[發明專利]降低基于TOE的高頻交易終端接收通道傳輸延遲的方法

有效

• 申請號: 202011039234.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112073434B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 林偉;溫士魁;王彬;劉曉峰;滕達;曹山
• 申請（專利權）人: 山東產研集成電路產業研究院有限公司
• 主分類號: H04L69/16
• 分類號: H04L69/16;H04L69/163;H04L1/00;H04L47/193
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 趙洪玉

本發明涉及一種降低基于TOE的高頻交易終端接收通道傳輸延遲的方法，該方法由TOE在尚未完成各級校驗的情況下，以直通轉發的模式將解析得到的應用層數據字段上傳給高頻交易終端，從而大幅度降低了應用層數據字段在高頻交易終端接收通道中的延遲；同時，對于原始字節流中可能存在的業務信息上傳的偶發性數據錯誤，在TOE接收通道中、高頻交易終端中設計了在數據上傳后補發確認信息的機制，以此將直通轉發模式下的源數據偶發性錯誤帶來的損害控制在較低的水平，使高頻交易終端接收通道在具備極低傳輸延遲性能的同時具備了可用性。

技術領域

本發明涉及一種降低基于TOE的高頻交易終端接收通道傳輸延遲的方法，屬于數據傳輸技術領域。

背景技術

高頻交易是金融科技領域的熱門應用場景。高頻交易的交易參與者使用高性能的通信、運算系統，實時獲取交易所發布的最新行情信息，迅速對行情信息進行分析，迅速預判得到亞秒級時間范圍內的行情變化趨勢，進而針對這一時域微觀趨勢迅速形成微差價交易指令并迅速發往交易所，搶在趨勢變化之前、搶在競爭對手之前鎖定交易權，獲得這一小塊兒利潤。如此高頻操作，積少成多，匯聚而成較長時段內穩定的、可觀的利潤。

通信環節的低延遲性能是影響高頻交易系統整體性能的關鍵因素之一。由于交易所采用“報價在要價之上者先到先得”的競爭機制，在其他條件相同的情況下，交易終端接收通道的延遲越低，高頻交易終端獲得交易所發布的行情信息的時刻就越早，其分析出市場變化規律、做出報價決策的時刻就越能提前，也就有越大的概率先于其報價者而鎖定交易權。

TCP/IP協議是互聯網系統的主流通信協議，也為各大交易所的交易系統所采用，是高頻交易終端與交易所進行通信的基礎協議。

實現TCP/IP協議的傳統做法是用CPU運行軟件，但實現TCP/IP協議的軟件運行通常與執行高頻交易相關算法的軟件并行運行，兩者搶占系統資源，從而降低傳輸數據的實時性，具體表現為端到端的延遲量較大、延遲量不可控變化的范圍較大。

TOE把TCP/IP協議“卸載”到硬件中，即實現所謂TCP/IP Offload Engine（簡稱TOE，也叫“TCP/IP卸載引擎”），以騰出更多系統資源給應用層軟件，同時提高TCP/IP協議實現的實時性，成為高頻交易關注的重要研究方向。TOE技術對TCP/IP協議棧進行擴展，使部分TCP/IP協議從CPU轉移到TOE硬件，減輕CPU的負擔。

以應用層采用高頻交易終端為例，TOE接收通道的常規實現方案如圖1所示（TOE還包括ARP協議、ICMP協議等功能模塊，但圖1中未示出），以太網協議功能模塊在接收以太網幀的過程中將其中攜帶的IP報文段緩存，當以太網幀CRC校驗字段末尾字節接收完畢，以太網協議功能模塊執行CRC校驗運算的最后步驟，在確認緩存的IP數據報能通過CRC校驗之后，開始向IP協議層上傳這個IP數據報；在接收IP數據報的過程中，IP協議功能模塊對其首部字段計算校驗和，若校驗通過，則開始向TCP協議層上傳這個IP數據報攜帶的TCP報文段；在TCP協議功能模塊接收TCP報文段的過程中，對其全部數據計算校驗和并將解析得到的應用層數據字段存入緩沖區，若校驗通過則讀取緩沖區并向應用層上傳這個TCP報文段攜帶的應用層數據。

這一過程中，應用層數據字段在TOE接收通道中（即高頻交易應用層數據解析通道中）的傳輸延遲時間有減少的余地，如何減少應用層數據字段在TOE接收通道中的傳輸延遲，如何在實現這一目標的同時結合高頻交易業務特征而確保上傳數據在實操意義上的可用性，成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種可以大幅度降低應用層數據字段在高頻交易終端接收通道中的延遲時間的方法。