基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，在不增加任何成本的前提下提高接收TCP数据的效率。其技术方案为：根据TCP协议，在FPGA中实现对TCP接收侧的数据即TCP镜像数据进行TCP负载提取，再通过FPGA实现行情业务解析并通过UDP协议将证券行情转发给客户。经济方面，通过TCP镜像处理模块可实现不增加证券行情网关的条件下，实现了FPGA对行情数据的提取、解析与转发；速度方面，在遵守TCP协议下，简化了FPGA接收TCP镜像数据的处理方式，大幅提高了接收TCP数据的效率。大幅提高了接收TCP数据的效率。大幅提高了接收TCP数据的效率。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置


[0001]本专利技术涉及一种信息处理装置，具体涉及一种基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置。

技术介绍

[0002]证券行情是证券交易所通过证券行情网关进行的行情数据分发。目前FPGA硬件极速行情与证券行情网关的连接方式一般分为2种：TCP直连行情网关而进行的行情数据接收；软件TCP直连行情网关并同时通过镜像给FPGA进行的行情数据接收。
[0003]当前对于后者的连接方式，现有FPGA的行情接收，需要按照完整的TCP接收协议对镜像数据进行接收，需要处理大量逻辑(异常保护、错包检测、丢包重传等等很多功能)，增加了时延。但实际行情接收的环境比较理想，无需实现完备的TCP接收功能，只需要处理sequence的序号连续就可以了，因而现有的这种完整TCP接收协议的处理并不是一种必须的处理方式。

技术实现思路

[0004]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0005]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，在不增加任何成本的前提下提高接收TCP数据的效率。
[0006]本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，包括网络接收模块、TCP镜像处理模块、行情业务模块、UDP协议封装模块、网络发送模块，其中：
[0007]网络接收模块，接收网络数据，将网络数据包中的网络负载输出给TCP镜像处理模块；
[0008]TCP镜像处理模块，根据配置的IP地址、端口号，基于TCP协议对TCP镜像数据进行TCP负载的提取，并将提取到的TCP负载的数据传输给行情业务模块；
[0009]行情业务模块，根据交易所协议，将来自TCP镜像处理模块传输来的TCP负载的数据解析为行情数据，并将行情数据发送给UDP协议封装模块；
[0010]UDP协议封装模块，将行情数据封装成一个完整的UDP格式的数据包，将UDP格式的数据包传输给网络发送模块；
[0011]网络发送模块，将UDP格式的数据向外部传输。
[0012]根据本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例，装置还包括：
[0013]系统控制模块，对装置中的各个模块进行配置、启动、监控、关闭的控制。
[0014]根据本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例，TCP镜像处理模块包括地址与端口校验单元、提取负载单元、序号检测单元，其中：
[0015]地址与端口校验单元，接收来自网络接收模块传输来的网络负载数据后，对接收的网络负载数据进行滤除，去除非匹配的数据包，将匹配的数据包即TCP镜像数据包传输至提取负载单元；
[0016]提取负载单元，根据来自地址与端口校验单元传输来的TCP镜像数据包的头部中所包含的TCP负载的长度信息，提取TCP负载，同时计算TCP负载对应的校验和，与TCP镜像数据包头部所包含的校验和进行比较，如果不一致则丢弃该TCP镜像数据包，如果一致则将TCP镜像数据包头部中含有的序列号信息与计算出的TCP镜像数据包中的TCP负载的长度信息，一起传输给序号检测单元；
[0017]序号检测单元，根据TCP协议，基于提取负载单元传输来的当前TCP镜像数据包的序列号、上一个TCP镜像数据包的序列号以及TCP负载的长度的比较，对当前TCP镜像数据包进行对应的处理，以使接收的TCP数据包头部中所含有的序列号的值连续增长。
[0018]根据本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例，地址与端口校验单元是通过配置目的IP地址和端口号、源IP地址和端口号对接收的网络负载数据进行滤除。
[0019]根据本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例，序号检测单元通过多个先进先出的数据缓冲对序列号进行简化判断。
[0020]根据本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例，序号检测单元通过先进先出的数据缓冲对序列号进行简化判断的具体处理包括：
[0021]当前TCP镜像数据包的序列号小于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度，且当前TCP镜像数据包的序列号加当前TCP镜像数据包的TCP负载的长度也小于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度，则当前TCP镜像数据包丢弃；
[0022]当前TCP镜像数据包的序列号小于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度，但当前TCP镜像数据包的序列号加当前TCP镜像数据包的TCP负载的长度，大于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度的，则将当前TCP镜像数据包中的部分数据丢弃至序列号连续，再将剩余的数据传输给后续模块；
[0023]当前TCP镜像数据包的序列号等于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度，则将当前TCP镜像包直接传输给后续模块；
[0024]当前TCP镜像数据包的序列号大于上一个TCP镜像数据包的序列号加TCP负载的长度，则将数据暂时存储在多个先进先出缓存中的一个，如果后续有TCP镜像数据包能形成序列号的值连续，再从该多个先进先出缓存中根据序列号的规则将数据传输给后续模块。
[0025]本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术基于FPGA对证券行情的TCP镜像数据进行加速处理。根据TCP协议，在FPGA中实现对TCP接收侧的数据即TCP镜像数据进行payload(TCP负载)提取，再通过FPGA实现行情业务解析并通过UDP协议将证券行情转发给客户。
[0026]相较于现有的技术，经济方面，通过TCP镜像处理模块可实现不增加证券行情网关的条件下(每增加一个行情网关都需要收取一定的费用)，实现了FPGA对行情数据的提取、解析与转发；速度方面，在遵守TCP协议下，简化了FPGA接收TCP镜像数据的处理方式(时延
控制在三十纳秒以内)，大幅提高了接收TCP数据的效率。
附图说明
[0027]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
[0028]图1示出了本专利技术的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置的一实施例的原理图。
[0029]图2示出了图1所示的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置实施例中的TCP镜像处理模块的实现原理图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，其特征在于，包括网络接收模块、TCP镜像处理模块、行情业务模块、UDP协议封装模块、网络发送模块，其中：网络接收模块，接收网络数据，将网络数据包中的网络负载输出给TCP镜像处理模块；TCP镜像处理模块，根据配置的IP地址、端口号，基于TCP协议对TCP镜像数据进行TCP负载的提取，并将提取到的TCP负载的数据传输给行情业务模块；行情业务模块，根据交易所协议，将来自TCP镜像处理模块传输来的TCP负载的数据解析为行情数据，并将行情数据发送给UDP协议封装模块；UDP协议封装模块，将行情数据封装成一个完整的UDP格式的数据包，将UDP格式的数据包传输给网络发送模块；网络发送模块，将UDP格式的数据向外部传输。2.根据权利要求1所述的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，其特征在于，装置还包括：系统控制模块，对装置中的各个模块进行配置、启动、监控、关闭的控制。3.根据权利要求1所述的基于FPGA加速处理证券行情中TCP镜像的装置，其特征在于，TCP镜像处理模块包括地址与端口校验单元、提取负载单元、序号检测单元，其中：地址与端口校验单元，接收来自网络接收模块传输来的网络负载数据后，对接收的网络负载数据进行滤除，去除非匹配的数据包，将匹配的数据包即TCP镜像数据包传输至提取负载单元；提取负载单元，根据来自地址与端口校验单元传输来的TCP镜像数据包的头部中所包含的TCP负载的长度信息，提取TCP负载，同时计算TCP负载对应的校验和，与TCP镜像数据包头部所包含的校验和进行比较，如果不一致则丢弃该TCP镜像数据包，如果一致则将TCP镜像数据包头部中含有的序列号信息与计算出的TCP镜像数据包中的TCP负载的长度信息，一起传输给序号检测单元；序号检测单元，根据TCP协议，基于提取负载单元传输来的当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建武，李思昌，张海荣，曹俊岭，沈俊华，王康贵，
申请(专利权)人：上海金融期货信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：