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1 오픈플랫폼기반의 차세대증권거래시스템 - EXTURE + 구축사례를중심으로 - Ph.D. 이창진 한국거래소 IT 기획팀장

2 목차 Ⅱ. EXTURE + 프로젝트개요 Ⅲ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 Ⅴ. 기대효과및향후발전방향

3 1. 대한민국자본시장의중심, 한국거래소 Ⅰ. KRX in the Globe 하루 8 천만건의증권거래, 약 5 조원의자본시장 주식채권선물옵션 ETF ELW 금석유돈육탄소 투자자 ( 내 / 외국인, 기관 ) 금융투자회사 ( 증권사, 선물사 ) 3

4 2. 글로벌자본시장트랜드 : 사업확장전쟁 Ⅰ. KRX in the Globe M&A 를통한글로벌거래소간사업확장전쟁가속화 거래소 NYSE EURONEXT NASDAQ OMX KRX 사업지역 4

5 2. 글로벌자본시장트랜드 : 거래속도전쟁 Ⅰ. KRX in the Globe < double-digit μs triple-digit μs single-digit ms double-digit ms US/EU BATS Europe LSE Turquoise BATS Chi-X Europe Chi-X Canada DirectEdge ATS NYSE Arca NYSE(M) NYSE 2012 LSE(M) 2011 LSE-MIT DBAG Nasdaq-OMX LSE-TradElect DBAG(M ) Nasdaq-OMX TMX(Derivatives) TMX(Cash) 2010 TMX(M) CME ASIA TSE(M) HKEx TSE SGX-OMX SGX 2014 EXTURE + 5

6 3. 왜 Low-Latency 인가? Ⅰ. KRX in the Globe 신규투자수요 고빈도거래 (HFT), ALGO trading 파생상품거래규모확대 DMA, Co-location 서비스 글로벌경쟁 M&A 를통한글로벌사업확대 ATS 의출현및경쟁 매매플랫폼수출 매매체결시스템수출경쟁 초고속처리 (low-latency) 시스템트레이딩을위한초고속매매체결서비스 저비용 & 경량화 저비용의경량화된시스템 적기에납품가능한시스템 유연성확보 신속하게신상품을상장할수있는유연한시스템구조 6

7 목차 Ⅰ. KRX in the Globe Ⅲ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 Ⅴ. 기대효과및향후발전방향

8 1. 사업개요 ll. EXTURE + 프로젝트개요 사업수행목적 사업추진방향 사업추진배경 8

9 2. 추진목표 Ⅱ. EXTURE + 프로젝트개요 가동시점기준으로글로벌선도수준의성능및용량을목표 구분 EXTURE EXTURE + 비고 Throughput ( 단일종목처리 ) 250 TPS 20,000 TPS ( 글로벌기준 10,000) 현행대비 80 배향상 Latency Time 20,000 μs 70 μs ( 글로벌기준 100 ~ 150) 현행대비 285 배향상 전체처리용량 4,000 만건 최초 20,000 만건 ( 시장상황에따라확장 ) 현행대비 5 배향상 KRX 20,000 μs TSE 5,000 μs HKEx 1,400 μs NYSE 400 μs NASDAQ 143 μs SGX 90 μs KRX 70 μs 글로벌선도수준 9

10 3. 기술적특징 ll. EXTURE + 프로젝트개요 저비용, 고효율, 고성능트레이딩시스템구축을목표로최신 IT 인프라 / 초고속기반기술 / 비동기거래처리를적용한선진기술아키텍처를수립 기술구분 EXTURE EXTURE + 非동기기술구조기반의거래처리 거래처리프레임워크 동기식멀티프로세싱 비동기식멀티쓰레딩 거래소 회원사, 가동 예비시스템, 가동 재해복구센터등비동기기술구조기반의거래처리로 Throughput 개선 데이터저장장치 RDBMS 메모리 DB, RDBMS µs(1/100 만 ) 성능의기반기술개발 메시지미들웨어 Disk Queue 방식 RDMA, LDMA 방식 메모리호가집계장, RDMA 기반주문 / 체결메시지통신, 멀티 - 쓰레딩기반프레임워크등초고속기반기술개발로 Latency Time 획기적개선 개발언어 C C, C++ Millisecond Microsecond 로처리속도진입 시스템이중화 디스크공유방식 메시지공유방식 최신인프라도입및적용 OS/ 하드웨어 UNIX / UNIX 서버 LINUX / X86 X86 기반리눅스서버, 초고속네트워크 (10GE, Infiniband 등 ) 기반의최신기술의인프라구축 네트워크 1 GE 10 GE, Infiniband EXTURE 보다비용대비성능이획기적으로개선된저비용 고효율의 IT 인프라로전환 10

11 4. 핵심기반기술자체개발 ll. EXTURE + 프로젝트개요 초고속거래처리에필요한최신기술을프레임워크 / 미들웨어 / 데이터처리영역에적용하여핵심기반기술을자체개발 상용프레임워크 (TMAX ProFrame 기반 ) 매칭프레임워크 ( 멀티쓰레드기반 ) 자체개발 EXTURE (Unix) EXTURE + (Linux/x86) 자체개발 자체개발 상용미들웨어 (Tibco Rendezvous) 상용 RDBMS (Oracle DBMS) 초고속메시징미들웨어 (RDMA, LDMA 기반 ) 메모리기반 DBM ( 공유메모리기반 ) 상용솔루션중심 풍부하고다양한기능 안정성위주 성능요구사항비교적낮음 11 핵심기반기술자체개발 초고속처리및기능의슬림화 Blocking 구간 (Disk IO 등 ) 최소화 비용효율화 ( 상용화경쟁력확보 )

12 목차 Ⅰ. KRX in the Globe Ⅱ. EXTURE + 프로젝트개요 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 Ⅴ. 기대효과및향후발전방향

13 1. 초고속성능 (1) lll. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 저비용 / 고효율의오픈플랫폼 (Linux) 은속도경쟁이극심한거래시스템기술에가장적합한 Low Latency 플랫폼 Linux/x86 핵심기술발전 초고속성능을제공하는핵심기술이오픈플랫폼 (Linux/x86) 을중심으로발전 CPU, 서버, 네트워크, 반도체디스크등 EXTURE + 검증된플랫폼 Linux/x86 서버는이미대부분의해외선진거래소에서사용중 LSE, NYSE Euronext, Nasdaq OMX 등시스템성능향상을위해 S/W기술보다최첨단 H/W 기술에집중 핵심기술 및 벤치마킹 최신핵심기술수용에따른속도향상기대 - 서버, 네트워크, 메모리기반 저비용 / 고효율로빠른대응가능 - 시장참여자서비스강화 - 신규상품상장, 제도변경, 저비용고효율 오픈플랫폼 (Linux기반) 은유지비용이낮고시스템확장성및유연성이높아신시장개설및시스템수출에유리 해외진출등에대한유연성 확보 13

14 1. 초고속성능 (2) lll. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 Low Latency 를위한고성능네트워크인프라, 리눅스의쓰레딩기술등을기반으로속도경쟁력확보가능 오픈플랫폼 (Linux/x86) 기반의솔루션출시 고성능네트워크인프라 1GE 환경 10GE/Infiniband 환경으로변화 10GE 및 Infiniband 는 RDMA 기술적용 - I/O 오버헤드가없고, CPU 활용극대화가능 Kernel Bypass 성능향상 - 10GE : RoCE( RDMA over Converged Ethernet ) 기술적용 Open Onload 기반 - Infiniband : VMA ( Voltaire Messaging Accelerator ) 기술적용 OFED Library 기반 멀티쓰레드어플리케이션성능향상 리눅스에최적화된 POSIX 호환쓰레드라이브러리 (NPTL : Native POSIX Thread Library) 채택 멀티프로세서시스템환경에서멀티쓰레드어플리케이션의성능향상에기여 14

15 2. 트렌드의변화 lll. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 해외자본시장의 Trading System 의아키텍처가성능및서비스의가용성확보를위해 Scale-Up 에서 Scale-Out 으로변화하고있는추세 Scale - Up Scale-Out 단일사이트 여러사이트로분산 100 단위의서버 1,000 단위의서버 특정회사기술 산업표준기술 하드웨어가용성 서비스가용성 최대의성능 최대의효율 독점적리소스 공유된리소스 클러스터 클라우드 Cost-Center 정적인구성 동적인구성 Revenue-Center 대형 SAN 스토리지 Scalable 공유스토리지 * 출처 : HP Korea 15

16 목차 Ⅰ. KRX in the Globe Ⅱ. EXTURE + 프로젝트개요 Ⅲ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 Ⅴ. 기대효과및향후발전방향

17 1. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시해결과제 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 국내 Linux 시장의애로사항 Linux 적용해결과제 리눅스마이그레이션두려움 - U2L(Unix to Linux) 의타당성은인지하나, - 다운시간최소화, 실시간데이터반영등금융권업무특성상쉽게전환하지않음 전문인력부족 - 리눅스시장은커지고있으나국내는초기시장으로리눅스전문개발자부족 - 특히금융권경험자부족 운영안정성확보 시스템이중화기술에대한충분한기술검증필요 시스템개발시프로그램품질향상필요 기술검증, 테스트강화필요 Linux 전문가확보 국내외유사사례경험자와 Linux 전문가의확보필요 해외거래소및금융기관의개발경험이있는업체와 cowork 필요 해외전문업체를통한교육활성화필요 Reference 부족 - 제조 / 통신관련 Reference 가존재하나최고의성능과안정성이요구되는금융권사례부족 국산 Low-latency 특화솔루션부족 - 초고속 latency 지원솔루션및장비부족으로리눅스의장점극대화부족 - 관련기술개발업체부족 금융권 Core 적용사례발굴 통신, 제조외타산업에서의리눅스도입사례확보필요 트레이딩, 모바일중심의리눅스적용에서계정계구축사례확보및확산필요 초고속특화솔루션개발 Infiniband, RDMA, Lowlatency 미들웨어등특화솔루션합동개발노력 17

18 2. 시스템안전성확보 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 시스템의안정성은플랫폼보다는시스템이중화기술의품질수준 / 응용프로그램구현 / 테스트강도 / 기술경험등에좌우됨 H/W 안정성확보 장애에대한빈도에차이는있으나 플랫폼에상관없이발생가능 x86 서버의기술발달로 Unix 와비교안정성거의차이없음 시스템이중화기술 / 응용프로그램을통한 보완으로 Non-Stop 운영가능 S/W 안정성확보 응용프로그램구현시장애및복구관련프로그램의반영수준과테스트횟수에따라좌우 안정성 ( 장애예방및복구메카니즘등 ) Level 은성능과 Tradeoff 관계 현황 Linux/x86 플랫폼과시스템장애사이에큰유사관계는존재하지않았으며다양한기술적인보완으로안정성확보무장애운영중 해외주요거래소의장애원인이단순히플랫폼차이보다는시스템아키텍쳐등 Low-latency 를위한속도경쟁과관련되어있을가능성이높음 18

19 3. 기술지원확보 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 국내외상황 H/W 는각벤더에서생산하기때문에기술지원인력은충분, OS 의경우 Unix 지원인력이 Linux 에비해많은편임 Linux/x86 는국내의금융기관적용사례가희박한반면해외거래소들은전환이거의완료된상태임 기술인력확보 개발및운영준비인력 내부기술인력의강도높은교육훈련, 개발참여등 H/W 및 S/W 전문인력 인프라도입시관련국내외기술지원조건계약서에명시 19

20 3. 금융 / 비금융권적용사례 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 국내외금융 / 비금융권리눅스도입사례 Platform Trading Platform OS HW KRX NYSE LSE EXTURE + Linux X86 Universal Trading Platform Millennium Exchange Linux Linux X86 X86 증권업종 계정계 트레이딩 L 증권 S투자 D증권 ( 준비중 ) H증권 ( 구축중 ) M증권 M증권 H증권 K증권 E증권 D증권 D증권 S투자 DBAG Eurex ( 파생 ) / Xetra ( 현물 ) Linux X86 정보계 S 증권 NAS DAQ Genium INET Linux X86 모바일 S 증권 ( 모바일 ) H 증권 ( 모바일 ) D 증권 ( 모바일 ) TMX Quantum ( 현물 ) / SOLA ( 파생 ) Linux / Unix X86 증권외금융권 B 은행 ( 대외계 ) W 은행 ( 뱅킹 ) H 캐피탈 K 금융 H 캐피탈 I 은행 ( 준비중 ) C M E SG X TS E Globex Linux X86 SGX Reach Linux X86 Arrowhead Linux X86 비금융권 S 텔레콤 ( 서비스 ) K 통신 ( 클라우드 ) L 전자 ( 모바일플랫폼 ) L 전자 ( 모바일 ) S 전자 ( 모바일플랫폼 ) S 전자 ( 모바일 ) : 증권및금융권리눅스기도입 : 증권및금융권리눅스구축 / 준비중 : 비금융권리눅스기도입 20

21 4. 특화솔루션개발 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 현황 Low latency 관련솔루션오픈플랫폼 (Linux/x86) 기반으로출시 - Infiniband, PTP, 10G / 40G 솔루션등국산보다는외산중심의솔루션비중이많은편이며, EXTURE + 프로젝트전후로로컬지사설립 21

22 5. Linux/x86 약점극복방안 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항 Linux/x86 약점극복 Linux/x86 플랫폼장점최대화 비용 & 지원 저비용 ( 동일성능시 Unix 의약 64% 수준 ) Unix 등다른 OS와완벽호환및공동운영이가능하여시스템운영비용절감 벤더지원에의존이아닌, 전세계 Linux 사용자에의해버그수정및검증후공유됨에따라, 패치와업데이트가매우빠름 안정성 기술지원 유연성 & 개발용이성 소스코드가공개됨에따라업무특성에맞는 OS Utility 개발용이 다양한튜닝으로인한최적화가능 초고속성능을제공하는핵심기술이 Linux 를중심으로발전 Low Latency 에맞는솔루션의채택과구현이용이 보안이슈 확장성 Scale-Out 방식으로써프로세서가아닌단순서버추가로확장가능 설치용이, 확장시적은추가비용, 서비스가용성최대활용등 플랫폼독립적임에따라, 대부분의 CPU 에지원됨 보안 정부, 보안기관 / 업체의권고보안가이드를적용 보안취약성제거 22

23 목차 Ⅰ. KRX in the Globe Ⅱ. EXTURE + 프로젝트개요 Ⅲ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환필요성 Ⅳ. 오픈플랫폼 (Linux) 전환시이슈사항

24 1. 기대효과 Ⅴ. 향후발전방향 글로벌수준의 Low latency 및기능유연성을갖춘 초고속트레이딩시스템구축 Cheap Light Fast 인프라다운사이징을통한가격경쟁력강화 핵심기반기술자체개발 Trading Architecture 최적화 업무 / 기술환경변환의빠른대응 KRX 20,000 μs TSE 5,000 μs HKEx 1,400 μs NYSE 400 μs NASDAQ 143 μs SGX 90 μs KRX 70 μs 24 해외 IT 사업경쟁력강화!

25 2. 향후발전방향 Ⅴ. 향후발전방향 1 IT 인프라국제경쟁력강화 고성능저비용기술개발로상용화및패키지화 해외수출확대 초고속핵심원천기술자체개발로 Low Latency 확보 2 지속적인성능개선, 상용솔루션대체개발 아키텍처개선, 최신 Low-latency 기술적용등을통해지속적으로성능개선추진 고가의상용솔루션을오픈소스기반의자체개발솔루션으로대체개발추진 25

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