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构建快速安全可靠的高频交易平台
随着证券市场改革的深化，高频交易的发展将越来越迅速，成为中国金融市场最重要的交易策略之一。工欲善其事，必先利其器，建设快速、安全、可靠的高频交易平台必能帮助高频交易者在市场博弈中占尽先机，尤其是在一个还不太成熟的市场。
作者：F5 熊平来源：| 15:35
信鸽、1毫秒和3亿美元
早在1815年，英国和普鲁士联军在滑铁卢战役中击败拿破仑，战场上的硝烟还未散尽，罗斯柴尔德家族的信鸽便已起飞，穿越英吉利海峡去伦敦报信去了。内森&罗斯柴尔德先于其他人得知了法国失利的消息，于是大幅买入英国政府债券，最终大赚了一笔。我们且不去考证其真实性，但这却是通信电子化之前最典型的高频交易案例之一。
如今的市场已经不再需要信鸽。纽约和芝加哥是美国重要的金融中心，两地直线距离大约700英里，光通过连接两地的光缆单程仅需7毫秒，这意味着行情延时7毫秒，交易延时14毫秒。即使这样，对于从事跨市交易的高频交易者来说也太过漫长。于是，Spread Networks斥巨资(据估计为3亿美元)修建一条横穿阿巴拉契亚山脉的光缆隧道。这条光缆线路更短，可将两地之间的数据传输时间缩短约1毫秒，因此吸引了大批的高频交易商租用其光纤。
交易所的军备竞赛
在美国，高频交易占整个市场交易量的一半以上，在欧洲也占四成左右，为了取得信息和速度上的优势，高频交易参与者、交易所以及相关的服务商都被卷入一场军备竞赛。
对交易所而言，首先是对交易系统的升级和改造，提升系统的交易容量和交易速度。纳斯达克&OMX 集团于 2009 年 9 月宣布将其交易系统速度提高到 250 微秒以下，同时，纳斯达克还将其交易网络速度从每秒 10G 升级到每秒 40G。纽交所利用新交易系统替代了之前的 SuperDot 平台，令其交易系统延时由原先的 350 毫秒缩短至 5 毫秒，每秒可处理多达30 万笔交易。
在欧洲，伦敦证券交易所于 2009 年用基于 Linux 的交易系统替代了原先的 Windows 系统。新的交易系统最高交易速度低至 126 微秒，相比BATS Europe 的平均延时时间 250 微秒，Chi-X 的 175 微秒，具备了更强的竞争优势。
其次，为了降低网络延时，交易所还为高频交易提供多种通信接口(例如FIX)和托管(Co-Location)服务，直接把客户的主机放在交易所的数据中心，通过减少物理距离的方法以期获得定单到达交易所的最小延时。
典型的高频交易网络
回归我们的主题，对高频交易而言，交易速度是影响投资效果的最重要的因素之一。因此，系统的相应速度是衡量高频交易系统性能优劣的最重要因素，亦将直接影响交易者的收益。一些高频投资策略在系统没有延时的条件下，可以获得较为可观的正收益，当系统延时达到 200 毫秒时，投资表现就会出现大幅下降;如果是波动较小的市场，当系统延时超过 50 毫秒时，收益大幅下降的情况就会出现(Martin, Dick , 2012 )。
典型的高频交易网络(资料来源：Aldridge(2011))
由于交易策略高度依赖于超低延时性，所以为了实现执行这些策略所带来的好处，高频交易公司必须拥有实时、与交易所托管(Co-Location)的高频交易平台，通过这个平台来接受市场行情、生成交易指令、选择路由并执行指令，所有这些都是在不到1 毫秒的时间内完成的。同时，由于许多高频交易策略需要在一种以上的资产类别以及多个交易所之间进行交易，因此，需要配备适当的基础设施，以便在不同的数据中心之间进行远程连接。
高频交易的过程
典型高频交易的过程(资料来源：Aldridge(2011))
一个高频交易系统首先从经纪商处获取信息，接收、处理并存储大量以运行时频率传输的报价及其他市场数据。信息传入运行时处理器，处理器首先对报价信息进行分析，然后将报价输入核心分析引擎，进行运行时计量分析，之后产生买卖交易信号，并计算运行时盈亏，按照预先设定的参数进行风险管理。
在实时交易后，还需进行交易后分析，系统需要记录实时交易生成的指令，将每日交易结果和基于存档数据的模拟结果进行比对，更新收益分布、交易成本、风险管理参数等，将这部分信息反馈给模拟引擎。与此同时，交易后系统需要将所有接受到的报价信息进行归档，再将这些信息传入模拟引擎，模拟引擎生成和测试新策略，根据交易后分析的结果改进当前交易策略，之后将该部分信息反馈给运行时处理器。
高频交易的性能优化
按照交易的过程，一次完整的交易路径可分为三个环节：系统获取市场数据;策略主机执行运算获得交易信号并发出交易指令;交易指令传出到达交易所主机。其中第一和第三个环节涉及网络传输系统，第二个环节由策略主机自身软硬件系统决定。
依照交易时序的优化节点(资料来源：Aldridge(2011))
交易所方面的优化主要在三个方面：一是升级交易系统，提升交易容量和降低交易延时;二是升级骨干和接入网络到更低延时的40G和10G;还有就是提供托管(Co-Location)服务，将交易者的服务器直接放到交易所的托管机房。
下表是Nasdaq提供的其1G，10G连接的延迟数据：(数据基于Nasdaq的Co-Location用户数据，延迟均为往返延迟)。
对于最新的40G以太网连接，Nasdaq号称下单到反馈(order-to-ack)往返延迟能在40个微秒以内。从以上的数据中不难发现，高带宽不但能带来更低的延迟，而且还能提供一个非常重要的特性，那就是延迟的稳定性。
对经纪商而言，首先当然是租用托管机房，然后是对整个交易通道进行低延时升级。典型的高频交易网络都采用10G的万兆网络接入，内置TOE(TCP协议卸载)UOE(UDP协议卸载)的低延时网卡，以减轻对服务器CPU资源的占用，从而降低服务器端的延时，业界已有延时仅76ns(纳秒)的10G网卡。交换机方面，低延时交换机已经可以做到端口到端口延时400ns(纳秒)以内。
高频交易的客户端一方面需要在交易算法和模型上下足功夫，另一方面同样是在数据处理和传输环节上进行优化。包括低延时的10G网络，高性能的服务器，GPU，甚至使用FPGA将算法固化在硬件设备中运行。
典型的高频交易网络及其性能优化策略
通过上述的性能优化，整个交易通道的延时已经被压缩到了极致，但是随时而来的问题是：
1.经纪商的前置机直接暴露在高频交易客户端面前，几乎可以用&裸奔&来形容，潜在的安全风险巨大;
2. 如何确保经纪商的前置机的高可用性?和极低延时的要求一样，高频交易对业务连续性同样有着极致的要求，交易时段不能容忍任何中断。客户端大都直接连接到某台前置机，如果前置机出现问题，将直接造成交易无法进行，潜在的损失无法估计。
如何在保证低延时的前提下解决上述问题呢?
高频交易的安全性
在网络中加入低延时网络防火墙。通常网络防火墙会带来几百个微秒(&s)的延时，低延时防火墙可以将延时降低到几十个微秒(&s)，通过使用FPGA技术，F5的低延时防火墙甚至可以做到仅仅5个微秒(&s)。
高频交易的高可用性(HA)
为提升业务连续性的，可以使用低延时应用交付设备(ADC)对前置机服务器进行负载均衡，只需要提供给客户端一个接入地址，任何前置机出现问题都可直接切换到其他可用的前置机，既可确保业务连续性，又能灵活扩展处理性能。目前业界最低延时的F5 ADC设备在集成了防火墙的功能，负载均衡功能的情况下，经过实际测试总共才5微秒(&s)的极低延时。
增强型高频交易网络及其性能优化策略
国内高频交易
在美国和欧洲，金融市场已经非常成熟，高频交易的盈利日趋下降，加上日的&闪电暴跌&等事件的影响，监管部门加强了对高频交易的监控，使得美国的高频交易量从2009年的61%下降到现在的51%左右。
与此相反，新兴市场的经济蓬勃发展，金融市场日渐成熟，巴西和俄罗斯已经逐渐为高频交易打开了大门，上海证券交易所、香港等亚洲交易所也升级了交易系统，新加坡交易所甚至将系统升级到全球最快的90微秒。另外，新兴市场的高频交易者相对成熟市场更少，更易获得高额的收益。这都加速了高频交易向新兴市场的转移。
在国内，高频交易目前颇受国内金融行业关注。起初由于国内股票市场T+1交易制度的限制，大部分投资者最为关心的是以日为单位的短线、中长线投资机会，对日内交易机会关注甚少，随着允许T+0交易方式的商品期货、股指期货等创新产品的推出，以及可以通过一级市场申赎、信用交易等方式直接或变相的实现T+0交易的ETF(交易型开放式指数基金)和融资融券标的股的存在，投资者可以攫取证券市场日内交易的丰厚利润。因此，高频交易在国内已经被运用于商品期货、ETF及权证交易方面。
国内多家期货公司已经有提供高频交易的平台，有些嗅觉敏感的公司也已经开始学习国外同行的IT架构，率先进行了低延时改造，以吸引更多的高频交易者。ETF市场上已有多款做高频交易的ETF套利产品，国内量化投资基金日益增多，如广发、大摩华鑫、光大保德信等多家基金公司开始推出量化投资策略的基金。相信随着证券市场改革的深化，高频交易的发展将越来越迅速，成为中国金融市场最重要的交易策略之一。工欲善其事，必先利其器，建设快速、安全、可靠的高频交易平台必能帮助高频交易者在市场博弈中占尽先机，尤其是在一个还不太成熟的市场。
【1】 WFE, Understanding High Frequency Trading
【2】 Peter Gomber, Bj&rn Arndt, Marco Lutat, Tim Uhle, High-Frequency Trading, /abstract=1858626
【3】 上海证券交易所、复旦大学联合课题组，高频交易及其在中国市场应用研究
【4】 Wikipedia, High-frequency trading, http://en.wikipedia.org/wiki/High-frequency_trading
【5】 王焕然 深交所金融创新实验室/衍生品工作小组，解析高频交易
【6】 中信期货，聚焦国外高频交易现状
【7】 Brian Durwood, Nick Granny@wallstreettech, A Guide to the HFT Arms Race, /a-guide-to-the-hft-arms-race/?queryText=HFT
【8】 纪婧，上海期货交易所，美国对高频交易的监管措施及启示
【9】 Deutsch Bank Research, High-frequency trading
【10】 柳峰，高频交易的技术与设备
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【责任编辑： TEL：（010）】
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算法交易、高频交易,程序化（量化）交易、区别[程序化新手]
量化自动交易、算法交易的概念
关于量化自动交易、算法交易以及高频交易，国际上学术界与产业界并没有统一的权威定义，并且这些概念及理解也是随着市场与交易技术的发展与时俱进的，目前国际市场上对这三者的通常理解如下：
1.量化自动交易
根据纽约证券交易所（NYSE）的定义，量化自动交易是指包含15只股票以上、成交额在100万美元以上的一篮子交易。在后来的市场实践中，量化自动交易的对象通常包括在纽约证券交易所上市的股票、在芝加哥期权交易所（CBOE）和美国证券交易所（AMEX）交易的与这些股票或股票价格指数相对应的期权，以及在芝加哥商业交易所（CME）交易的标准普尔500股指期货合约等，这种交易方式完全是基于这些投资品种（标的资产以及相应的期货期权等衍生品）之间的相互定价关系。在交易执行方面，量化自动交易是指从交易者的电脑下单指令直接进入市场的电脑系统并自动执行，主要被机构投资者用于大宗交易。
2.算法交易
算法交易是指使用计算机来确定订单最佳的执行路径、执行时间、执行价格及执行数量的交易方法。算法交易已在金融市场上得到广泛运用，养老基金、共同基金、对冲基金等机构投资者通常使用算法交易对大单指令进行分拆，寻找最佳路由和最有利的执行价格，以降低市场的冲击成本，提高执行效率和订单执行的隐蔽性。算法交易可运用于任何投资策略之中，如做市、场内价差交易、套利及趋势跟随交易等等。
3.高频交易
高频交易（HFT）是一类特殊的算法交易，它是利用超级计算机以极快的速度处理市场上最新出现的快速传递的信息流（包括行情信息、公布经济数据、政策发布等），并进行买卖交易。
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史上最全“高频交易”揭秘
"仅仅就在中国监管层禁止了Citadel在中国的交易账户以及高频交易行为几天之后，美国财政部以及美联储官员不得不承认他们“需要重新考虑如日中天的高频交易是否对市场运作造成损害”。"
仅仅就在中国监管层禁止了Citadel在中国的交易账户以及高频交易行为几天之后，美国财政部以及美联储官员不得不承认他们&需要重新考虑如日中天的高频交易是否对市场运作造成损害&。
据华尔街报道，美联储理事Jerome Powell和Antonio Weiss，及美国财政部资深顾问Jacob Lew在本周一表示，美国政府应该就最近发生的事件重新评估美国市场结构。并且，随着高频交易的发展，各种迹象表明金融市场震荡正在逐渐加剧，对此他们表示深深的担忧。Weiss总结道：&在不断追求节省每一毫秒的交易过程中，不仅可能会错失其他更好的投资机会，同时，日益增加的速度和信息流对系统本身也造成了更大的压力&。
比如，一旦高频交易公司的电脑发生故障，成千上万错误的买盘指令将充斥整个市场，造成价格水平的巨大波动，甚至使得某一个交易所的系统崩溃。
美联储有人同意Citadel做空A股？
此前，老虎财经就撰文提到，Citadel最近因扩大了其量化对冲规模，以及在中国金融期货交易市场中的金额，而引起了中国监管层的注意，与其相关的司度（上海）贸易有限公司的账户便被限制交易。
就在最近一批受限的账户之中，其中一个是由Citadel和中国主要券商中信证券股份有限公司共同所有。据新华社报道，中信证券上周末做出声明在2010年对该受限账户进行投资，但在2014年11月已将手中股份出售，不再拥有该账户任何股份。中信证券没有立即回应记者的置评要求。
虽然Citadel发言人没有对此次账户被限制影响了哪些业务作出评论，但是看来Citadel通过高频交易对市场进行操控的痴迷是引爆中国政府发飙的导火索。
此前彭博社也给与了足够的证实，彭博社报道，中国监管层在进一步加强对高频交易的监管，援引中国证券监督管理委员会的一位未具名官员的话说，中国应该谨慎发展高频交易。
引用官方的话说，高频交易与异常交易活动对市场稳定造成了&严重破坏&。高频交易可能引发系统性的风险，一旦高频交易被用来操纵市场，其结果很可能是灾难性的。
由于参与高频交易的多为机构投资者，而且多数是大额交易，在频繁的买盘与卖盘之下，市场必然出现剧烈的波动，扭曲市场的正常运行。一旦大额的卖单注入原本就缺乏流动性的市场，引发市场恐慌，股市瞬间崩溃。可见，过多高频止损的&多米诺&效应会加速市场波动。
对于一周前几次盘中突然出现暴跌的情况，美国东湾资本负责人胡晓辉表示这与救市资金受不了程序化进攻等有密切关系。在电脑程序快速进攻下，救市资金会高速失血，极其危险。救市资金托价，做维护股市的动作，会变得非常困难。
但为什么Citadel在美国的市场操纵行为就没有引起任何对风险的讨论？
其实答案昭然若揭：因为与中国不同，Citadel在美国总是推高股市。
而现在，如华尔街日报所报道的，美国监管层在高频交易对市场影响上已表现得不如从前那么兴奋，这也许表明他们同样担心类似中国的事情会发生在美国&&
当美国财政部和美联储的高官都开始纷纷质疑高频交易对市场所带的好处时，这也表明市场监管者正在对此类的交易行为竖立新规则。
周一，美联储理事Jerome Powell和Antonio Weiss，及美国财政部资深顾问Jacob Lew表示，美国政府应该就最近发生的事件以及市场出现巨震的情况重新评估美国市场结构。此番话也表明，美国方面也越来越担心高频交易对市场波动性的影响。
这也引发了一个更有趣的问题：如果Citadel高频交易行为在中国被逮个正着，那美国方面一定是有人为 Citadel的恶意行为放了绿灯了。既然理论上讲，Citadel在没有经过美联储同意前是不会故意影响市场的，那人们不禁想知道，中国怀疑外资打压中国股市似乎也并非空穴来风。
换句话说，当高频交易向来用于推高股价时，所有一切都风平浪静&但是当它用于恶意做空市场并引起&闪电崩盘&(Flash Crash)时，总应该采取一些行动吧！
何为高频交易？
据字面意思，高频交易（High Frequency Trading，HFT）是指一种伴有高周转率以及高订单率的算法交易（Algorithmic Trading）。这种由强大的计算机系统和复杂的运算所主导的股票交易能在毫秒之内自动完成大量买、卖以及取消指令。
虽然HFT还没有一个正式的官方定义，但它的关键属性包括：高度复杂的算法、专门的订单类型、协同定位（Co-location）、极短的投资周期，以及高频撤单率。这种自动化程序交易主要是通过在极短的市场变化中寻求获利机会。这种交易的速度如此之快，以至于有些交易机构将自己的&服务器群组&安置到了离交易所的服务器很近的地方，为得就是争取那千分之一秒的优势。
所以，当你走进一家高频交易的基金公司时，你会发现在做交易的人不是金融或者经济性类专业的毕业生，而是学习计算机、物理、数学等学科的理工科硕士博士，他们编制程序管理者负责寻找程序错误和客户交流并执行交易策略。如该行业中做得不错的Tower Research Capital老大所说，他们更像是Google而不是传统投行。
你可能以为高频交易员每天面对的只是这些：
其实是这样的：
或这样的：
目前，对冲基金似乎早已失去风险对冲的内涵，相反的，对冲基金实际是基于最新的投资理论和极其复杂的金融市场操作技巧，充分利用各种金融衍生产品的杠杆效用，承担高风险、追求高收益的投资模式。
高频交易策略
高频交易是具有短持仓特征的量化交易，仓位分配都由计算机的量化模型决定。一个成功的高频交易策略，很大程度上由其短时间内处理大量数据的能力来驱动，而这是以往的人工交易所不具备的。交易的算法通常被所有者严格保密，但其中许多实用的算法已在传统的交易中证明了其有效性。此时的竞争并非是谁能够开发出更具有突破性的算法，而是谁的算法执行得更快。加上这个行业中知识即是竞争力，也没有多少人愿意泄露自己是如何赚钱的。
高频交易的策略千奇百怪，即使从业时间极长的人也很难详细了解它的全貌，以下便给出一些比较常见的套利策略：
做市交易(Market making)
做市交易策略是通过提交限价买入或卖出委托来赚取买卖盘差价。虽然做市商的角色通常是由特定的机构扮演，但这类策略也已被许多投资者广泛使用。 一些高频交易机构以做市交易策略作为其主策略。例如花旗集团在2007年7月购买的&自动交易平台&系统，作为一个活跃的做市商，同时在纳斯达克和纽约交易所贡献了总交易量的大约6%。
收报机交易(Ticket tape trading)
许多信息往往不经意地被隐藏在报价和交易量等市场数据中。通过监视这些数据，计算机有可能提前分析出一些尚未被新闻报道出来的消息，进而获利。由于这些信息都是公开透明的，所以该策略也完全合法。这是一种相对较传统的策略，通过监视大量证券的，典型的、非典型的价格变化和成交量变化，在各种事件到来前生成适当的买卖委托。
统计套利(Event arbitrage)
另一类交易策略是通过发掘哪些证券发生了暂时性的、可预测的统计偏离，进而获利。这种策略可被应用于所有的流动证券，如股票、债券、期货、外汇交易中。
新闻交易(News-based trading)
当今，许多公司动态都可以从各种数字渠道被获取，如彭博社、新闻网站、推特等。自动交易系统通过识别公司名、各种关键字，甚至是进行语义分析，以求在人类交易员之前对这些消息做出反应。
低延迟策略(Low-latency strategies)
比较另类的，一些纯粹的高频交易极度依赖于对市场数据的超低延迟访问。在这种侧策略中，交易系统依靠在不同市场间极小的信息获取的速度优势来谋利。一个极端的例子是，2011年以来，交易市场间的通信方式有着一个从光纤通信向微波通信迁移的趋势。仅仅因为微波在空气中传播的速度，相较于真空中的光速只慢了1%，而光在光纤中却要受到30%以上的速度衰减。
订单属性策略(Order properties strategies)
高频交易策略可以通过市场的订单属性数据来识别出那些次优价格的订单。这些订单有可能提供给对手盘一个仓位，而高频交易系统则尝试捕获他们。跟踪这些重要的订单属性也便于系统更精确地预测价格变化。
高频交易的风险
一些业界人士认为，这种越来越神秘的金钱游戏将没有技术支持的普通投资者置于一种被动状态，而高频交易的计算机系统一但出现错误，将会在短时间内给股市带来巨大冲击。
如果用浅显易懂的语言来解释其问题所在：比如你要在超市花10元买一升牛奶，但当你走到收银台结帐的时候，价格已经涨到了10.1元，而且你只能买到四分之三升牛奶。在这个情形里，高频交易的证券公司就是速度极快、且能推测你购买行为的其他顾客。但如果这样的顾客太多，超市可能就很难维持正常的秩序了。
由于负责高频交易的计算机发生故障而引起的大小事故也频频见诸报端，除去2012年早些时候骑士资本的巨额亏损和BATS交易所的&闪电崩盘&，消息人士甚至对美国国会表示，发生在个股上的微小事故几乎每天都在发生。
《商业内幕》报道称，从2011年8月至日，交易资料库的开发商Nanex就记录下了2000多起非正常的股票波动情况。
《华尔街日报》2012年里某些报道也指出，多名内幕揭露人士称交易所往往会给采取高频交易的证券公司提供&特殊照顾&；而不久前美国证券委员会就向纽约泛欧交易所开出了500万美元的罚单，原因则是后者给某些机构客户提供信息的速度更快。
所以高频交易也常常因与下面三个词汇挂钩而臭名昭著：
高频交易在中国
客观来说，A股市场其实是限制高频交易最好的市场。因为国内市场主要采用的是T+1交易制度，普通投资者难以进行一般意义上的高频交易。虽然通过建仓及分散持仓可以近似模拟高频交易，但是由于法律法规限制同一人实际控制的账户之间进行大量或频繁的交易，这种交易可能会被认定为市场操纵。
期货市场虽然采用T+0交易制度，但交易规则将日内频繁回转交易以及计算机程序自动批量下单、快速下单的交易列为异常交易行为，因此高频交易同样受到限制。在加上做空困难的制度、估值期货大合约、点数差价较大、交易信息截片提供而非连续提供，在A股市场进行高频交易其实存在诸多困难。
面对近期股市断崖式的暴跌，政府采取了一系列的救市措施，更是加强了对异常交易行为的监管。7月31日，中金所宣布调整交易手续费，增加了申报费这一新的收费类型。8月3日，沪深交易所又修改了融资融券规则，将融券卖出和还券环节操作从&T+0&修改为&T+1&。同时，对从事股指期货套利、投机交易的客户，单个合约每日报撤单行为超过400次、每日自成交行为超过5次的，认定为&异常交易行为&。市场上认为这这些调整都与限制高频交易有关。
然而，这也并未阻止国际高频交易员进一步涉足庞大的中国资本市场。全球最大高频交易公司之一的Virtu本周三表示，它已经启动自动化做市策略来买卖中国内地上市的大宗商品。另一家高频交易商Optiver于两年前就进入了中国市场，本周二，Optiver也表示正在不断壮大在大中华区的业务。国际知名交易平台提供商KCG控股在6月份也指出在中国内地还存在诸多机遇。
P.S. 国际上知名的高频交易公司
除了大名鼎鼎的Jump Trading、Tower Research Capital、KCG这种高频交易巨头之外，大多数可持续发展的金融公司都涉及高频交易。他们的主要策略是为各大机构提供流通性并赚取买卖价差。其中的佼佼者还包括Citadel、Flow Traders、Getco、IAT、IMC、Knight、Optiver、Spire、Susquehanna和Virtu。此外，据Zerohedge透露，高盛集团也将可能成为全球最大的HFT公司。
据一位资深高频交易员的说法，很多典型的HFT公司基本上是自营交易(Prop Trading)，而并非真正的做市商。简单来说，这类自营交易或基金其实并未参与投资。他们的社会作用主要是为买家、卖家提供买入、卖出的机会，即让买卖双方都能在任何一方缺席的情况下完成自己的交易。而且，这也不代表他们能天天赚钱，毕竟高频交易还需要一笔庞大的固定花销。（老虎财经 洪婉芳编辑）
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