Triển khai Napatech Link Capture trong các ứng dụng tài chính trên FPGA SmartNICs

Napatech Link Capture trong ứng dụng tài chính. Triển khai Napatech Link Capture trong các ứng dụng tài chính trên FPGA SmartNICs

Mô tả giải pháp

Xây dựng các giải pháp tiên tiến cho các ứng dụng tài chính bằng cách sử dụng máy chủ tiêu chuẩn COTS và Napatech SmartNICs với Link™ Capture.

Khi các hệ thống giao dịch tài chính đang liên tục trở nên nhanh hơn và phức tạp hơn, Những card mạng tiêu chuẩn (Network Interface Cards – NICs) không thể theo kịp cả tốc độ dữ liệu thực tế cũng như các dữ liệu microburst được truyền thường xuyên.

Tuy nhiên, SmartNICs dựa trên Napatech FPGA có thể xử lý tốc độ dữ liệu lên tới 100 Gbps và bao gồm các bộ đệm lớn được tích hợp ngay trên bo mạch được thiết kế để hấp thụ các microbursts, luôn đảm bảo hiệu suất mạng cao nhất tại mọi thời điểm.

Lợi ích chính

• 100% đảm bảo mất không gói – trong mọi điều kiện
• Thông lượng đầy đủ lên đến 100 Gbps trên cả chiều nhận và phát
• Độ phân giải thời gian ở mức nano giây và hợp nhất gói
• 50 triệu luồng với stateful match/action
• Bản ghi Flow records với số liệu cho cả hai hướng
• Hỗ trợ API PCAP và DPDK

Ví dụ về một trung tâm dữ liệu điển hình với co-location

Ứng dụng #1

Thu thập và lọc dữ liệu giao dịch tần số cao (HFT)

Với các giao dịch HFT yêu cầu thời gian thực hiện nhanh hơn và hệ thống giao dịch trở nên phức tạp hơn, điều quan trọng đối với bất kỳ nền tảng HFT nào là có thể nắm bắt tất cả lưu lượng mạng mọi lúc vì các microbust và khoảng trống dữ liệu bất kì đều có thể gây ra các lệnh bị đặt sai chỗ hoặc thậm chí bị mất lệnh.

Capture tất cả các gói với tốc độ lên đến 100 Gbps – với đảm bảo 100% không mất gói:

• Lọc các gói dựa trên các giao thức duy nhất cho các giao dịch tài chính
• Báo cáo chính xác dữ liệu lịch sử thương mại để tuân thủ quy định
• Xác định các data bursts/gaps có thể gây ra các lệnh sai hoặc bị bỏ sót

Ứng dụng #2

Tối ưu hóa các thuật toán giao dịch bằng cách phát lại dữ liệu đã được ghi lại từ trước.

Phát lại dữ liệu đã thu được với độ chính xác nano giây ở tốc độ thực tế để liên tục tối ưu hóa các thuật toán thương mại bằng cách đo hiệu suất của các ngày giao dịch trước đó và thử nghiệm so với dữ liệu giao dịch trước đó.

• Đo lường hiệu suất của các ngày giao dịch trước đó
• Kiểm tra các thuật toán sửa đổi so với dữ liệu giao dịch trước đó thông qua phát lại dữ liệu chính xác tốc độ cao

Ứng dụng #3

Phân tích hoạt động mạng cho các mối đe dọa an ninh mạng

Chuyển tiếp dữ liệu đến ứng dụng ghi lưu lượng mạng (ví dụ: ntop n2disk™) hoặc SIEM (ví dụ: Splunk và Suricata) để phân tích lưu lượng mạng.

• Tăng hiệu năng lên tới 3 lần khả năng ghi lại dữ liệu không bị mất mát trên ứng dụng nguồn mở ntop n2disk™
• Giảm tải xử lý và phân tích lưu lượng mạng từ phần mềm ứng dụng, đồng thời đảm bảo sử dụng tối ưu tài nguyên của máy chủ dẫn đến tăng tốc ứng dụng hiệu quả

Napatech Link™ Capture Software hỗ trợ một loạt các ứng dụng và các trường hợp trong thực tế. Khi mà thực tế một card mạng tiêu chuẩn (NICs) sẽ gây ra tình trạng bị mất gói dữ liệu gây ra các hoạt động sai lệch cho ứng dụng mục tiêu, Napatech đảm bảo rằng hệ thống luôn hoạt động ở tốc độ thực tế và không làm mất mát dữ liệu ở mọi kích thước gói tin.

Zero Packet Loss – Với việc đảm bảo mất gói bằng không và hiệu suất ổn định trong mọi điều kiện, Link™ Capture Software cho phép các doanh nghiệp phát triển và triển khai các ứng dụng của riêng họ dựa trên máy chủ tiêu chuẩn COTS tiết kiệm chi phí.

Dấu thời gian Timestamping bằng phần cứng – Khả năng thiết lập thời gian chính xác khi các khung dữ liệu được ghi lại hoặc truyền đi là rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng. Để đạt được điều này, tất cả các SmartNICs Napatech FPGA có thể cung cấp một dấu thời gian có độ chính xác cao, được lấy mẫu với độ phân giải nano giây, cho mỗi khung hình được ghi lại và truyền đi.

Trình tự gói tin – Napatech FPGA SmartNICs có thể giải trình tự và hợp nhất các gói dữ liệu nhận được trên nhiều cổng trong phần cứng bằng cách sử dụng time stamps chính xác của mỗi khung dữ liệu Ethernet. Điều này có hiệu quả cao và giảm tải đáng kể cho ứng dụng giúp tăng tốc tối đa hệ thống.

Cân bằng NUMA – Upstream và downstream được kết hợp bằng cách sử dụng QPI Bypass qua Kết nối phần cứng thông minh. Điều này cho phép các luồng cụ thể được kết hợp và hướng đến các lõi CPU phù hợp để xử lý một cách cân bằng và có kiểm soát, mà không cần sử dụng tài nguyên hệ thống máy chủ với giao tiếp đắt tiền giữa các nút NUMA.

Phân phối đa CPU thông minh (RSS) – Napatech FPGA SmartNICs đảm bảo rằng các luồng dữ liệu khung Ethernet liên quan được phân phối một cách tối ưu đến các lõi CPU có sẵn. Điều này đảm bảo rằng hệ thống được xử lý cân bằng giữa các lõi CPU và các khung dữ liệu phù hợp sẽ được gửi đến các lõi CPU tương ứng.

Bộ đệm burst – Napatech FPGA SmartNICs cung cấp bộ nhớ trên bo mạch cho bộ đệm khung dữ liệu Ethernet. Bộ đệm này đảm bảo việc cung cấp dữ liệu tối ưu, ngay cả khi có tắc nghẽn trong việc cung cấp dữ liệu cho ứng dụng.

Sử dụng bộ nhớ cache tối ưu – Napatech FPGA SmartNICs sử dụng kỹ thuật phân phối bộ đệm tối ưu giúp phân phối một lượng lớn dung lượng đệm cho số lượng tương ứng các gói tin bằng cách đặt chúng liên tục trong mỗi một buffer.

Phát lại lưu lượng truy cập (traffic replay) – Đối với mục đích an ninh mạng, các kịch bản lưu lượng truy cập khác nhau cần được tái tạo và mô phỏng để củng cố cơ sở hạ tầng. Các gói cũng cần được phát lại dưới nhiều tình huống khác nhau để cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS).

Chuyển tiếp lưu lượng (traffic forwarding) – Dấu thời gian timestamping của luồng lưu lượng cần phải được ghi ở độ chính xác cao nhất và sau đó phân phối đến các thiết bị trên mạng một cách phù hợp. Các hệ thống Napatech FPGA SmartNICs có thể chuyển tiếp và / hoặc phân chia lưu lượng truy cập được ghi lại trên một thiết bị tap duy nhất tới cụm máy chủ phục vụ phân tích và xử lý dữ lieuj mà không cần phải sử dụng thêm bất cứ thành phần phần cứng nào.

SmartNICs dựa trên Napatech FPGA cho phép xây dựng các giải pháp hiệu suất cao và giá cả phải chăng chỉ với việc sử dụng máy chủ tiêu chuẩn COTS. SmartNICs Napatech được đánh giá cao hàng đầu thị trường ở năng lực tích hợp và tương thích mặc định với hàng loạt các ứng dụng mã nguồn mở phổ biến, tùy biến hoặc dưới dạng thương mại.

Triển khai Napatech Link Capture trong các ứng dụng tài chính trên FPGA SmartNICs