Время отклика сети бывает гораздо важнее скорости доступа

Для некоторых пользователей телекомуслуг сократить время, за которое ответные данные попадают в канал связи, не менее важно, чем уменьшать время прохождения самого кабеля. Работать настолько близко к режиму реального времени, насколько это возможно, – собирать информацию о рынке и совершать на нем сделки – нужно высокочастотным трейдерам. Время обработки их заявки складывается из того, сколько сигнал идет по каналу связи до брокера, сколько времени занимает обработка заявки брокером, как быстро откликается на заявку биржа и сколько времени занимает обратный путь результата исполнения заявки до клиента, говорит директор по маркетингу компании «БКС брокер» Руслан Смирнов.

Игровые онлайн-ресурсы требовательны к доставке контента, говорит представитель «Мегафона» Татьяна Зверева. Она вспоминает, как при передаче обновлений для все той же Wargaming через специальный сервис доставки контента (CDN – Content Delivery Network) нагрузка на сеть «Мегафона» составила 180 Гбит/с.

Скорость связи – главное конкурентное преимущество операторов. Операторы связи привлекают абонентов, предлагая им доступ со все большей скоростью. Но скорость связи измеряется только мегабитами в секунду. Такой параметр, как время отклика, не настолько принципиален для большинства пользователей, но он бывает критично важен.

Торговля на высокой частоте

Время отклика сети зависит от физической протяженности маршрута, по которому идет сигнал, километров оптики и от количества регенерирующего оборудования на данном участке сети – чем короче маршрут и меньше число регенераций сигнала, тем быстрее отклик, объясняет представитель «Транстелекома» (ТТК) Татьяна Семенова. Чтобы обеспечить минимальную задержку сигнала клиентам, для которых этот показатель критичен, например компаниям, специализирующимся на высокочастотном трейдинге, при подключении их к сети мы используем максимально короткие маршруты, говорит она. Кроме того, есть техническая возможность в интересах клиента приоритизировать определенные виды трафика на IP-уровне для повышения скорости его передачи.

Трейдеры зарабатывают на большом количестве сделок (до 40 в секунду), каждая из которых приносит относительно небольшую прибыль, объясняет Смирнов. По его словам, даже минимальная задержка в исполнении может существенно влиять на общую прибыль торговой стратегии: дополнительная миллисекунда делает прибыльную стратегию убыточной. Клиентов, занимающихся высокочастотным трейдингом, на российском рынке относительно немного, в их числе Смирнов называет хедж-фонды и крупнейшие подразделения международных банков. Но каждый из них приносит БКС большой комиссионный доход и увеличивает ее долю на биржевом рынке. По его словам, в 2014 г. 200 таких клиентов принесли компании доход в 3,2 млрд руб.

Время отклика – это время от посылки запроса до получения первого байта ответа, объясняет руководитель направления по работе с алгоритмическими клиентами компании IT Invest (технологии интернет-трейдинга) Юрий Маслов. Правда, для трейдеров важен приход последнего байта, поскольку лишь после этого можно начинать обрабатывать информацию и принимать решение, объясняет он. Но сейчас пропускная способность канала выросла, а размер торгового сообщения практически не изменился, поэтому приход его первого байта по времени совпадает с приходом последнего.

Задержка времени может быть критичной для торговли и получения рыночных данных, поэтому участники рынка имеют примерно одинаковую скорость доступа к торгам, говорит Маслов. Когда появляется какой-либо новый сервис, ускоряющий доступ, все игроки неизбежно переходят на него, объясняет он. Так повышаются ставки – чтобы оставаться в игре, трейдер должен покупать новые услуги.

Борьба за доли секунды

Для связи между торговыми площадками в Нью-Йорке и Чикаго (NYSE и CME) традиционно используются самые быстрые каналы – при зарождении высокочастотного трейдинга такими были оптоволоконные линии, говорит Маслов. Предел времени отклика для прямого оптического канала от Нью-Йорка до Чикаго – 12 миллисекунд (мс), знает он. Минимум достигнут и для времени прохождения сигнала по оптоволоконным каналам связи между Москвой и Лондоном, говорит Смирнов. ТТК сократил в своей сети минимальное время задержки сигнала между Гонконгом и Франкфуртом до 166 мс благодаря внедрению на сети оборудования класса ULH DWDM, что позволило увеличить промежутки безрегенераторной передачи на магистральной сети, замечает Семенова.

Но скорость света в оптоволокне составляет около двух третей от максимальной, поэтому время прохождения сигнала можно уменьшить, сменив среду распространения сигнала, объясняет Маслов. Так и поступили телекомпровайдеры, предложившие вместо оптоволокна соединить Нью-Йорк и Чикаго радиосвязью прямой видимости. По его словам, это снизило время прохождения до 8 мс и повлекло переход всех основных участников рынка на новый вид связи.

Однако и этот способ не идеален – радиосвязь зависит от погодных условий, подвержена рассеиванию в атмосфере и преломлению сигнала, говорит Маслов. По его словам, поиск новых каналов связи идет постоянно – например, есть попытки совместить преимущества оптической связи и радиосвязи, предложив полые оптические кабели. Маслов уверен, что в ближайшее время скорость передачи данных еще повысится.

Брокеры могут снизить время отклика, оптимизируя систему претрейда, которая управляет рисками и устанавливает лимиты по клиентам (какие инструменты они могут использовать в торговле), говорит Смирнов. Кроме того, время отклика можно сократить, перейдя на специальные сетевые карты на базе FPGA-микросхем (их можно запрограммировать самостоятельно, оптимизировав работу под свои задачи), которые самостоятельно обрабатывают сигнал без использования процессора и памяти сервера. По его расчетам, это позволит брокеру обрабатывать сигнал 2 микросекунды (мкс) вместо нынешних 10. Начав почти с целой секунды, БКС потратила два года и несколько миллионов долларов на сокращение времени обработки запроса.

Сетевая инфраструктура биржевой торговли в России движется в том же направлении, что и за границей, говорит Маслов. Смирнов уточняет, что российские решения отстают по скорости – если иностранные трейдеры борются за лишние наносекунды, то отечественные игроки стараются улучшить микросекунды. Естественно, в России отсутствуют решения, не применимые в наших условиях, говорит Маслов, например, радиосвязь как способ передачи сигнала. В условиях пасмурной московской погоды, коротких расстояний и единственного центра биржевой торговли, расположенного в Москве, она не имеет экономического смысла. Поэтому в России оптимизация времени отклика – это выбор и правильная настройка сетевого оборудования, кабелей и улучшение брокерского софта, объясняет он. Значительная часть торговой инфраструктуры принадлежит и управляется самой биржей, говорит Маслов, добавляя, что биржа тоже постоянно пытается ускорить работу своих систем.

Высокочастотные трейдеры размещают свое оборудование вблизи торговых систем биржи и длина линий связи составляет иногда всего несколько десятков метров, рассказывает сотрудник пресс-службы Московской биржи. В среднем транзакция исполняется около 400 мкс, говорится в материалах биржи. У Лондонской биржи (LSE) это время составляет 150 мкс, а у Франкфуртской биржи (Deutsche Boerse) – от 150 до 200 мкc.

«Последняя миля» до биржи в ОАЭ, где 10 Гб в месяц обходятся трейдеру $120 000, Смирнов называет одним из самых дорогих каналов связи в мире.

Требовательные игрушки

Другим сервисом, требовательным к времени отклика, представитель МТС Дмитрий Солодовников называет онлайн-игры. Чтобы ускорить доступ своих абонентов к зарубежным серверам данных, компания напрямую подключается к серверам основных поставщиков контента. Например, МТС более четырех лет сотрудничает с Google, размещая кэширующие его контент серверы на территории России, говорит Солодовников. В 2014 г. МТС включила в свою сеть серверы компании Wargaming, чтобы ускорить доступ пользователей к онлайн-играм World of Tanks и World of Warplanes.

По словам операционного продюсера World of Tanks Кирилла Стадника, минимум скорости для игры – это 256 кбит/с, но для комфортной игры скорость соединения должна быть в 4 раза выше – 1024 кбит/с. Максимально допустимым временем отклика он называет 80 мс, а комфортным – 50–55 мс.

Считается, что в среднем для комфортной игры нужны такие показатели: для FPS («стрелялок» от первого лица) достаточно скорости на уровне 128 кбит/с и крайне желательно, чтобы время передачи пакета не превышало 50 мс, говорит технический директор Mail.ru Group Владимир Габриелян. Для RPG (ролевых игр) скорость должна составлять хотя бы 512 кбит/с, пинг – менее 100 мс, знает он.

Способы повышения скорости

CDN позволяет выдерживать пиковые нагрузки, когда на сайт одновременно заходит множество пользователей. Вместо того чтобы отправлять пользователю популярный трафик (как правило, это «тяжелый» видеоконтент) из центрального сервера, управляющий сервер, не дожидаясь запроса абонента, транслирует контент на серверы, территориально близкие к абоненту, объясняет управляющий портфелем Фонда развития интернет-инициатив (ФРИИ) Сергей Негодяев. А уже те отвечают на запросы клиентов, что одновременно сокращает время доставки контента.

CDN «Мегафона» состоит из 16 региональных узлов, которые могут пропускать до 250 Гбит трафика в секунду, говорит Зверева. CDN применяется также при онлайн-трансляции спортивных событий. За время чемпионата мира по футболу в Бразилии «Мегафон» через свою сеть CDN в России передал только на мобильные устройства почти 1 петабайт информации (потоковые трансляции, матчи в записи и обзоры игр). Зверева сравнивает это примерно с 500 000 фильмов в HD-качестве.

Операторы ускоряют доставку не только тяжелого контента, говорит Негодяев. Заметив, что абоненты часто ходят на одни и те же сайты (которые расположены физически далеко от них), где черпают одну и ту же информацию, операторы копируют сайты в свои сети, чтобы дальше выдавать информацию абонентам из локальных источников.

Кроме того, операторы ускоряют доступ пользователей к сети, приоритизируя трафик, говорит Негодяев. Дело в том, что основным трафиком в сети является p2p-трафик (так называемые торренты), объясняет он. Такого трафика бывает настолько много, что он «забивает» весь канал связи оператора, не позволяя его клиентам пользоваться интернетом даже при очень хороших каналах связи. Тогда операторам приходится искусственно понижать приоритет торрент-трафика и повышать приоритет обычного http-трафика, говорит Негодяев.

Ускорять доступ пользователей к контенту в России пока возможно и традиционными методами. Невысокая конкуренция среди операторов на такой большой территории, как территория России, приводит к высокой стоимости аренды кабелей, говорит Габриелян. Частные компании не спешат вкладываться в кабельную инфраструктуру, поэтому зачастую между двумя соседними точками трафик идет кружным маршрутом и это также серьезно увеличивает сетевую задержку, говорит Габриелян.

Оптимизировать маршруты трафика помогают пиринговые сети, уверен Негодяев. Выход на площадку по обмену трафиком прежде всего экономически выгоден операторам, поскольку снижает их затраты, говорит Габриелян, но вот трафик это не ускоряет.