随着数据中心对带宽的需求增加,网络速率正在朝着更高速率发展,势必存在网络升级的需求。25G以太网以突如其来的速度冲击着网络世界,可能成为迄今为止最快完成的一项IEEE以太网标准。
2002年,IEEE 802.3ae ——10G以太网标准正式颁布。
2008年初,Cisco、Arista 等陆续推出第一台10G交换机,昭示着以太网开始进入10G时代。
2008年至今,10G以太网以其较高的带宽、较低的时延,以及伴随着不断增加的供货商,其交换机和配件价格等成本大幅度降低,已成为性价比首选网络。
可以预计在未来几年我们券商机房的主要以太网环境还是会以10G网络为核心网络,然而就如当年10G网络替代1G网络一样,25G网络已经悄然而至。
带宽需求:
随着市场参与度的增加,市场行为的活跃度越高,市场消息数据就越多,所需要的带宽就越大。
交易柜台数量越多,机房需要的带宽也大。
行情服务和行情客户数量越多,所需带宽也越大。
另外,我们所说的带宽需求,不一定是交易时间段内的平均带宽。最主要的还是应对突发的瞬时带宽,比如某个时刻行情异常活跃,数据量激增的情况。
如下图所示,最下面的25G网络不一定实时占满,可能平均带宽都不到1Gbps但是瞬间需要的带宽可以达到25Gbps。
延时要求:
伴随着程序化交易的普及,对于交易全链路的时延越来越敏感,因此除高带宽以外,低时延是最重要的一个指标。
相对于10G网络,在低时延方面25G网络具备三个优势:
优势1.高带宽降低了串并转换等待时延(sof),如下表:
注,sof——start of frame
优势2.高带宽本身带来的更低的帧传输时延(sof2eof),如下表:
注,sof2eof——start of frame to end of fram
优势3.高带宽大大降低多路数据处理情况下的等待时延
在交换机中,多个端口的数据同时到达的情况下,该时延是会无限累计的,这种情况下降低的时延可达毫秒甚至秒级。
上图3个128byte的数据帧,总时延相差642-450=192ns
1.高达2.5倍的带宽提升
2.成熟的配套,包括25G低延时网卡等周边产品成熟
3.较低的成本,相对更高的带宽,25G光模块、交换机等产品的商品价值回归
4.第一款25G一层交换机已经面世,超低延迟的首选
除上面4个优势外,25G还有一个特性非常适用于金融科技领域低延时解决方案比较在意的性能指标——单message穿越性能。
FEC前向纠错功能,主要用于解决高带宽引入的误码,而该功能的实现需要至少缓存一个完整的以太网帧,引入的延时较大。因此,可预知的是25G带宽网络将是低延时解决方案最高带宽。
1.国内不少交易所的行情采用定时快照方式推送,因此每隔250ms或者500ms就会集中产生大量行情推送给客户,瞬间带宽占用率高。
2.行情服务器处理交易所行情后需要转换成多种行情消息,推送给最终客户,在转换过程中存在如下情况会影响转发行情比原始行情所需带宽更高。
a) 增加自定义字段使得转发行情变长
b) 交易所原始行情存在字段省列的情况,转发行情需要补上这部分字段
c) 部分交易所原始行情采用压缩方式,行情服务器给到最终用户的行情需要是完整的明文,使得转发行情单消息长度变长
d) 交易所原始行情大都采用header+多个message body的方式,而行情服务器处理后大都采用UDP单message方式
以上集中原因导致行情服务器转发给最终用户的行情总字节数远大于交易所原始行情的总字节数,意味着交易所行情10G带宽的情况下,转发行情的输出带宽需要远大于10G带宽
3.行情转发以UDP组播方式为主,和交易网络可以分离,可替换性强。
上期所实盘网络带宽统计图:
如图可以看出上期所原始行情平均带宽不到0.5Mbps;EFH转发行情平均带宽相差不大。缩小时间轴到us级别分析可以看出上期所原始行情瞬间的带宽可以基本占满10G的有效带宽;EFH转发行情输出已经超过10G带宽。