1、鍵入文字學(xué)校代碼： 10246學(xué) 號(hào)： 10222010144碩 士 學(xué) 位 論 文（專 業(yè) 學(xué) 位）基于云計(jì)算的金融衍生品程式化交易的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 院 系：軟件學(xué)院專 業(yè)： 軟件工程姓 名：楊 旻指 導(dǎo) 教 師： 戴開(kāi)宇 博士完 成 日 期： 2011年9月 基于云計(jì)算的金融衍生品程式化交易的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 目 錄目 錄目 錄I摘 要IIIABSTRACTIV第一章 緒 論11.1 論文背景11.2 論文的內(nèi)容與意義21.2.1 論文的內(nèi)容21.2.2 論文的意義31.3 論文結(jié)構(gòu)4第二章 金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的背景介62.1金融衍生品背景介紹62.1.1金融衍生品業(yè)務(wù)規(guī)則及流程概述62.1.

2、2 ETF業(yè)務(wù)基本理論及套利規(guī)則72.1.3 股指期貨基本理論及期現(xiàn)套利規(guī)則82.1.4 金融衍生品程式化交易系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求92.2 云計(jì)算平臺(tái)和框架102.2.1云計(jì)算平臺(tái)簡(jiǎn)述102.2.2系統(tǒng)涉及的云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)和架構(gòu)122.2.3基于云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)132.3虛擬機(jī)技術(shù)142.4他相關(guān)技術(shù)152.4.1 Web Service技術(shù)152.4.2 Tomcat 和Axis開(kāi)發(fā)可管理會(huì)話的Web Service152.4.3 系統(tǒng)對(duì)Java Web Service的應(yīng)用15第三章 金融衍生品程式化交易系統(tǒng)需求分析與總體架構(gòu)193.1 需求分析193.1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)193.1.

3、2 系統(tǒng)總體需求193.1.3系統(tǒng)功能需求 行情接入、接口支持及支持策略插件 系統(tǒng)管理交易管理風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控213.2系統(tǒng)整體框架和工作流程223.2.1 系統(tǒng)整體框架223.2.2金融衍生技術(shù)平臺(tái)的工作流程233.3數(shù)據(jù)庫(kù)持久層設(shè)計(jì)243.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)243.3.2 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)253.4云計(jì)算平臺(tái)下系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)283.4.1云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)283.4.2 交易系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)29第四章 金融衍生品程式化交易系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)314.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取314.1.1行情、資訊數(shù)據(jù)的獲取314.1.2套利組合的維護(hù)324

4、.1.3指數(shù)成分設(shè)置324.2 ETF套利模塊設(shè)計(jì)324.2.1核心算法和數(shù)據(jù)模型的建立334.2.2交易優(yōu)化策略和規(guī)則建立364.2.3組合投資交易監(jiān)控384.3期現(xiàn)套利模塊設(shè)計(jì)384.3.1套利組合方案分析384.3.2套保組合分析與執(zhí)行394.4核心系統(tǒng)Web Service組件設(shè)計(jì)404.4.1規(guī)則配置組件404.4.2核心交易組件434.4.3核心算法組件474.5交易系統(tǒng)客戶端軟件的設(shè)計(jì)544.5.1規(guī)則配置554.5.2自動(dòng)交易模塊564.6 Web Service組件在云計(jì)算平臺(tái)部署57第五章 結(jié) 論585.1 總結(jié)585.2 展望59參考文獻(xiàn)60致 謝62III基于云計(jì)算的金

5、融衍生品程式化交易的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) ABSTRACT摘 要云計(jì)算技術(shù)近年來(lái)發(fā)展快速,作為一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。作為云計(jì)算體系重要的模式之一的PaaS(平臺(tái)即服務(wù))，可以為企業(yè)提供定制化的中間件平臺(tái)，同時(shí)涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)器等。金融衍生品是企業(yè)對(duì)沖風(fēng)險(xiǎn)的重要工具，但是因?yàn)槠鋸?fù)雜性和市場(chǎng)的不穩(wěn)定性，以及對(duì)金融衍生品的理解誤區(qū)，在交易中往往又會(huì)出現(xiàn)巨大的風(fēng)險(xiǎn)和虧損。程式化交易系統(tǒng)的出現(xiàn)為金融衍生品的交易提供了一種有效的手段。它是最佳的克服人性干擾的交易工具。作為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的交易系統(tǒng)，根據(jù)事先編好的

6、規(guī)則和數(shù)學(xué)模型來(lái)發(fā)出指令。由系統(tǒng)確定進(jìn)入市場(chǎng)和離開(kāi)市場(chǎng)的時(shí)機(jī)、以及實(shí)行買賣的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型。機(jī)構(gòu)投資者開(kāi)始大量采用程式化交易的理念，程式化交易正在成為發(fā)展的方向。本文以某證券公司金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及部署為背景，在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)環(huán)境中利用云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)針對(duì)金融衍生品的程式化交易系統(tǒng)。系統(tǒng)采用開(kāi)源的云管理軟件abiCloud創(chuàng)建管理資源，通過(guò)VirtualBox來(lái)管理基礎(chǔ)設(shè)施。由于abiCloud具有按需擴(kuò)展的特性，使公司能夠快速、簡(jiǎn)單和可擴(kuò)展的方式創(chuàng)建和管理大型、復(fù)雜的IT基礎(chǔ)設(shè)施(包括虛擬服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用，存儲(chǔ)設(shè)備等等)，從而節(jié)省成本，提高效率。需求實(shí)現(xiàn)上，系統(tǒng)針

7、對(duì)市場(chǎng)上金融衍生品交易系統(tǒng)主要依靠人為判斷實(shí)行交易的局限性和風(fēng)險(xiǎn)性，提出了一種自動(dòng)發(fā)現(xiàn)套利空間，自動(dòng)下單的委托模式。通過(guò)對(duì)不同金融衍生品的交易規(guī)則的研究，建立對(duì)應(yīng)得數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)交易進(jìn)行組件化，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)優(yōu)秀的計(jì)算資源調(diào)度能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)交易系統(tǒng)的高效性、實(shí)時(shí)性，以及高度定制化，進(jìn)而推動(dòng)程式化交易在金融衍生品領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：云計(jì)算；程式化交易；套利；abiCloud；Virtual BoxABSTRACTWith the quick development of abicould technology recently,as a business accounting mode

8、l,it distributes accounting tasks to a source pool created by amounts of accounting institutions,which makes all kinds of utility system obtain accounting service,storage and software maintenance based on their needs.As one of the main model of the abicould-PaaS,it can offer customerized middleware

9、platform in which include data base and web server.Derivatives nowadays are the major tool of risk hedging.Due to the complication,volatility of the market and misunderstanding of the derivatives,all above facts lead to a huge risk and loss.The appearance of the programme trading offer people a more

10、 effective way of derivative-trading.It is the best tool to remedy the weakness of humanbeings.As a computer-based trading system,it gives orders based on fashioned regulations and financial models.The system will decide when to enter and leave the market and which parameters and models to use.Insti

11、tutional investors begin to use the concept of programme trading by all means which make it the future direction.The passage take the derivative programme-trading system development as the background.The abicould platform make the dream of derivative-programme trading system come true.The system use

12、 open source software-abiCloud to create managing source and VirtualBox to manage fundamental instruction.AbiCloud has the feature of expanding based on needs which make the company create and run large and complicated IT fundamental instruction(including virtual server,internet and storage equipmen

13、t) swiftly and simply.The new software can cut the cost and enhance the efficiency.The currently used derivative trading system has the flaws of judging by the trader which made the trade risky and limitations.To solve this problem,the system will automatically discover the margin and give orders im

14、mediately according to regulations.Through the study of different derivatives' regulations,we can get the financial models.Through the technology and the excellent dispatching of the abicloud we can make trade modularized and we can make the trading system more effective,freshness and highly-cus

15、tomerized to make the programme-trading be widely used in the field of the derivative.Key words: abicould technology；Programme-Trading；margin and give orders；abiCloud；Virtual Box60基于云計(jì)算的金融衍生品程式化交易的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 第一章 緒 論第一章 緒 論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和證券市場(chǎng)的逐漸成熟，發(fā)展金融衍生品已成為人們關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題。目前中國(guó)常用的金融衍生工具有：國(guó)債期貨、金融金屬期貨、股指期貨、基于ETF套利的信

16、托計(jì)劃等。金融衍生品是企業(yè)對(duì)沖風(fēng)險(xiǎn)的重要工具，但是因?yàn)槠鋸?fù)雜性和市場(chǎng)的不穩(wěn)定性，在交易中往往會(huì)出現(xiàn)巨大的風(fēng)險(xiǎn)和虧損。程式化交易系統(tǒng)的出現(xiàn)為金融衍生品的交易提供了一種有效的手段，它是最佳的克服人性干擾的交易工具。作為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的交易系統(tǒng)，通過(guò)引入云計(jì)算技術(shù)等近年來(lái)發(fā)展快速的商業(yè)計(jì)算模型，解決快速而復(fù)雜的運(yùn)算，以及高度地并發(fā)性。根據(jù)事先編好的規(guī)則和數(shù)學(xué)模型來(lái)發(fā)出指令，由系統(tǒng)確定進(jìn)入市場(chǎng)和離開(kāi)市場(chǎng)的時(shí)機(jī)、以及實(shí)行買賣的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型。越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)投資者已經(jīng)接受程式化交易的理念，程式化交易正在成為發(fā)展的方向。1.1 論文背景程式交易（Program Trading）也稱為組合交易（Portfol

17、io Trading），指的是同時(shí)買進(jìn)或賣出證券組合。它們同時(shí)或幾乎同時(shí)買進(jìn)或賣出整個(gè)股票組合，用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種不同的目標(biāo)。程式化交易降低了交易成本，簡(jiǎn)化了交易程序，具有不可替代的優(yōu)越性。一般來(lái)說(shuō)，程式交易主要是服務(wù)于大機(jī)構(gòu)投資者的工具，它可以排除人為情感因素，用電腦取代人性，消除交易時(shí)人性的恐懼、貪婪、遲疑及賭性等情緒因子。進(jìn)入21世紀(jì)以后資本市場(chǎng)以及金融衍生品市場(chǎng)的得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，曾經(jīng)被指責(zé)為罪魁禍?zhǔn)椎某淌交灰?，逐步顯示了其了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在歐美證券市場(chǎng)上，程式化交易不斷地為投資者悄無(wú)聲息地贏得巨大利潤(rùn)，也默默地為各交易所的交易量做著貢獻(xiàn)，在美國(guó)，約有70%的交易是由程式化交易完成的，假如程

18、式化交易的概念被再定義的再寬泛一點(diǎn)，這個(gè)比例可能會(huì)更高。金融衍生品與程式化交易之間有著密不可分的聯(lián)系，程式化交易首先能為金融衍生品套利提供技術(shù)上的支持。目前進(jìn)行的金融衍生品套利操作基本基于程式化交易功能，由于時(shí)間及進(jìn)度的局限，目前程式化交易將首先實(shí)現(xiàn)針對(duì)金融衍生品套利。“程式化交易”的概念具有龐大的外延，“金融衍生品套利”是一個(gè)可以不斷深入、不斷優(yōu)化的概念，在目前市場(chǎng)上比較流行的金融衍生品套利模式有ETF一、二級(jí)市場(chǎng)的套利和股指期現(xiàn)跨市場(chǎng)套利。套利目的是通過(guò)在不同市場(chǎng)上對(duì)金融衍生品進(jìn)行相反方向的操作而獲得收益。由于套利操作由一系列委托指令組合而成，套利機(jī)會(huì)出現(xiàn)的時(shí)間又非常短暫，因此，提供一整套

19、程序化交易功能以實(shí)現(xiàn)套利，既能最大程度上的滿足客戶需求，同時(shí)性能價(jià)格比也是相對(duì)最為合理的。由于套利特點(diǎn)是操作靈活、風(fēng)險(xiǎn)可控、收益穩(wěn)定，所以備受現(xiàn)貨企業(yè)和機(jī)構(gòu)投資者的青睞1。由于存在種種制約因素，如行情傳送延時(shí)、與交易所帶寬不足、系統(tǒng)性能低下等因素理論上無(wú)法避免，所以市場(chǎng)上接著發(fā)生的行為與套利的預(yù)想發(fā)生反向變化，最終完成情況與預(yù)想的情況就有可能產(chǎn)生偏差或無(wú)法完成。解決各種制約因素成為困擾程式化交易發(fā)展的難題，而在各難題中如何提升系統(tǒng)性能，整合并充分利用每一塊資源是最難啃的一塊骨頭。云計(jì)算技術(shù)可以將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上。使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)

20、。從2003年開(kāi)始，IBM、SUN、HP等就陸續(xù)提供了像買電買水一樣，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買計(jì)算力和存儲(chǔ)空間的服務(wù)2，這種潮流于20062007間發(fā)生了質(zhì)變，隨著最富盛名的暢銷書(shū)銷售網(wǎng)站Amazon以及IBM、Google先后推出了云計(jì)算服務(wù)，云計(jì)算成為了網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域中闊步前進(jìn)。作為一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的模式，它將巨大的系統(tǒng)池整合在一起以提供各種IT服務(wù)。作為云計(jì)算體系重要的模式之一的PaaS(平臺(tái)即服務(wù))，可以為企業(yè)提供定制化的中間件平臺(tái)，同時(shí)涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)器等。程式化的證券交易系統(tǒng)需要有嚴(yán)格地實(shí)時(shí)性，快速而復(fù)雜的運(yùn)算，以及高度地并發(fā)性，這需要有強(qiáng)大的計(jì)算能力支持，通過(guò)把交易系統(tǒng)組

21、件化，作為服務(wù)部署在PaaS平臺(tái)上，可以有效地利用資源和節(jié)約成本。此外，目前的交易系統(tǒng)大部分以一種交易一個(gè)獨(dú)立PC終端的方式實(shí)現(xiàn)，有部分實(shí)現(xiàn)WEB服務(wù)的方式來(lái)提供交易運(yùn)算，但是前者交易能力受限，后者在大運(yùn)算量的情況下出現(xiàn)計(jì)算瓶頸。作為PaaS平臺(tái)上的服務(wù)，可以獨(dú)立分配一臺(tái)虛擬電腦的實(shí)例來(lái)運(yùn)行，保證了運(yùn)算量，也克服了瓶頸。而且組件化后的交易系統(tǒng)，理論上可以部署無(wú)限多個(gè)交易品種，無(wú)限多的數(shù)學(xué)模型，無(wú)限多的交易規(guī)則，具有極大的擴(kuò)展性，可以為所有的交易終端進(jìn)行定制化，為建立一個(gè)基于Internet的交易門戶提供了基礎(chǔ)。1.2 論文的內(nèi)容與意義1.2.1 論文的內(nèi)容本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)針對(duì)金融衍生品的程

22、式化交易系統(tǒng)。針對(duì)市場(chǎng)上金融衍生品交易系統(tǒng)主要依靠人為判斷實(shí)行交易的局限性和風(fēng)險(xiǎn)性，提出了一種自動(dòng)發(fā)現(xiàn)套利空間，自動(dòng)下單的委托模式。通過(guò)對(duì)不同金融衍生品的交易規(guī)則的研究，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)交易進(jìn)行組件化，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)優(yōu)秀的計(jì)算資源調(diào)度能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)交易系統(tǒng)的高效性、實(shí)時(shí)性，以及高度定制化，進(jìn)而推動(dòng)程式化交易在金融衍生品領(lǐng)域地應(yīng)用。系統(tǒng)的實(shí)施以某證券公司金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及部署為背景，針對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的投資機(jī)構(gòu)和高端客戶，提供定制化的程式化交易工具，在企業(yè)內(nèi)部建立有限的私有云，滿足企業(yè)內(nèi)部地使用，通過(guò)專業(yè)機(jī)構(gòu)的使用，可以對(duì)金融衍生品的品種和交易規(guī)則進(jìn)行擴(kuò)充，這些品種和交

23、易規(guī)則是允許共享和私有的，實(shí)現(xiàn)了交易系統(tǒng)智能化地?cái)U(kuò)展。在業(yè)務(wù)上系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目需求，明確了建設(shè)目標(biāo)，詳細(xì)定義了各子功能和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程，對(duì)業(yè)務(wù)需求的現(xiàn)實(shí)進(jìn)行詳細(xì)分析。在技術(shù)上涉及到了HTML5、WEB技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，SOA服務(wù)，PaaS的平臺(tái)即服務(wù)的架構(gòu)體系。編程語(yǔ)言采用了JAVA、C#和C+，編程工具采用了Eclipse和Visual Studio .Net。云計(jì)算方案采用開(kāi)源云計(jì)算平臺(tái)abiCloud。abiCloud可以創(chuàng)建和管理大型、復(fù)雜的IT基礎(chǔ)設(shè)施（包括虛擬服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用，存儲(chǔ)設(shè)備等等）,通過(guò)Virtual Box來(lái)管理云節(jié)點(diǎn)和部署虛擬實(shí)例。本文應(yīng)用的云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建。在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)

24、環(huán)境內(nèi)，把a(bǔ)biCloud安裝在linux服務(wù)器或者是windows服務(wù)器上，同時(shí)安裝Apache Tomcat的WEB應(yīng)用服務(wù)器軟件，和MySql數(shù)據(jù)庫(kù)，以及JRE 1.6 的Java運(yùn)行時(shí)。abiCloud 和Apache Tomcat無(wú)縫集成，對(duì)Tomcat進(jìn)行管理，通過(guò)Tomcat,可以部署Web 服務(wù)程序,支持第三方的API，這樣構(gòu)成了支持云計(jì)算平臺(tái)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用層Paas（平臺(tái)即服務(wù)）。另外安裝Virtual Box（也可以安裝VMWare）虛擬機(jī)管理軟件，abiCloud會(huì)自動(dòng)把它作為插件來(lái)統(tǒng)一調(diào)度管理硬件資源。虛擬機(jī)的目的是可以把一臺(tái)電腦虛擬化成多臺(tái)電腦的實(shí)例，或者把多臺(tái)電腦虛擬化

25、成一臺(tái)電腦實(shí)例。由abiCloud和Virtual Box對(duì)硬件資源的管理，構(gòu)成了云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施層。abiCloud打通基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺(tái)即服務(wù)層，可以單獨(dú)為一個(gè)服務(wù)部署一個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例。這樣就完整構(gòu)成了符合我們應(yīng)用的云計(jì)算平臺(tái)。把我們的應(yīng)用，寫成Java服務(wù)，部署在該平臺(tái)，就可以為所需要的程序來(lái)調(diào)用，這就是本文基于云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用的目的。通過(guò)這種設(shè)計(jì)風(fēng)格，力求提高用戶體驗(yàn)的滿意度，同時(shí)滿足不同角色對(duì)系統(tǒng)的使用。同時(shí)這種設(shè)計(jì)為系統(tǒng)的擴(kuò)充和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。最后，本文對(duì)交易系統(tǒng)完善到一定層次，以及公有云計(jì)算資源的到位的前提下，對(duì)部署在Internet上實(shí)現(xiàn)公眾交易可實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行了展望。1.2.2 論

26、文的意義本文選題的意義是為滿足高端客戶實(shí)現(xiàn)套利需求，根據(jù)交易規(guī)則和業(yè)務(wù)要求設(shè)計(jì)一套滿足特定要求的功能系統(tǒng)。高端客戶對(duì)于券商而言是寶貴的資源，他們是企業(yè)在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足的資本，有效地管理這些“無(wú)形資產(chǎn)”對(duì)于券商來(lái)講是能否獲得成功的關(guān)鍵因素。隨著日益豐富的金融產(chǎn)品產(chǎn)生以及券商間競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，客戶對(duì)券商服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中要占據(jù)一席之地，必須及時(shí)、準(zhǔn)確地把握客戶需求，以最快速度響應(yīng)需求。新技術(shù)推動(dòng)交易手段的發(fā)展已經(jīng)成為券商在業(yè)務(wù)發(fā)展、客戶服務(wù)中的重要手段，其在客戶資源爭(zhēng)奪中起到的作用已經(jīng)越來(lái)越關(guān)鍵。業(yè)務(wù)上程式化交易系統(tǒng)的推出就是為高端客戶在既定的規(guī)則交易下，增加委托時(shí)

27、效性及準(zhǔn)確度，由于下單速度快，避免錯(cuò)失交易機(jī)會(huì)。對(duì)于復(fù)雜的金融衍生品交易提供了穩(wěn)定的交易手段,規(guī)避人性心理的弱點(diǎn)，解決執(zhí)行力不強(qiáng)的問(wèn)題。此外，它能為投資者帶來(lái)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益，由預(yù)定程序計(jì)算出買賣點(diǎn)，系統(tǒng)依據(jù)指令自動(dòng)發(fā)起交易指令，避免根據(jù)主觀意愿操作的交易方式，從而保證了穩(wěn)定的回報(bào)，幫助客戶更好地投資理。技術(shù)上它能改進(jìn)券商現(xiàn)在的IT環(huán)境：首先，實(shí)現(xiàn)交易在云端執(zhí)行，一方面可以節(jié)約終端資源，另一方面通過(guò)交易組件化，拓展系統(tǒng)的擴(kuò)充性并達(dá)到一次部署按需使用的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)資源租用復(fù)用的模式；其次，節(jié)約硬件資源， CPU、存儲(chǔ)設(shè)備、I/O等硬件不再受物理部署的限制，成為可動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，即提高利用率

28、，又可實(shí)現(xiàn)資源整合；再次，降低系統(tǒng)成本。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)可解決在終端系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，如，行情服務(wù)器重復(fù)部署等問(wèn)題。因此，大力推動(dòng)以ETF和股指期貨套利為核心的金融衍生品程式化交易系統(tǒng)是從戰(zhàn)略角度出發(fā)，積極發(fā)現(xiàn)商機(jī)的決策。通過(guò)系統(tǒng)的啟用逐步形成投資者、券商雙贏的局面。同時(shí)通過(guò)全面革新原有的服務(wù)方式、技術(shù)支持、業(yè)務(wù)流程和管理模式，實(shí)現(xiàn)迅速搶占客戶資源和市場(chǎng)機(jī)會(huì)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。同時(shí)程式化交易系統(tǒng)的推廣亦可為券商帶來(lái)巨額交易量和收入，并可作為券商投資管理部門的管理工具。1.3 論文結(jié)構(gòu)本文共分五章，首先簡(jiǎn)要介紹了論文的背景情況，引出了本文主要研究?jī)?nèi)容，然后闡述了論文的意義。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了基于云

29、計(jì)算的金融衍生品程式化交易設(shè)計(jì)的需求，并對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的意義和可行性進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后，本文對(duì)交易系統(tǒng)完善到一定層次，以及在公有云計(jì)算資源到位的前提下，對(duì)部署在Internet上實(shí)現(xiàn)公眾交易的可實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行了展望。文章的內(nèi)容具體安排如下：第一章介紹了金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景，引出論文的內(nèi)容和意義，突出了本文的現(xiàn)實(shí)意義，最后描述了本文組織結(jié)構(gòu)。第二章簡(jiǎn)單介紹了金融衍生品基本概念和相關(guān)業(yè)務(wù)原理，提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，以及構(gòu)建基于云計(jì)算平臺(tái)和框架所涉及的相關(guān)理論與技術(shù)，同時(shí)闡述云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，明確了構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。第三章介紹了系統(tǒng)需求分析和總體設(shè)計(jì)架構(gòu)，確定了基于

30、云計(jì)算的金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，詳細(xì)的分析系統(tǒng)整體框架和工作流程，重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)持久層設(shè)計(jì)方法，最后闡述云計(jì)算平臺(tái)下系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)的方案，為系統(tǒng)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指明了方向。第四章為系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)部分，首先對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后分別介紹etf套利模塊和期現(xiàn)套利模塊的設(shè)計(jì)。核心系統(tǒng)Web Service組件設(shè)計(jì)、客戶端設(shè)計(jì)也是本章重點(diǎn)闡述內(nèi)容之一。最后，結(jié)合實(shí)際工作情況就Web Service組件在云計(jì)算平臺(tái)上的部署環(huán)節(jié)進(jìn)行了介紹。第五章對(duì)基于云計(jì)算的金融衍生品程式化交易系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)做一個(gè)總結(jié)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步完善的前景和功能擴(kuò)展進(jìn)行了展望。第二章 金融衍生品程式化交

31、易系統(tǒng)的背景介本章首先對(duì)金融衍生品的業(yè)務(wù)規(guī)則及流程進(jìn)行概述。接著簡(jiǎn)要介紹了金融衍生品程式化交易系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。然后重點(diǎn)討論系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所涉及的核心技術(shù)理論云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)和框架，以及所涉及的相關(guān)理論與技術(shù)2.1金融衍生品背景介紹2.1.1金融衍生品業(yè)務(wù)規(guī)則及流程概述金融衍生品又稱衍生證券（derivative security），因其價(jià)值取決于其他資產(chǎn)的價(jià)格而得名。金融衍生品所依附的基本標(biāo)的（underlying）變量是可交易證券的價(jià)格。例如，股票期權(quán)是一種金融衍生品，其價(jià)值依賴于股票的價(jià)格。目前，常見(jiàn)的金融衍生品包股指期貨、期權(quán)、權(quán)證、ETF、融資融券等。1、金融衍生品的分類金融衍生品可以分為契

32、約型和證券型兩類。契約型金融衍生品種，以資本證券或資本證券的整體價(jià)值衡量標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，契約型金融衍生品主要包括各類期貨、期權(quán)等品種，常見(jiàn)的如股指期貨、國(guó)債期貨、股指期權(quán)、股票期權(quán)等。其特點(diǎn)，首先存在形式上，以標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的合約形式存在的，而且這種合約是證券交易場(chǎng)所設(shè)計(jì)的。其次，一般作為一種風(fēng)險(xiǎn)管理工具，其不具備融資功能。最后，其一般沒(méi)有發(fā)行人，其交易的方式采用期貨交易，實(shí)行保證金制度、持倉(cāng)限制以及逐日盯市等措施以控制交易風(fēng)險(xiǎn)。證券型金融衍生品種，是指基礎(chǔ)證券（如股票等）和一個(gè)權(quán)利合約相結(jié)合，并將其中的權(quán)利以證券形式表現(xiàn)出來(lái)，形成了一種新的證券品種。認(rèn)股權(quán)證就是具有代表性的證券型金融衍生品種。2、金

33、融衍生品的發(fā)展趨勢(shì)金融衍生品出現(xiàn)于20世紀(jì)七八十年代，當(dāng)時(shí)適逢新一輪金融創(chuàng)新的興起和發(fā)展。金融衍生品市場(chǎng)在最近30多年來(lái)發(fā)展迅速，在國(guó)際金融市場(chǎng)上變得越來(lái)越重要。各大交易所大量的衍生品交易已成為國(guó)際金融市場(chǎng)最為顯著和重要的特征之一。雖然我國(guó)金融衍生品市場(chǎng)起步較晚，但近些年來(lái)，ETF、股指期貨、權(quán)證、融資融券及等創(chuàng)新業(yè)務(wù)的交易貢獻(xiàn)占市場(chǎng)的比重不斷提高，并由此產(chǎn)生了一批以ETF延時(shí)套利（T+0）、股指期貨套利、融資融券T+0為主的程式化交易客戶，這些以金融衍生交易為主的創(chuàng)新型客戶群體不斷向?qū)I(yè)化、規(guī)?；?、精細(xì)化以及高端化方向發(fā)展，對(duì)于市場(chǎng)交易量的影響巨大。境外成熟市場(chǎng)，衍生交易產(chǎn)生的交易貢獻(xiàn)已達(dá)到

34、60-70%，亞洲新興市場(chǎng)也占到了30%以上的交易貢獻(xiàn)，這也是國(guó)內(nèi)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。目前，我國(guó)證券市場(chǎng)中，這類衍生交易的市場(chǎng)貢獻(xiàn)已經(jīng)突破6%，一些具有代表性的券商預(yù)計(jì)在3年內(nèi)該數(shù)字達(dá)到20%以上是大概率事件，業(yè)內(nèi)少數(shù)券商已經(jīng)由此獲得巨大的進(jìn)步。不去占領(lǐng)這個(gè)市場(chǎng)，就意味著放棄未來(lái)20%以上的市場(chǎng)。3、套利交易基本理論套利（Arbitrage）是利用兩個(gè)市場(chǎng)的差異來(lái)獲利的活動(dòng)3。套利至少要包括二個(gè)前提：首先必須存在價(jià)差。套利交易之所以“有利可圖”是由于同樣的資產(chǎn)在不同的市場(chǎng)或相同市場(chǎng)上和同類資產(chǎn)之間存在不同的定價(jià)。這是可以進(jìn)行套利的充分條件。反之，如果某項(xiàng)資產(chǎn)違反了這個(gè)規(guī)則，也就不存在套利機(jī)會(huì)。其次

35、，套利要遵循同時(shí)性和等額性的規(guī)則。套利是利用證券定價(jià)之間的不一致進(jìn)行資金轉(zhuǎn)移，從中賺取無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利潤(rùn)的行為4。因此，要獲得無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益，套利操作必須是可以反向操作的，而且買賣的資金也必須是等額的。這是套利操作的重要規(guī)則，也是區(qū)別一般投資行為和套利行為的重要特征。套利交易就是通過(guò)買入被低估的合約，賣出被高估合約的方法贏取無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益。我國(guó)證券市場(chǎng)屬于經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的新興市場(chǎng)，金融機(jī)構(gòu)和專業(yè)投資者不斷尋找和國(guó)際接軌的投資理念和發(fā)展思路，套利成為了其必然選擇之一。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)金融衍生品交易貢獻(xiàn)情況分析，ETF、股指期貨成為主流衍生品交易工具。本文通過(guò)ETF和股指期貨套利功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)金融衍生品程

36、式化交易系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行闡述。2.1.2 ETF業(yè)務(wù)基本理論及套利規(guī)則根據(jù)上海證券交易所的定義,ETF名稱為“交易型開(kāi)放式基金指數(shù)基金”。ETF的兩個(gè)特點(diǎn)：首先，它是一個(gè)開(kāi)放式的基金，其次，它可以在交易所交易5。它是基金份額數(shù)是可變的，基金凈值波動(dòng)性小的開(kāi)放式股票型證券投資基金。雖然ETF屬于指數(shù)基金，但是它和封閉式基金和其他開(kāi)放式基金有著本質(zhì)的區(qū)別，ETF結(jié)合了封閉基金和開(kāi)放式基金的運(yùn)行模式，ETF既具有開(kāi)放式基金在一級(jí)市場(chǎng)上申購(gòu)贖回份額的功能，又可以和封閉基金一樣在二級(jí)市場(chǎng)上進(jìn)行買賣交易。在交割方面，ETF在一級(jí)市場(chǎng)上申購(gòu)贖回是以“一籃子”股票現(xiàn)貨作為交割對(duì)象，ETF申購(gòu)是用規(guī)定的

37、“一籃子”股票換取ETF基金份額，反之，贖回是用ETF基金份額換取“一籃子”股票。ETF份額和“一籃子”股票之間的轉(zhuǎn)換在一個(gè)交易日內(nèi)進(jìn)行，這種獨(dú)特的交易機(jī)制是ETF在一、二級(jí)市場(chǎng)之間進(jìn)行套利的前提。ETF套利的方式主要分兩種：1、溢價(jià)套利：即二級(jí)市場(chǎng)的交易價(jià)格高于其理論凈值，投資者可通過(guò)買入“一籃子”股票并在一級(jí)市場(chǎng)中申購(gòu)ETF份額，然后當(dāng)日在二級(jí)市場(chǎng)中賣出ETF份額，以獲取溢價(jià)收益。2、折價(jià)套利：當(dāng)二級(jí)市場(chǎng)交易價(jià)格低于其理論凈值，投資者可通過(guò)在二級(jí)市場(chǎng)上買入ETF份額并于當(dāng)日在一級(jí)市場(chǎng)上贖回，然后將贖回的“一籃子”股票賣出以獲得折價(jià)收益。2.1.3 股指期貨基本理論及期現(xiàn)套利規(guī)則股指期貨是一

38、種以股票市場(chǎng)標(biāo)的指數(shù)作為基礎(chǔ)資產(chǎn)的金融衍生交易品種，交易雙方通過(guò)交易所提供的規(guī)范統(tǒng)一的和約進(jìn)行交易，它屬于金融衍生投資品種之一。雖然股指期貨發(fā)展時(shí)間僅僅30年左右，但其便捷的交易方式和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，使其快速成為世界金融市場(chǎng)上一個(gè)重要且活躍的期貨投資品種。目前全球影響較大股票指數(shù)大致包括：道.瓊斯平均價(jià)格指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)、英國(guó)金融時(shí)報(bào)指數(shù)、日本產(chǎn)經(jīng)新聞指數(shù)、香港恒生指數(shù)等。與此同時(shí)，國(guó)際市場(chǎng)上主要的股指期貨合約基本在上述股票指數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行衍生，并以此作為跟蹤指數(shù)。股指期貨的特性如下：1、杠桿性：股指期貨中投資者只需支付相當(dāng)于部分合約價(jià)值的資金，就能進(jìn)行合約價(jià)值金額的交易。每個(gè)交易日結(jié)束

39、后，交易所根據(jù)當(dāng)日股指期貨市場(chǎng)收盤價(jià)確定客戶保證金金額。只有股指期貨持有者保證金足額，才允許繼續(xù)持有期貨。2、高流動(dòng)性：由于股指期貨即可進(jìn)行套期保值又可以作為套利工具，而且交易成本相對(duì)較低且具有杠桿作用，所以備受投資者青睞。在交易需求逐年放大，現(xiàn)已成為世界各大交易所主要交易品種。3、賣空機(jī)制：投資者繳納一定數(shù)量的保證金后可通過(guò)賣出股票現(xiàn)貨，到約定時(shí)間再償還這部分股票。歐美市場(chǎng)對(duì)于賣空交易品種、保證金等要素有嚴(yán)格的約束條件。我國(guó)對(duì)于股票賣空要求保證金至少為股票現(xiàn)貨價(jià)值的50%以及部分股票能進(jìn)行賣空的要求6。相對(duì)于現(xiàn)貨交易股指期貨賣空交易更為便捷。4、現(xiàn)金交割：期貨合約到期直接按現(xiàn)金進(jìn)行交割。通過(guò)

40、現(xiàn)金交割可以節(jié)省買賣股票的環(huán)節(jié)，也可省去股票買賣所涉及的交易費(fèi)用，因此降低交易成本。在套利規(guī)則方面，股指期貨以特定的股票指數(shù)作為基礎(chǔ)資產(chǎn)，因此其價(jià)格必定根據(jù)基礎(chǔ)資產(chǎn)進(jìn)行波動(dòng)，也就是股指期貨的價(jià)格圍繞其理論價(jià)值而波動(dòng)。套利理論是分別計(jì)算股指期貨市場(chǎng)價(jià)格和理論價(jià)值，從而發(fā)現(xiàn)高于估值和低于估值的品種。對(duì)于股指期貨市場(chǎng)價(jià)格高估而股票理論凈值低估的品種，通過(guò)期貨市場(chǎng)賣出股指期貨，在現(xiàn)貨市場(chǎng)買進(jìn)現(xiàn)貨的方式進(jìn)行套利，反之亦然。如果對(duì)應(yīng)的交易品種價(jià)格回歸，上述兩種交易行為的套利機(jī)會(huì)消失，可以通過(guò)對(duì)沖交易的方式獲得無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益。一般情況下，期貨合約越臨近交割期，期貨合約的持有成本就越低，套利機(jī)會(huì)也越小。另外需要注

41、意的問(wèn)題就是套利成本，套利成本由持有成本以及交易成本組成。如果套利盈利雖然存在但低于套利成本，那么套利交易是得不償失的，這也反映了期貨價(jià)格和現(xiàn)貨市場(chǎng)理論凈值不完全一致的原因。目前市場(chǎng)上通常利用期現(xiàn)基差進(jìn)行套利。由于股指期貨的理論價(jià)格是根據(jù)其跟蹤的現(xiàn)貨價(jià)格為基礎(chǔ)，按各個(gè)成分股在投資組合中占有的權(quán)重通過(guò)加權(quán)計(jì)算得出的。由于兩者分屬不同的交易市場(chǎng)，加之交易制度、交易費(fèi)用的差異，因此兩者價(jià)格通常會(huì)出現(xiàn)偏差。投資者都會(huì)利用不增加風(fēng)險(xiǎn)的情況下能夠增加組合的回報(bào)率機(jī)會(huì)7。當(dāng)期現(xiàn)價(jià)格偏差超過(guò)套利交易成本，則市場(chǎng)存在套利機(jī)會(huì)。2.1.4 金融衍生品程式化交易系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求金融衍生品程式化交易系統(tǒng)總體目標(biāo)是旨在建立

42、一套既能充分滿足證券公司高端客戶以及資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)參與金融衍生產(chǎn)品交易的要求，又可支撐現(xiàn)有業(yè)務(wù)和將來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的投資管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過(guò)優(yōu)秀的資產(chǎn)配置能力，形成新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，可以有效降低資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的投資風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)建立服務(wù)交互體系標(biāo)準(zhǔn)，為以后新興業(yè)務(wù)的融入和擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。根據(jù)目前業(yè)務(wù)開(kāi)展得情況，本系統(tǒng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)要綜合考慮支撐目前已經(jīng)開(kāi)展的ETF業(yè)務(wù)、股指期貨業(yè)務(wù)等，從合理利用資源、方便新興業(yè)務(wù)最大可擴(kuò)展的角度出發(fā)，為券商從事管理衍生產(chǎn)品交易的部門提供及時(shí)迅捷的業(yè)務(wù)功能、多樣化的交易模式、衍生產(chǎn)品的價(jià)值風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、強(qiáng)大多樣化的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)管理和歷史數(shù)據(jù)模擬分析決策以及報(bào)表管理的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)。該技術(shù)

43、系統(tǒng)擬建立公司云計(jì)算框架下，遵循服務(wù)交互體系標(biāo)準(zhǔn)，方便以后不同產(chǎn)品的融入和擴(kuò)展。根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，金融衍生品程式化交易系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)要求為：1、提供一個(gè)適用于金融衍生產(chǎn)品交易管理的業(yè)務(wù)平臺(tái)，程式化和策略化實(shí)現(xiàn)衍生品投資交易、賬號(hào)管理、權(quán)限管理、清算結(jié)算、風(fēng)險(xiǎn)控制、統(tǒng)計(jì)分析等功能，以滿足投資交易管理，更好地進(jìn)行資產(chǎn)配置，創(chuàng)造新的增長(zhǎng)點(diǎn)；2、能便捷地接收第三方資訊信息，提供靈活、可擴(kuò)展、可加密的三方接口，具有可擴(kuò)展性，方便金融模型關(guān)鍵算法的封裝，支持各模塊的靈活部署和自動(dòng)升級(jí)安裝，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、容錯(cuò)機(jī)制，提供人工干預(yù)和集中監(jiān)控手段；3、提供了全新的風(fēng)險(xiǎn)管理工具，可降低資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的投資風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)滿足監(jiān)管

44、層和的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)控制要求，提供投資組合盈虧的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能提供人工或自動(dòng)預(yù)定義的觸發(fā)式警告；4、提供策略化的選擇機(jī)會(huì)掃描顯示，提示買入賣出臨界價(jià)格，根據(jù)設(shè)計(jì)的交易策略，能進(jìn)行程序化和策略化買賣交易，可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)基金ETF與股指期貨交易品種的程序化交易套利功能。2.2 云計(jì)算平臺(tái)和框架2.2.1云計(jì)算平臺(tái)簡(jiǎn)述我們賴以生存的地球就像有“智慧”的生命系統(tǒng)，由越來(lái)越多的人、越來(lái)越多的組織機(jī)構(gòu)和自然系統(tǒng)相互連接而成，人類正在以前所未有的自由度來(lái)構(gòu)建、匯集、整合和連接存在于任何地方的各類資源。世界將變得更高的智能化每個(gè)人、每個(gè)企業(yè)、每個(gè)組織和機(jī)構(gòu)將會(huì)更好、更高效地溝通，“智慧的地球”正在構(gòu)建。云計(jì)算因此應(yīng)運(yùn)而

45、生，云計(jì)算將使信息技術(shù)行業(yè)發(fā)生重大變革，對(duì)改變?nèi)藗児ぷ鞣绞胶推髽I(yè)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響8。云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)的功能大致有如下四點(diǎn)：首先，據(jù)用戶要求提供可大規(guī)模擴(kuò)展的計(jì)算資源。第二，可以簡(jiǎn)化服務(wù)交付。第三，可快速創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)新商業(yè)模式。最后，配合新一代的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)架構(gòu)。云計(jì)算的演變大約從1990年開(kāi)始，它經(jīng)歷了網(wǎng)格計(jì)算階段、效用計(jì)算階段以及軟件即服務(wù)(SaaS)等幾個(gè)過(guò)程。我們可以這樣定義云計(jì)算: 云計(jì)算是一種計(jì)算模式，在這種模式中，應(yīng)用、數(shù)據(jù)和IT資源以服務(wù)的方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用9。有學(xué)者將云計(jì)算理解為一種基礎(chǔ)架構(gòu)管理的方法論，實(shí)踐中將大量的計(jì)算資源組建成IT的資源池，并動(dòng)態(tài)創(chuàng)建虛擬化

46、資源給用戶們使用。在云計(jì)算模式下，計(jì)算工作由位于互聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算資源來(lái)完成，用戶只需要連入互聯(lián)網(wǎng)，借助輕量級(jí)客戶端，例如手機(jī)、瀏覽器，就可以完成各種計(jì)算任務(wù)，包括程序開(kāi)發(fā)、科學(xué)計(jì)算、軟件使用乃至應(yīng)用的托管。提供這些計(jì)算能力的資源對(duì)用戶是不可見(jiàn)的，用戶無(wú)需關(guān)心如何部署或維護(hù)這些資源，因此，這些資源被比喻為“云”?！霸啤本拖袷且粋€(gè)發(fā)電廠，只是它提供的不是電力，而是計(jì)算機(jī)的計(jì)算、應(yīng)用和管理能力。只要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，并得到授權(quán)，您就可以使用這些能力和資源了。1、云計(jì)算的三種運(yùn)營(yíng)模式1）公共云：以Google，Amazon為代表，通過(guò)自己的基礎(chǔ)架構(gòu)直接向用戶提供服務(wù)。用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)服務(wù)，并不擁有云計(jì)

47、算資源。2） 私有云：企業(yè)自己搭建云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，面向內(nèi)部用戶或外部客戶提供云計(jì)算服務(wù)。企業(yè)擁有基礎(chǔ)架構(gòu)的自主權(quán)，并且可以基于自己的需求改進(jìn)服務(wù)，進(jìn)行自主創(chuàng)新。3）混合云：也就是既有自已的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，也使用外部公共云提供的服務(wù)。2、云計(jì)算的三種服務(wù)模式從服務(wù)模式來(lái)講，云計(jì)算可以認(rèn)為包括以下幾個(gè)層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。云計(jì)算服務(wù)通常提供通用的通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)的在線商業(yè)應(yīng)用，軟件和數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心。1）IaaS：IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費(fèi)者通過(guò)Internet可以從

48、完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。2）PaaS：PaaS(Platform-as-a- Service)：平臺(tái)即服務(wù)。PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開(kāi)發(fā)速度。3）SaaS：SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務(wù)。它是一種通過(guò)Internet提供軟件的模式，用戶無(wú)需購(gòu)買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來(lái)管理企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的軟件，SaaS解決方案有明顯的優(yōu)勢(shì)，包括較低的前期成本，便于維護(hù)，快速展開(kāi)使用

49、等。IaaS是為開(kāi)發(fā)者提供基本計(jì)算和存儲(chǔ)資源的云計(jì)算層。PaaS在云計(jì)算中更像一個(gè)操作系統(tǒng)/服務(wù)架構(gòu)。SaaS則是云托管應(yīng)用層。IaaS廠商包括Amazon（該公司的EC2、和帶有Vcloud的Vmware都是這樣的產(chǎn)品。）PaaS的廠商有Google（Google App Engine）和Salesforce（F），以及微軟（Azure）等。在SaaS領(lǐng)域內(nèi)，有無(wú)數(shù)的廠商，包括微軟（Office 365/Office Web Apps）、Google（包括Gmail、Google Apps/Docs）、Salesforce以及很多其他的廠商。3、關(guān)于云計(jì)算背后的技術(shù)無(wú)論是公共云、私有云還是混

50、合云，云計(jì)算將通常顯示下列技術(shù)屬性：1）注重服務(wù)：云計(jì)算可以從任何設(shè)備向任何位置向任何授權(quán)的用戶提供服務(wù)。因此，云計(jì)算必須構(gòu)建于面向服務(wù)的架構(gòu)之上，并部署服務(wù)管理的行業(yè)最佳實(shí)踐。正如IBMAcademy of Technology的已退休總裁Irving Wladawsky-Berger所說(shuō):“正如HTML用于Internet，SOA將用于云計(jì)算。”2）共享、可高度伸縮的、聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施新的IT基礎(chǔ)設(shè)施：通過(guò)Internet形式，可以使應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程變?yōu)榭捎谩＿@意味著標(biāo)準(zhǔn)化、高效、共享、虛擬化的計(jì)算資源(服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、中間件、應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程)可以通過(guò)自動(dòng)工作量管理以一種安全的

51、方式快速伸縮，從而提供高質(zhì)量的服務(wù)。一些人將這稱為“海量伸縮”。3）自動(dòng)化服務(wù)交付：服務(wù)管理是請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)的，追求近乎為零的遞增人力成本。云計(jì)算可以協(xié)作而關(guān)聯(lián)地支持業(yè)務(wù)流程、應(yīng)用程序和IT基礎(chǔ)設(shè)施。它可以分配服務(wù)，在共享的基礎(chǔ)設(shè)施中動(dòng)態(tài)地移動(dòng)和優(yōu)化工作量及數(shù)據(jù)并集成添加的資源，從而只需要云服務(wù)提供商人員很少的干涉就可以進(jìn)行伸縮。這些相同的資源將返回到云環(huán)境并在它們不再被需要時(shí)立即變?yōu)榭晒┧耸褂玫馁Y源。為了開(kāi)單和使用退款，支持云服務(wù)的服務(wù)管理還跟蹤使用情況。4）增強(qiáng)的、標(biāo)準(zhǔn)化的用戶體驗(yàn)：向用戶提供易于使用的基礎(chǔ)設(shè)施和簡(jiǎn)單的信息訪問(wèn)來(lái)滿足他或她的計(jì)算要求。2.2.2系統(tǒng)涉及的云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)和架構(gòu)作為

52、一個(gè)完整地利用云計(jì)算技術(shù)并且面向企業(yè)來(lái)部署的應(yīng)用，我們將從建設(shè)私有云的角度來(lái)設(shè)計(jì)和架設(shè)我們的云計(jì)算平臺(tái)。從基礎(chǔ)設(shè)施到平臺(tái)服務(wù)，到部署軟件，即實(shí)現(xiàn)軟件即服務(wù)，在后續(xù)的章節(jié)，我們會(huì)詳細(xì)地介紹實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，這里我們簡(jiǎn)單闡述一下我們采用的技術(shù)和架構(gòu)。 基于目前系統(tǒng)的規(guī)模并不大，從成本和將來(lái)的擴(kuò)展性考慮，我們采用開(kāi)源的云管理軟件abiCloud，它可以創(chuàng)建管理資源并且可以按需擴(kuò)展，使公司能夠以快速、簡(jiǎn)單和可擴(kuò)展的方式創(chuàng)建和管理大型、復(fù)雜的IT基礎(chǔ)設(shè)施(包括虛擬服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用，存儲(chǔ)設(shè)備等等)。從而節(jié)省成本，提高效率。AbiCloud較之同類其他產(chǎn)品的一個(gè)主要的區(qū)別在于其強(qiáng)大的Web界面管理。可以通過(guò)拖拽

53、一個(gè)虛擬機(jī)來(lái)部署一個(gè)新的服務(wù)。這個(gè)版本允許通過(guò)VirtualBox部署實(shí)例，它還支持VMware，KVM和Xen。abiCloud的主要功能和特征如下：1、注冊(cè)a訪問(wèn)應(yīng)用程序b在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)會(huì)話c用戶驗(yàn)證d三種不同角色：系統(tǒng)管理員，企業(yè)云管理，云用戶2、 儀表控制版：在初始頁(yè)面選擇訪問(wèn)不同的云方案3 、用戶管理a 管理組織b 管理用戶c 管理會(huì)話4 、基礎(chǔ)設(shè)施管理a 管理數(shù)據(jù)中心，包括：創(chuàng)建，修改，刪除。b 管理機(jī)架/物理機(jī)器，包括：創(chuàng)建，修改，刪除，克隆，顯示內(nèi)存/處理器/硬盤狀況，網(wǎng)絡(luò)信息，系統(tǒng)程序技術(shù)。c 顯示物理設(shè)備上的虛擬設(shè)備利用率d 物理機(jī)器狀況（已使用及可利用資源）5 、電器庫(kù)a

54、 管理物理庫(kù)，編譯位置。b 管理虛擬圖象，包括：創(chuàng)建，修改，刪除，管理圖標(biāo)6 、虛擬設(shè)備a 管理虛擬數(shù)據(jù)中心，包括：創(chuàng)建虛擬數(shù)據(jù)中心，修改虛擬數(shù)據(jù)中心，刪除虛擬數(shù)據(jù)中心b 管理虛擬設(shè)備，包括：創(chuàng)建設(shè)備，修改用具，刪除設(shè)備，基本觀點(diǎn)，完整視圖，部署工具，管理日志。圖2.1 Abicloud的構(gòu)架通過(guò)VirtualBox來(lái)管理基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)部署Apache Tomcat 和Axe以作為WEB服務(wù)平臺(tái)，我們將開(kāi)發(fā)一系列的可以管理會(huì)話狀態(tài)的Web Service，數(shù)據(jù)庫(kù)上我們采用mysql,作為輕量級(jí)的應(yīng)用，部署在abiCloud云計(jì)算平臺(tái)上，按照用戶的需求，把Web Service虛擬化成實(shí)例，來(lái)滿

55、足我們的應(yīng)用。abiCloud可以協(xié)調(diào)地管理Iaas、Paas和Saas的全過(guò)程。2.2.3基于云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)云計(jì)算是一種經(jīng)濟(jì)高效的模型，同時(shí)它能使IT管理更簡(jiǎn)單并提高業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。在成本效益分析中，正確實(shí)施和利用的云計(jì)算模型將降低擁有成本、提供服務(wù)的快速交付以及更高的服務(wù)質(zhì)量。通過(guò)“隨需應(yīng)變”向用戶提供易于使用的計(jì)算服務(wù)，而無(wú)需考慮用戶的位置以及他們使用的設(shè)備類型，云計(jì)算可以支持快速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。基于云的服務(wù)可以是“公共云”、“私有云”或這兩種的組合，該組合有時(shí)稱為“混合云”。通過(guò)利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化的IT操作同時(shí)優(yōu)化在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中的投資，選擇正確使用云計(jì)算可以降低成本。云計(jì)算解

56、決方案可以隨著工作量增加或減少而快速調(diào)整用戶量。服務(wù)的付款或內(nèi)部退款可更靈活，并且通常按需付費(fèi)。2.3虛擬機(jī)技術(shù)虛擬機(jī)技術(shù)是組成云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施管理的基礎(chǔ)，任何企業(yè)過(guò)渡到云計(jì)算的第一個(gè)任務(wù)就是虛擬化其大部分環(huán)境，包括關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。將計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)硬件間構(gòu)成一個(gè)抽象的虛擬化平臺(tái)，所有的硬件被統(tǒng)一到統(tǒng)一的虛擬化層中，也就是將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)甚至上百臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，不再受限于物理上的界限，讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”。通過(guò)這種方式，每個(gè)用戶都可以在他們的虛擬機(jī)上運(yùn)行程序、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，甚至虛擬機(jī)崩潰也不會(huì)影響系統(tǒng)本身和其他

57、的系統(tǒng)用戶。虛擬機(jī)模型不僅允許資源共享，而且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)資源的保護(hù)。虛擬機(jī)技術(shù)的主要特點(diǎn)是：第一,虛擬Intel x86平臺(tái)，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。通過(guò)使用虛擬化層，提供了硬件級(jí)的虛擬，即虛擬機(jī)為運(yùn)行于虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)映像提供了一整套虛擬的Intel x86兼容硬件。這套虛擬硬件虛擬了真正服務(wù)器所擁有的全部設(shè)備：主板芯片、CPU、內(nèi)存、磁盤設(shè)備、各種接口、顯示和其他輸入輸出設(shè)備。并且，每個(gè)虛擬機(jī)都可以被獨(dú)立的封裝到一個(gè)文件中，可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的靈活遷移。第二，無(wú)論何種虛擬機(jī)產(chǎn)品，都可以直接用系統(tǒng)處理器執(zhí)行CPU指令，根本涉及不到虛擬層。第三，實(shí)現(xiàn)分區(qū)隔離，每個(gè)分區(qū)只能占用一定的系統(tǒng)資源，包括磁盤I/O和網(wǎng)絡(luò)帶寬。將系統(tǒng)運(yùn)行層和數(shù)據(jù)核心層分離，并且做好對(duì)數(shù)據(jù)核心層的多節(jié)點(diǎn)備份，一旦系統(tǒng)崩潰，直接取備份恢復(fù)，提高了系統(tǒng)的整體安全性和數(shù)據(jù)完整性。另外，高端的虛擬服