Aeron: HFT саласының жартысын қозғайтын хабар алмасу жүйесінің ішкі құрылымы

Aeron: Media Driver, ортақ жад, үш есе буферленген логтар — төмен кідірісті хабар алмасудың стандартын белгілеген архитектура.

Жоғары жиілікті сауда үшін хабар алмасу жүйелері туралы сөз болғанда, әр әңгімеде бір атау аталады — Aeron. Martin Thompson мен Real Logic командасы (кейін Adaptive Financial Consulting) әзірлеген Aeron микросекундтар бәрін шешетін әлемде деректерді тасымалдаудың нақты стандартына айналды.

Бұл мақалада біз Aeron-ды оның бөліктеріне жіктейміз: Transport, Archive, Cluster және Sequencer. Оның ішінде қалай жұмыс істейтінін, күшті жақтары қайда екенін — және мәселелер қайдан басталатынын түсіндіреміз.

TL;DR

• Aeron — төмен кідірісті қолданбаларға арналған ашық бастапқы кодты (Apache 2.0) хабар алмасу жүйесі
• IPC кідірісі: ортақ жад арқылы ~250 ns толық айналым
• Өткізу қабілеті: секундына 20+ миллион хабарлама
• Төрт өнім: Transport (ядро), Archive (жазу/қайта ойнату), Cluster (Raft), Sequencer (толық реттілік)
• Тіл: Java (негізгі) + C клиенті (толық емес)
• Қолданушылар: ондаған HFT фирмалары, маркет-мейкерлер және биржалар

1-бөлім: Aeron Transport — Ядро

Архитектура: Media Driver

Орталық компонент — Media Driver — барлық деректерді тасымалдауды басқаратын жеке процесс (немесе кірістірілген кітапхана). Қолданбалар онымен ортақ жад арқылы (/dev/shm ішіндегі mmap файлдары) байланысады.

Негізгі деректер құрылымдары:

• ManyToOneRingBuffer (MPSC) — клиенттерден Media Driver-ге командалар
• BroadcastTransmitter/Receiver — Media Driver-ден клиенттерге жауаптар
• Log Buffers — деректерге арналған үш есе буферленген append-only лог
• Position Counters — позицияны үйлестіруге арналған атомдық санауыштар

Өнімділік

2-бөлім: Aeron Archive — Жазу және қайта ойнату

Archive хабарлама ағындарын кез келген позициядан қайта ойнату үшін дискіге жазады. Қолдану жағдайлары: реттеуші аудит, апаттан кейін қалпына келтіру, backtesting, түзету.

3-бөлім: Aeron Cluster — Raft консенсусы

Хабарламаны жоғалту жол берілмейтін жүйелерге арналған ақауларға төзімді репликацияланған күй машинасы (matching engine-дер, тапсырыстарды басқару). Лидерді сайлау, лог репликациясы, қатаң дәйекті оқулар.

4-бөлім: Aeron Sequencer — Толық реттілік

Капитал нарықтарына оңтайландырылған жаңа өнім (2025). Барлық оқиғалардың бірыңғай жаһандық реттілігін қамтамасыз етеді — matching engine-дер мен көп алаңды маркет-мейкинг үшін маңызды. Cluster негізінде құрылған. Коммерциялық өнім (жабық бастапқы код).

Әлсіз жақтары

1. JVM тәуелділігі — safepoint-тар, GC кідірістері, JIT қыздыру
2. Media Driver үстеме шығыны — ортақ жад арқылы қосымша секіріс
3. Нативті kernel bypass жоқ — тек UDP (io_uring, DPDK ашық бастапқы кодта қолдау таппайды)
4. SBE бөлек — XML схемалары, Java код генераторы, бөлек build қадамы
5. Zero-copy networking жоқ — деректер сокеттен лог буферге көшіріледі

Баламалар

Біз Marketmaker.cc-те ZigBolt әзірледік — Zig-тегі Aeron-ның ашық бастапқы кодты баламасы. JVM жоқ, GC жоқ, comptime кодектер, 20 ns SPSC кідірісі. Толығырақ біздің ZigBolt мақаламызда оқыңыз.

Сілтемелер:

• Aeron GitHub: github.com/real-logic/aeron
• Martin Thompson: mechanical-sympathy.blogspot.com
• ZigBolt (біздің балама): мақала | сайт
• Marketmaker.cc: marketmaker.cc

Дәйексөз

@article{soloviov2026aeron,
  author = {Soloviov, Eugen},
  title = {Aeron: Inside the Messaging System That Powers Half of the HFT Industry},
  year = {2026},
  url = {https://marketmaker.cc/en/blog/post/aeron-messaging-overview},
  description = {Architecture deep-dive: Aeron Transport, Archive, Cluster, Sequencer.}
}