通用户就会使用网通的目标IP地址,通过网通的线路进行访问,更重要的是,如果在某个时刻网通的数据中心服务器已经达到其最大处理能力,则GTM将会引导用户到上海数据中心。这样,保证了在任何时候,用户都可以得到最佳的访问体验,而不是得到数据无法下载、页面无法打开等错误提示。

  除此之外,我们还可以通过SSL加速、HTTP压缩、TCP优化、内容缓存、带宽管理、连接加速等措施,来解决网上交易访问速度慢的问题。

解读证券系统巨量实时交易的内幕

  这一证券系统“堵单”现象,不仅影响普通股民的利益,同时影响着证券公司本身的利润。要解决这个问题,需要从网络基础系统、服务器增加、网络连接优化等多种方案去解决。只有这样,“堵单”现象才不会出现。

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