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Justiça no Comércio em Nuvem: Um Novo Método

Esse artigo fala sobre justiça nas negociações com Pedidos Baseados em Entrega em ambientes de nuvem.

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Nos últimos anos, várias bolsas de valores começaram a pensar em mover suas operações para a nuvem. Essa mudança oferece vários benefícios, incluindo redução de custos e melhoria na escalabilidade. No entanto, garantir a Justiça para todos os traders nesses ambientes de nuvem, especialmente no trading de alta frequência, apresenta desafios significativos. Este artigo explora esses problemas, focando em como alcançar a equidade através de um método chamado Delivery Based Ordering (DBO).

Contexto sobre Bolsas de Valores e Trading de Alta Frequência

Bolsas de valores são plataformas onde diversos instrumentos financeiros, como ações e títulos, são comprados e vendidos. Essas bolsas geram Dados de Mercado em tempo real, que são essenciais para que os traders tomem decisões informadas.

O trading de alta frequência (HFT) é uma forma de trading algorítmico onde os participantes dependem de tecnologia avançada para executar operações em microssegundos. Dada a rapidez dessas transações, até mesmo o menor atraso no recebimento de dados de mercado ou na execução de ordens pode impactar os lucros de um trader. Portanto, a justiça no acesso aos dados de mercado e nos tempos de execução é crucial.

A Importância da Justiça

Justiça no trading significa que todos os participantes têm igual acesso aos dados do mercado e que suas operações são processadas na ordem em que são recebidas. Essa igualdade permite que todos os traders compitam em um campo de jogo nivelado, promovendo competição e aumentando a eficiência do mercado.

Atualmente, muitas bolsas financeiras operam a partir de centros de dados locais. Esses centros podem garantir justiça ao fornecer latência igual para todos os traders. No entanto, mudar para a nuvem traz complexidades, já que os ambientes de nuvem são projetados para cargas de trabalho diversas e não garantem naturalmente latência igual.

Desafios dos Ambientes de Nuvem

Os ambientes de nuvem enfrentam vários desafios quando se trata de manter a justiça no trading:

  1. Latência Variável da Rede: Ao contrário das soluções locais que podem controlar todos os aspectos da rede, os provedores de nuvem gerenciam uma ampla gama de conexões, levando a atrasos imprevisíveis.

  2. Congestionamento: Em um ambiente multi-tenant, vários usuários podem compartilhar a largura de banda, causando lentidões.

  3. Características de Hardware Diferentes: Cada participante pode estar usando hardware diferente em locais variados, o que significa que suas experiências podem variar bastante.

  4. Complexidade na Entrega de Dados: Garantir a entrega simultânea de dados de mercado a todos os participantes em um ambiente de nuvem é difícil, especialmente quando as condições da rede flutuam.

Soluções Existentes e Suas Limitações

Algumas soluções já foram propostas para enfrentar a questão da justiça nos ambientes de nuvem. Uma abordagem envolve o uso de sincronização de relógios para garantir que todos os traders recebam os dados do mercado ao mesmo tempo. No entanto, esse método tem desvantagens. Se a latência da rede ultrapassar determinado limite, essa sincronização pode falhar, levando à injustiça.

Outra abordagem é agrupar a entrega de dados de mercado. Embora isso possa ajudar a gerenciar picos de latência, pode introduzir grandes atrasos que não são adequados para trading de alta frequência.

Delivery Based Ordering: Uma Nova Abordagem

O Delivery Based Ordering (DBO) oferece uma maneira diferente de garantir justiça sem a necessidade de sincronização rigorosa de relógios. Em vez de exigir latência igual para todos os traders, o DBO foca na ordenação das operações com base na rapidez com que os traders respondem aos dados do mercado.

Como Funciona o DBO

No seu núcleo, o DBO usa um conceito chamado "relógio de entrega." O relógio de entrega de cada trader rastreia os dados do mercado que eles recebem e o tempo que leva para eles reagirem. Dessa forma, mesmo que haja atrasos na entrega de dados, as operações ainda podem ser ordenadas de forma justa com base nos tempos de resposta.

Por exemplo, se um trader recebe os dados do mercado mais tarde que outro, suas operações ainda podem ser colocadas na ordem correta ajustando esses atrasos. Esse método permite manter a justiça mesmo diante de condições de rede variáveis.

Implementação do DBO na Nuvem

A implementação do DBO requer vários componentes:

  1. Buffers de Liberação: Esses buffers são responsáveis por gerenciar a entrega de dados de mercado para os traders. Eles garantem que os dados sejam liberados para os traders de maneira controlada, reduzindo o risco de injustiça devido a picos de latência.

  2. Buffers de Ordenação: Esses buffers coletam as operações e as ordenam com base nos timestamps do relógio de entrega. Essa ordenação garante que traders mais rápidos sejam priorizados, enquanto ainda respeitam os horários de submissão originais das operações.

  3. Mecanismos de Heartbeat: Heartbeats ajudam a monitorar o status das conexões e garantem que todos os traders estejam engajados. Isso permite correções e ajustes oportunos na entrega de dados quando surgem problemas.

Desafios na Implementação

Embora o DBO apresente uma solução promissora, ainda existem desafios a serem superados:

  • Integração com Sistemas Existentes: Garantir que o DBO funcione com as plataformas de trading e práticas atuais requer planejamento cuidadoso e coordenação com os provedores de nuvem.
  • Manutenção da Segurança: Os traders devem ter confiança de que seus dados permanecem seguros e que não há oportunidades para atores maliciosos obterem uma vantagem injusta.
  • Gerenciamento de Latência: Embora o DBO se concentre no tempo de resposta, gerenciar a latência geral ainda é crítico para manter um ambiente de trading competitivo.

Avaliação do Desempenho do DBO

Para avaliar a eficácia do DBO, vários experimentos podem ser realizados, comparando o DBO com métodos tradicionais de garantir justiça nas bolsas financeiras. As métricas principais incluem:

  1. Métricas de Justiça: Medem com que frequência as operações são ordenadas corretamente com base nos tempos de resposta dos traders.

  2. Métricas de Latência: Acompanham o tempo que leva para os dados de mercado chegarem aos traders e para as operações serem executadas.

  3. Escalabilidade: À medida que o número de traders aumenta, é essencial ver como o DBO se comporta sob cargas maiores.

Os resultados de tais avaliações podem ajudar a refinar o DBO e demonstrar sua eficácia em manter a justiça no trading, mesmo em ambientes de nuvem desafiadores.

Futuro do DBO e do Trading na Nuvem

Conforme mais bolsas financeiras buscam migrar para a nuvem, mecanismos como o DBO se tornarão cada vez mais importantes. Ao permitir um trading justo e eficiente em ambientes de latência variável, o DBO prepara o cenário para um panorama financeiro mais equitativo.

No futuro, podemos ver uma adoção mais ampla do DBO e técnicas semelhantes em várias indústrias, não apenas na finanças. Seus princípios poderiam se aplicar a qualquer cenário onde justiça e rapidez são críticas, como jogos online ou bolsas de publicidade, tornando-o uma estratégia versátil para alcançar a justiça em sistemas complexos.

Conclusão

A transição das bolsas financeiras para ambientes de nuvem apresenta desafios únicos, especialmente em relação à justiça no trading. O DBO oferece uma solução inovadora que foca nos tempos de resposta em vez de latência rigorosa, permitindo um sistema de trading mais flexível e justo.

À medida que essa abordagem continua a evoluir e ser refinada, ela promete democratizar o acesso aos mercados financeiros e garantir que todos os traders tenham uma chance justa de competir. O desenvolvimento e teste contínuos do DBO serão cruciais para moldar o futuro das bolsas financeiras hospedadas na nuvem.

Fonte original

Título: DBO: Response Time Fairness for Cloud-Hosted Financial Exchanges

Resumo: In this paper, we consider the problem of hosting financial exchanges in the cloud. Financial exchanges require predictable, equal latency to all market participants to ensure fairness for various tasks, such as high speed trading. However, it is extremely difficult to ensure equal latency to all market participants in existing cloud deployments, because of various reasons, such as congestion, and unequal network paths. In this paper, we address the unfairness that stems from lack of determinism in cloud networks. We argue that predictable or bounded latency is not necessary to achieve fairness. Inspired by the use of logical clocks in distributed systems, we present Delivery Based Ordering (DBO), a new approach that ensures fairness by instead correcting for differences in latency to the participants. We evaluate DBO both in our hardware test bed and in a public cloud deployment and demonstrate that it is feasible to achieve guaranteed fairness and sub-100 microsecond latency while operating at high transaction rates.

Autores: Prateesh Goyal, Eashan Gupta, Ilias Marinos, Chenxingyu Zhao, Radhika Mittal, Ranveer Chandra

Última atualização: 2023-03-29 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2303.16139

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.16139

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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