Arquitetura de redes em ambientes High Frequency Trading by Josinfo

[josimaru85]

High-frequency trading (HFT) and Network for Trading Floor

Nota: Este é um conjunto de ideias reunidas de como um ambiente HFT funciona em uma visão de perspectiva de um CCIEofPEOPLE, com perspectiva educacional,  todos os insights descritos aqui podem ser encontrados em sites públicos.

O que é rede High Frequency Trading (HFT)?

Basicamente, o High Frequency Trading (HFT) é um conceito de sistema de quão rápido você pode negociar na bolsa de valores, compra e venda de ações mais rapidamente em relação a outros concorrentes, usando algoritmos complexos para analisar dados de mercado e executar negociações em alta velocidade.

Em relação ao segmento de negociação, é vantajoso estar o mais próximo possível das Bolsas de Valores etc., porque requer recursos computacionais mais poderosos e sofisticados como como servidores, Smart NICs e infraestrutura de rede, portanto, o ambiente ON-Premises acaba sendo o local mais funcional do que ambiente de nuvem.

Independente da parte do mundo em que você está HFT, todos segmentos de rede acabam seguindo um mesmo modelo de design de rede, uma estrutura em 3 camadas com conectividade com a bolsa e os respectivos DC.

Multicast

Multicast é um método de comunicação em que uma única mensagem é enviada para vários destinatários ao mesmo tempo, com base no protocolo de transporte UDP.

Em uma rede multicast, um único Source/Sender pode transmitir uma mensagem para vários Receiver simultaneamente.

O Source/Sender envia uma única cópia da mensagem para um endereço multicast, que é um endereço IP especialmente designado para o grupo multicast.

Os roteadores na rede então replicam e encaminham a mensagem para todos os receptores interessados ​​que se juntaram ao grupo multicast.

Isso permite a distribuição eficiente e de forma escalável de dados para um grande número de Receiver, reduzindo o tráfego de rede e o uso de largura de banda em comparação com a comunicação Unicast, em que uma mensagem separada é enviada para cada Receiver.

Precisão de clock com PTP

Precision Time Protocol (PTP) é um protocolo de rede usado para sincronizar relógios entre dispositivos em uma rede.

É normalmente usado em aplicações em que o tempo preciso é crítico, como em transações financeiras, automação industrial e telecomunicações. Tempo preciso é necessário para monitoramento e análise.

O PTP permite precisão de sincronização abaixo de microssegundos usando uma arquitetura mestre-escravo

Em uma rede HFT a luta será dentro do mundo dos milissegundos e microssegundos e nanossegundos.

Low Latency Switch

Basicamente, o switch de baixa latência é um dispositivo projetado para minimizar o atraso de tempo, ou latência, no encaminhamento de pacotes de dados entre os dispositivos conectados.

Desde a informação entra na porta de origem do switch, até a saída da informação na porta de destino do switch.

Os switches de baixa latência são normalmente usados ​​em aplicações onde o processamento de dados em tempo real e a comunicação são críticos, como em negociações de alta frequência, pesquisas científicas e jogos online.

Eles alcançam baixa latência usando otimizações especializadas de hardware e software, como cut-through switching, buffer de pacotes e algoritmos de controle de congestionamento, para reduzir o tempo de processamento de pacotes e minimizar o congestionamento da rede.

O resultado é uma rede mais rápida e responsiva que pode suportar aplicativos de alta taxa de transferência e baixa latência.

No geral, obter latência ultrabaixa em uma rede requer uma combinação de infraestrutura otimizada, entrega de conteúdo, codificação de vídeo e software, os principais players são:

• Arista
• Cisco Exablaze

Low latency server NIC

As NICs da Cisco (anteriormente EXABLAZE) e Xilinx (anteriormente Solarflare) são conhecidas por sua baixa latência e alta funcionalidade e programabilidade.

Interação com outras empresas

Normalmente há necessidade de estabelecer comunicação com alguns players ou provedores externos, e o mais escalável e dinâmico é por Border Gateway Protocol (BGP), é um protocolo de roteamento utilizado para trocar informações de roteamento entre roteadores em diferentes sistemas autônomos (AS) na Internet.

O BGP permite que os roteadores determinem o melhor caminho para uma rede de destino com base em fatores como políticas de rede, comprimento do caminho e largura de banda do link.

Transceiver e Cabeamento Optico

Ao conectar a um banco, centrais, fornecedores, etc., os seguintes padrões são usados:

Se você não cumprir os padrões, será cobrado, portanto, tenha cuidado.

• Fibra óptica monomodo (SMF)
• 1000BASE-LX (modo único)
• 10GBASE-LX (modo único)
• Gigabit Ethernet
• Basta Obter uma carta de LOA (carta de acordo) que especifique o patch panel do rack de outra empresa, envie-a ao operador do data center e faça com que eles se conectem.

O custo será cobrado do lado que solicitou ao operador do data center.

Data center

Existem data centers no mundo onde as instituições financeiras estão concentradas, e alugamos racks lá e os conectamos com fiação no local.

É importante é estar o mais próximo possível de sistemas como bolsas e bancos.

O trabalho no datacenter é essencial, sendo necessário conhecimento de design e infraestrutura (tap) e racking.

Visão e Conhecimento de Negócios

Em um ambiente de infraestrutura não se exige muito conhecimento do negócio, mas é bom se acostumar para poder se comunicar, e planejar os melhores design de acordo com a visão do cliente interno.

• FIX protocol - (Financial Information eXchange )
  • Texto do protocolo TCP para troca eletrônica de informações financeiras
• ITCH protocol:
  • Protocolo usado em vez de FIX O formato binário torna os programas mais rápidos que o FIX
• Snap Shot:
  • Apenas os dados mais recentes, nem todos os dados.
  •  A aquisição de informações instantâneas sobrecarrega a outra parte, portanto, não deve ser usada, exceto no caso de falha do sistema.
• Drop copy Function DropCopy:
  • Uma função para executar consultas de contrato e acumular resultados de contrato. Uma função que permite enviar uma cópia dos avisos de aceitação/execução para um servidor diferente do servidor de colocação de pedidos. Este serviço destina-se a ser utilizado pelos participantes de negociação para seu próprio gerenciamento de risco.

• OMS:
  • Order Management System

• EMS:
  • Execution Management System

Apenas um breve resumo de algumas atribuições encontradas em ambiente de Corretora/Bolsa de Valores, na visão de um CCIE, todas informações acimas podem ser encontrada de forma publica, como por exemplo:

HFT:
https://orhanergun.net/hft-high-frequency-trading
How The Stock Exchange Works
https://www.youtube.com/watch?v=F3QpgXBtDeo
O que é B3? E Bovespa?
https://www.youtube.com/watch?v=V0yXw5Xi9YY

Cisco Trading Floor
https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/Verticals/Trading_Floor_Architecture-E.html

Multicast
https://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2928192&seqNum=5

Trading Floor – Cisco Blog
https://medium.datadriveninvestor.com/the-cisco-road-to-doubling-the-stock-price-7918b27099c1

B3/Bovespa
https://www.b3.com.br/pt_br/

"Saiba que Juntos Podemos ir Além"
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