Cisco千兆以太網(wǎng)在證券行業(yè)中的應(yīng)用

2019-11-05 00:01:33

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供稿：網(wǎng)友

　　　作為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案的世界領(lǐng)先廠商，思科系統(tǒng)公司始終走在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前端，其先進(jìn)的千兆以太網(wǎng)技術(shù)已在證券領(lǐng)域內(nèi)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。千兆網(wǎng)，非凡是千兆主干網(wǎng)，因?yàn)閾碛懈蟮木W(wǎng)絡(luò)帶寬和更快的交換速度，正在逐漸成為今后的發(fā)展趨勢(shì)。作為思科系統(tǒng)公司的資深代理商，北京諾威計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程公司已成功地為華夏證券、重慶國(guó)投、中興證券、北國(guó)投證券、廈門證券等多家證券公司營(yíng)業(yè)部進(jìn)行了千兆以太網(wǎng)的升級(jí)或改造。
　　
　　系統(tǒng)問(wèn)題與用戶需求
　　
　　　　　　作為面向股民的交易委托結(jié)構(gòu)，證券營(yíng)業(yè)部需要對(duì)股民帳號(hào)、資金和所擁有的股票種類、數(shù)量進(jìn)行治理，高效、可靠、安全的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是證券營(yíng)業(yè)部日常業(yè)務(wù)正常開展的保障。這個(gè)系統(tǒng)要求第一：可靠不能停機(jī)；第二：要具備安全性。在證券營(yíng)業(yè)部網(wǎng)絡(luò)上傳遞的信息就是金錢，所以必須有一套完善的措施來(lái)防止非授權(quán)使用和蓄意破壞；第三：性能高、速度快。假如系統(tǒng)發(fā)生停機(jī)，將給營(yíng)業(yè)部造成巨大的損失。假如系統(tǒng)性能低、速度慢，各項(xiàng)交易業(yè)務(wù)就不能正常運(yùn)行，影響委托交易量。
　　
　　　　　　較大型的證券營(yíng)業(yè)部，網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)一般可達(dá)上千個(gè)，交易時(shí)網(wǎng)上在線用戶達(dá)數(shù)百個(gè)。近年來(lái)，隨著證券市場(chǎng)和營(yíng)業(yè)部的飛速發(fā)展，許多舊有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已不能滿足需求，開始阻礙營(yíng)業(yè)部的正常交易業(yè)務(wù)。目前最迫切的問(wèn)題，一是系統(tǒng)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)"瓶頸"問(wèn)題。行情"火爆"、交易量大時(shí)，交易系統(tǒng)有發(fā)生"堵單"現(xiàn)象，營(yíng)業(yè)部不得不限制交易期間股民的交割、查詢等基本服務(wù)，影響了營(yíng)業(yè)部的服務(wù)質(zhì)量和形象。二是網(wǎng)絡(luò)速度慢，系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響了營(yíng)業(yè)部交易量的增長(zhǎng)，也限制了業(yè)務(wù)的發(fā)展。
　　
　　　　　　為了解決系統(tǒng)的上述問(wèn)題，同時(shí)為營(yíng)業(yè)部提供更為充分的發(fā)展空間，將來(lái)能夠擁有足夠的帶寬為股民在網(wǎng)上提供多種增值服務(wù)，如"網(wǎng)吧"、多媒體信息服務(wù)、即時(shí)視頻新聞服務(wù)等，目前已經(jīng)有很多較大規(guī)模營(yíng)業(yè)部的網(wǎng)絡(luò)已升級(jí)或改造為千兆網(wǎng)絡(luò)。如：華夏證券、重慶國(guó)投、中興證券、北國(guó)投證券、廈門證券等。千兆網(wǎng)能提供更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更快的交換速度，可以滿足網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量和信息量的爆炸性增長(zhǎng)。同時(shí)，千兆交換機(jī)比百兆交換機(jī)具有更高的背板帶寬、更強(qiáng)的處理能力和更快的交換速度，可以加快網(wǎng)絡(luò)主干的交換速度，從而提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的速度，解決網(wǎng)絡(luò)的瓶頸問(wèn)題。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)解決方案
　　
　　　　　　思科系統(tǒng)的高性能、功能全面的千兆網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品解決方案，對(duì)于改進(jìn)證券營(yíng)業(yè)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)問(wèn)題具有明顯的優(yōu)勢(shì)。北京電信163擴(kuò)容、北京市各部委聯(lián)網(wǎng)都是利用思科系統(tǒng)公司的Gigabit Ethernet技術(shù)建網(wǎng)。首先作為技術(shù)定位，千兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：
　　
　　　　　　低價(jià)位的高帶寬，可與Ethernet、Fast Ethernet平滑相連；利用Ethernet知識(shí)即可治理、監(jiān)視和維護(hù)Gigabit Ethernet；
　　
　　　　　　 Gigabit Ethernet是組建核心骨干網(wǎng)的技術(shù)；基于RSVP和IEEE802.1Q/p標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)CoS，從而提供不同的服務(wù)等級(jí)；
　　
　　　　　　其次作為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的定位，思科系統(tǒng)公司在 Gigabit Ethernet產(chǎn)品開發(fā)方面為用戶提供了全系列的產(chǎn)品，包括交換機(jī)Catalyst 2948G，Catalyst 2948G-L3,Catalyst 3500XL，Catalyst 4908G-L3，Catalyst 4912,Catalyst 4003，Catalyst 4006,Catalyst 5500，Catalyst 6006，Catalyst 6009，Catalyst 6506，Catalyst 6509，Catalyst 8510CSR，Catalyst 8540CSR。Cisco 7500和GSR 12000路由器也支持Gigabit Ethernet接口。如此豐富全面的產(chǎn)品線，充分反應(yīng)出了思科公司在千兆以太網(wǎng)絡(luò)方面產(chǎn)品和技術(shù)的成熟性以及使用的廣泛性。思科系統(tǒng)公司的千兆網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品功能非常全面，可以輕松地解決證券營(yíng)業(yè)部在網(wǎng)絡(luò)方面的問(wèn)題，其主要使用的3個(gè)功能包括： Cisco的GEC(Gigabit EtherChannel)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)連接的線路冗余和平衡負(fù)載；在spanning tree標(biāo)準(zhǔn)中用到Cisco的Uplink Fast功能實(shí)現(xiàn)線路的迅速恢復(fù)連接，恢復(fù)過(guò)程只有1秒鐘的延時(shí)，達(dá)到只丟一個(gè)ping包的優(yōu)異性能；在交換機(jī)上采用Cisco的MAC地址限制功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)用戶接入的安全保障，不良動(dòng)機(jī)的股民不能連入網(wǎng)內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)可靠性對(duì)于證券營(yíng)業(yè)部來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，假如由于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的故障而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，不僅給營(yíng)業(yè)部造成難以估量的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)影響股民對(duì)營(yíng)業(yè)部的信心。網(wǎng)絡(luò)可靠性是采用冗余的網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)和故障迅速恢復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，保證核心層的任一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)故障，不中斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，保證營(yíng)業(yè)部多數(shù)股民能夠正常交易。以華夏證券北京東四營(yíng)業(yè)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為例，思科系統(tǒng)公司的代理商--北京諾威計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程公司提供了完善的解決方案。
　　　

　　
　　要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，消除交換機(jī)的單點(diǎn)故障，必須采用硬件上的冗余，包括交換機(jī)的冗余、交換機(jī)之間鏈路的冗余和服務(wù)器網(wǎng)卡的冗余。
　　
　　硬件冗余
　　
　　　　采用兩臺(tái)Catalyst 4912G作為網(wǎng)絡(luò)的核心層，交換機(jī)之間采用Cisco GEC技術(shù)（Gigabit EtherChannel）相連，提供高達(dá)4G的無(wú)阻塞通道，兩者間既互為備份，又均衡負(fù)載。
　　
　　鏈路冗余及容錯(cuò)
　　
　　　　在4臺(tái)Catalyst 5500交換機(jī)的超級(jí)引擎（Supervisor Engine III）上增加一個(gè)雙口千兆上連模塊（WS－U5534-GESX），并使用2條千兆鏈路分別上連到兩臺(tái)中心千兆交換機(jī)（Catalyst 4912G），通過(guò)配置Spanning-tree的Cost參數(shù)，指定一條鏈路為主鏈路（Forwarding），另外一條千兆將自動(dòng)成為備份鏈路（Blocking）。
這樣，當(dāng)主鏈路或主鏈路所連的千兆交換機(jī)失敗時(shí)，C5500將自動(dòng)啟用備份鏈路，通過(guò)另一臺(tái)千兆交換機(jī)訪問(wèn)行情服務(wù)器，同時(shí)，通過(guò)配置Cisco的Uplink-Fast技術(shù)，可以使這一恢復(fù)時(shí)間縮短到1秒（缺省的Spanning-tree恢復(fù)時(shí)間在30秒以上），其結(jié)果是股民甚至感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)上的災(zāi)難。
　　
　　服務(wù)器網(wǎng)卡容錯(cuò)
　　
　　　　行情服務(wù)器是證券網(wǎng)絡(luò)的核心，就算網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)達(dá)到如何程度的可靠，假如行情服務(wù)器采用一條線路接入，那么網(wǎng)絡(luò)依然是具有單點(diǎn)故障，對(duì)券商來(lái)說(shuō)，依然沒(méi)有可靠性可言。解決方案是在行情服務(wù)器上安裝兩塊Intel PRO/1000千兆服務(wù)器網(wǎng)卡，分別連接兩臺(tái)千兆交換機(jī)，利用Intel AFT技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩塊網(wǎng)卡間的容錯(cuò)，當(dāng)主網(wǎng)卡或該網(wǎng)卡所連的交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)，服務(wù)器會(huì)馬上將該網(wǎng)卡上的流量轉(zhuǎn)移到備份網(wǎng)卡上，而且這一過(guò)程非常短，不超過(guò)2秒，不會(huì)導(dǎo)致工作站下網(wǎng)，股民不會(huì)有任何反應(yīng)。
　　
　　　　以上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，做到任何一臺(tái)中心交換機(jī)的故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，并提供最快速的故障恢復(fù)方案，從根本上解決營(yíng)業(yè)部面臨的風(fēng)險(xiǎn)。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)描述
　　
　　　　在已完成的證券營(yíng)業(yè)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造中，思科系統(tǒng)公司主要使用了以下的技術(shù)：
　　
　　　　Adapter Fault Tolerance(AFT網(wǎng)卡容錯(cuò)技術(shù))和Adaptive Load Balancing(ALB網(wǎng)卡平衡負(fù)載技術(shù))：在行情服務(wù)器中安裝兩塊Intel Pro/1000網(wǎng)卡，在NetWare Autoexec.ncf中啟動(dòng)AFT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)一塊網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生故障，另外一塊網(wǎng)卡馬上接管，工作站沒(méi)有影響，不用重新啟動(dòng)。
　　
　　　　Cisco GEC(Gigabit EtherChannel)帶寬聚合技術(shù)：GEC在兩臺(tái)交換機(jī)間提供4條鏈路的連接最大8Gbps（4Gbps full duplex）的并行帶寬，將多條Gigabit Ethernet Interface組成一條邏輯通路（Channel）。主要功能包括成倍增加帶寬和為線路冗余提供可靠性。在華夏營(yíng)業(yè)部，思科系統(tǒng)公司在兩臺(tái)Catalyst 4912交換機(jī)之間提供了2條鏈路的連接最大4Gbps（2Gbps full duplex）的并行帶寬。
　　
　　　　在spanning tree標(biāo)準(zhǔn)中用到Cisco的Uplink Fast技術(shù)：實(shí)現(xiàn)在環(huán)型線路連接中，當(dāng)一條發(fā)生故障，迅速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性，恢復(fù)過(guò)程只有1秒鐘的延時(shí)。假如沒(méi)有Uplink Fast技術(shù)那么spanning tree的恢復(fù)過(guò)程需要40秒鐘的延時(shí)。
　　
　　　　采用Cisco的MAC地址限制技術(shù)：在Cisco交換機(jī)的端口上設(shè)置無(wú)盤工作站網(wǎng)卡的MAC地址，Cisco交換機(jī)可以最大每端口設(shè)置132個(gè)MAC地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)用戶接入的安全保障，不良動(dòng)機(jī)的股民攜帶筆記本電腦也不能連入營(yíng)業(yè)部網(wǎng)內(nèi)。
　　
　　系統(tǒng)改造結(jié)果
　　
　　　　經(jīng)改造后的北京華夏東四、重慶國(guó)投、中興證券、北國(guó)投證券、廈門證券等營(yíng)業(yè)部的系統(tǒng)運(yùn)行都取得了良好的效果，交易業(yè)務(wù)的日常工作速度加快，且非常穩(wěn)定，能夠?yàn)楣擅裉峁┝己玫姆?wù)。下面是"重慶國(guó)投北京證券營(yíng)業(yè)部"系統(tǒng)改造前后的狀況比較：
　　