2019-2020中国基础云服务行业发展研究报告.pptx

2019-2020中国基础云服务行业发展研究报告,摘要,场景化提供服务、扩张海外（尤其是东南亚）市场、转变服务思路提升为传统产业客户 赋能的能力，将是基础云服务厂商接下来需要迈好的关键三步。,行业发展角度来看，我们迎来容器、函数计算、裸金属、超融合等愈加多元化的产品选 择，也坚定而充满梦想地推动行业拥抱“云原生”，而AI、大数据、IoT等新兴科技为 云服务带来了更加充足的想象空间。,前些年的市场教育已取得阶段性成果，加之政策经济环境等外部因素驱动，我国整体云 服务市场保持高速增长，至2018年形成逾千亿（1026.3亿元）的市场体量。其中，基 础资源上云的推动力持续强劲，而基础云服务厂商也纷纷加码、高举高打，我国基础云 服务市场（尤其是公有云市场）近两年迎来突进式增长，市场规模接近800亿元。行业竞争格局经历了短暂的稳定期后，近期再次迎来风云变幻，主要原因在于：互联网 进入“下半场”后，基础云服务的增量市场来自更多传统产业客户，在服务模式、销售 思路上均与前期服务互联网客户体现出较大差异，腰部玩家仍有大量机会可寻。目前来看，国内公有云IaaS市场仍由阿里云、腾讯云、天翼云占据前三甲，第二梯队厂 商战况胶着。,中国基础云服务行业概述,1,中国基础云服务发展铺陈,2,基础云服务典型厂商案例,3,基础云服务发展总结与展望,4,基础云服务的概念界定,虚 拟 机 Virtual Machine,操作系统 OS,开发与管理工具 （数据库、中间件）Database, Middleware, etc.,应 用 Application,IaaS,PaaS,SaaS,围绕核心IaaS资源，“云服务”的语 境中亦包含针对IT基础设施的相关技 术能力服务（如SDN、SDS）、整合 产品服务（如超融合）和周边管理服 务（如CMP）。,大部分PaaS层资源/能力已经 成为客户不愿关心的部分，希 望简化交付、三方代维。,作为ISV和生态伙伴， 日 益融入基础云服务产业中,。,传统的I-P-S层划分方式已不足以描述云服务产业现状云服务根据其所交付的能力在IT整体架构中所处的层级不同，由下往上被划分为IaaS、PaaS、SaaS三类。然而，随着云服 务产业的发展成熟，以及业内在探讨“云服务”时日益宽广的视野带来更加丰富的外延，传统的I-P-S划分方式在很多场景 下已不足以准确地描述云服务产业现状。一方面，CDN、SDN、SDS、超融合、CMP等产品服务早已在人们的日常语境 中被囊括进“云服务”的讨论范围；另一方面，PaaS层的大多资源/能力（包括以AI等新兴技术为代表的API服务）也已在 事实上“基础设施化”。这些提供IT基础能力的云服务表现出强烈的通用能力属性，实际的使用者一般仅为开发测试运维 人员，我们将其统一进“基础云服务”的概念中加以讨论。经典IT架构与对应的云服务层级关系,基础云服务的概念界定,裸金属注释：此图主要为展示本报告所讨论的产品范围，由于命名角度不同，各产品间的层级关系并不严格对应于图中的位置。,虚机/弹性计算 高性能计算HPC,云存储（对象存储、块存储、文件存储）,CDN与加速 负载均衡SLB 专有网络VPC,超融合,SDN/SD-WAN,SDS,超融合,云安全,基于云或虚拟化的、以软件为主进行交付的IT基础资源服务提炼其本质与核心特征，我们将“基础云服务”的定义概括为：基于云或虚拟化的、以软件为主进行交付的IT基础资源服 务。首先，尚未云化或虚拟化的IT产品属于传统IT的语义范畴；其次，产品生长于云上也决定了其无法以硬件设备为核心 交付形式；最后，基础云服务产品提供的是以计算、存储、网络等IT基础资源为核心能力的服务。因此，基于服务器虚拟化的裸金属产品、基于云端全托管的函数计算产品、通过软件交付并控制存储/网络设备的SDS与SDN产品、上升至操作系统层进行虚拟化的容器产品、针对各级各类云产品进行统一管理的CMP与容器管理产品、提供 功能化模块或应用集成服务的aPaaS与iPaaS产品，均在此份报告中所界定的“基础云服务”范围内。需要说明的是，云安全理论上同样可视为基础云服务的一部分，但其边界较为模糊，将在后续的报告中进行单独探讨，此处不再详述。本报告中基础云服务的具体内涵aPaaS与iPaaS云管平台CMP容器管理与服务编排平台云数据库容器,12.7,20.6,41.9,93.8,246.0,0.13,0.2,0.38,0.76,2013,20142015201620172018移动互联网接入流量（亿GB）月户均移动互联网接入流量（GB/月/户）,国内基础云服务的发展语境（1/4）,61736.8,海量用户高并发、流量峰谷特性明显，成为互联网服务常态超越地理空间限制的互联网产品，允许多用户同时在线并使用服务。这为互联网产品迅速占有市场、获取流量提供了天然 的便利，但也无形中增大了互联网企业的IT压力。视频直播、线上交易中常常需要应对高并发场景；产品开发上线后，可 能遇到用户量迅速攀升的情况这些已成为互联网服务的常态化特征，使得企业的IT基础资源压力与日俱增。此外，在 类似“双11”的促销推广活动前后、春晚等重大活动时，流量可能出现暴增；活动结束后流量将回归稳定。企业仅依靠本 地解决方案，需要构建额外的服务能力来应付峰值需求（且峰值流量往往不可预知）。云服务适应互联网产品的特性，在 降本增效和保障业务快速扩张中有出色表现，因此互联网企业也成为基础云服务的第一波主力客户。2013-2018年中国移动互联网接入流量2018年 “双11”前后电商类APP周独立设备数4.4270260.0711.11.73,62776.3,10.15-10.21,10.22-10.28,10.29-11.04,11.05-11.12-11.19-11.1111.1811.25,电子商务APP周独立设备数（万台）,国内基础云服务的发展语境（2/4）,1297.2,1496.4,1732.1,1979.3,2246.3,2562.8,2941.2,20152016201720182019e2020e,2021e,IT数据中心运维服务市场规模（亿元）IT数据中心运维服务市场规模年增长率（%）,产品迭代频繁、724不间断服务，成为开发运维的重担主从架构时代，人们一方面得以快速、廉价地利用信息技术创建系统；另一方面，也面临诸如集成、补丁更新等大量以IT 为中心的工作和问题，导致许多IT资源从业务实现不得已转向了IT运维。在互联网经济蓬勃发展的今天，以用户为中心的 体验经济受到广泛关注的同时，众多企业也在同步更新商业活动的思维模式，以“迭代思维”和“创新”相结合的“迭代 创新模式”已逐渐发展为互联网产品开发的重要指导思想之一。另一方面，7x24小时的不间断服务作为互联网产品的天然 属性，也成为企业开发运维工作的一项重担。2015-2021年中国IT数据中心运维服务市场规模2018年11月六类APP用户使用时段分布15.7%15.4%15.7%14.3%13.5%14.1%14.8%,14%12%10%8%6%4%2%0%,6点 8点 10点12点14点16点18点20点22点 0点 2点 4点,即时通信 网络购物,网络直播 网络新闻,社交网上外卖,国内基础云服务的发展语境（3/4）,从基础资源上云到业务上云，企业云化转型进入“深水区”企业上云是指以生态构建为导向，实现企业开发主体、开发内容、开发机制的云化转型。在企业上云初期，云服务的核心 优势主要集中体现为：成本低廉、性能比传统服务器优越、更强大的管理能力和安全稳定四个方面。但随着云服务在产品 功能、模式架构、产业生态、场景边界的不断延展，在提升运行效率、促进商业创新、降低综合成本、重构竞争力等方面 的潜在价值进一步凸显。现阶段企业上云已经从基础资源上云过渡到管理上云，且有部分先行的小微企业开始尝试业务上 云。未来随着企业上云需求的增长，将会带动更多云服务基础资源的消耗，同时企业也会更加关注在云化转型过程中，云 服务与核心业务场景和产业生态的深度结合。企业上云的四个阶段企业基础系统上云企业管理上云企业核心业务上云企业生态服务上云,大中型企业,中小型企业,小微企业（以新经济企业最具代表性）,垄断性企业,国内基础云服务的发展语境（4/4）,企业用云实践中存在掣肘，多云与异构资源管理提上日程即使单个公有云服务厂商从功能层面已足以满足企业用云的所有需求，客观上企业仍更愿意同时使用多个公有云厂商的服 务。多云策略给企业带来的普遍好处包括：灵活使用多个供应商来降低成本、避免单一供应商锁定、搭配使用不同厂商各 自的优势产品、提升容灾备份能力。与此同时，企业上云过程中受限于各类主客观因素，同时部署于公有云、私有云、本地数据中心的情况在所难免。针对这 些异构资源和多云产品的统一管理，也日益成为不少企业IT管理中的重要议题。,现阶段企业平均使用2.14 家公有云厂商,未来企业预期将平均使用3.08 家公有云厂商,2018年中国企业使用公有云厂商的数量及采取“多云策略”的主要原因,灵活使用多个供应商降低成本,01,减少对单个供应商的依赖,02,03,04,提升容灾备份能力,看中不同厂商的各自优势,国内云服务市场规模及预测,1026.3,1490.4,3765.32827.22084.3,32.1%,33.2%,48.1%,45.2%,39.8%,35.6%,33.2%,31.3%4944.0,74.9%,75.5%,76.3%,76.3%,77.1%,77.3%,76.9%,76.5%,76.0%,云服务整体市场规模（亿元）云服务市场增速（%）注释：云服务整体市场包含公有云、私有云、专有云、混合云等各类部署模式下的服务。,基础云服务在整体云服务中的占比（%）,云服务跻身千亿级产业，未来市场增速保持在30%以上我国云服务市场近年取得爆发式增长，无论是IaaS、PaaS还是SaaS市场均以较高增速一路高歌式前进。这一方面得益于 前些年的市场教育取得阶段性成果，加之政策经济环境等外部因素对需求形成强大刺激；另一方面也是对近两年各云服务 厂商不断提升云业务的战略地位的有力证明。由于基础云服务厂商近两年不断加码云业务，以及SaaS模式在国内受到暂时性质疑，基础云服务在整体云服务中的占比将 在近两三年达到巅峰。2015-2023年中国云服务市场规模与增速及基础云服务的市场占比变化,国内基础云服务市场规模及预测,基础云厂商不断加码云业务，公有云市场迎来突进式增长随着市场需求进一步得到释放，基础云服务赛道内的新老玩家纷纷加码云服务业务板块，或从上下游赛道华丽转身为云服 务厂商，或不断调高业务目标采取激进式打法。拥有了这股近乎疯狂的推动力，我国基础云服务市场规模近两年迎来高速 增长，尤其是公有云板块更是以突进式增长备受瞩目。其中，IaaS市场（包含各类部署模式）规模在2018年达到638.2亿元，预计将于2023年突破3000亿元；PaaS市场依靠数 据库、容器、云通信等领域的收入增长亦成为云服务中不容忽视的一层。2015-2023年中国基础云服务（IaaS、PaaS）市场规模与增速,965.6,1374.1,1863.9,2473.8,3220.2,53.7,71.2,104.8,144.7,183.8,236.4,404.9309.1,536.9,33.2%,34.5%,48.1%,46.8%,40.1%,34.9%,32.5%,30.5%,IaaS市场规模（亿元）PaaS市场规模（亿元）基础云服务整体市场增速（%）注释：1. 基础云服务根据行业通常定义分为IaaS和PaaS两部分；2. IaaS与PaaS市场中均包含公有云、私有云、专有云、混合云等各类部署模式；3. IaaS市场中包含全部计算、存储、 网络类服务。,CDN,国内基础云服务产业链结构与图谱,注释：1. 同类型厂商按首字母排序；2. 仅在该厂商的主营业务板块中进行体现。,基础IT硬件服务器交换机,SDN/SD-WAN,SDS,综合型IaaS,超融合,私有云/专有云,容器,CMP,通信PaaS,iPaaS,SI,MSP,SaaS/ISV,代理,客户,AI PaaS,电信运营商,IDC,国内基础云服务市场竞争格局,市场迎来风云变幻，宏观而言竞争格局变数有限，微观上腰 部玩家仍有广阔的业务增长机会以IaaS公有云市场为中心，既有IT硬件设备厂商、软件巨头厂商、集成商等新入局玩家，也有从IaaS市场红海厮杀中向容 器、超融合、SDS等周边服务谋求转型的玩家。认为，短期内国内IaaS（尤其是公有云）市场竞争格局变数有限：头 部玩家凭借业已建立的产品类型、规模、品牌、生态优势，目前的市场地位难以撼动，下一步通过加快培育生态、实现垂 直行业落地、探索出海业务等举措寻求业务增长空间；腰部玩家在IaaS的蓝海市场依然存有大量机会，纷纷通过联结云服 务与AI等新兴科技、聚集资源发力政企/传统产业等策略，寻找业务的突破点与“弯道超车”的机会。,核心IaaS市场,基础云服务市场竞争格局的变化新入局转型,头部玩家凭借多年积累的服务壁垒，继续保持 市场头部地位通过积极探索垂直行业落地和出海业 务，寻求业务增长空间,腰部玩家短期内难以撼动头部厂商的领先地位， 但微观上仍有增长空间通过发力新兴科技或拉拢调配自身资 源，谋求业务突破点,IT硬件设备厂商,软件厂商,集成商,容器,超融合,SDS,国内基础云服务市场竞争格局阿里云、腾讯云、天翼云居国内公有云IaaS市场前三甲,注释：1. 此排名只包含综合型IaaS厂商；2. 具体统计口径见本报告附录说明。,2018年中国公有云整体IaaS市场份额（包含计算、存储与网络服务）,2018年中国公有云IaaS计算与存储市场份额（不包含网络服务）,注释：1. 此排名只包含综合型IaaS厂商；2. 具体统计口径见本报告附录说明。,39.0%,12.6%,9.5%,1.7%2.5%3.5%3.9%4.4%5.5%6.3%,阿里云腾讯云 天翼云百度智能云 金山云AWS中国华为云 浪潮云微软云中国区 京东云 Others,42.8%,11.0%,9.1%,4.3%5.0%6.3%,4.0%,2.0%3.5%3.8%,阿里云腾讯云 天翼云AWS中国百度智能云 华为云金山云 浪潮云微软云中国区 京东云 Others,中国基础云服务行业概述,1,中国基础云服务发展铺陈,2,基础云服务典型厂商案例,3,基础云服务发展总结与展望,4,产品与功能：交付形式的创新模式与架构：云原生的兴起产业与生态：产业生态的健壮场景与边界：新兴科技驱动的想象空间,基础云服务发展总览,产品与功能上,计算方面，容器、函数计算、裸金属、HPC、流计 算等提供了更加多元化的选择存储和网络方面，软件定义的方式更加流行且日益 彰显出独特的商业价值超融合成为越来越多客户的选择,客户上云更加优雅、自如,产业与生态上,产业内部，超融合、CMP的出现让主体间产生了 更加紧密、有所分工的产业链条产业外部，ISV、SI、SaaS、渠道商的成熟推动整 体产业生态更上层楼,产业生态更加健壮,模式与架构上,容器提供了企业现阶段全面上云的最佳载体微服务架构与企业业务上云相辅相成DevOps作为企业IT实践的一次思想变革，进一步 放大云服务的敏捷特性,使云服务羽翼更加丰满,场景与边界上,云服务成为AI、大数据等新兴科技实现商业化落地 的载体更多前沿科技与云服务产生紧密联结,为云服务带来更充足的想象空间,一门更加优雅、丰满、健壮、充满想象的产业云服务自衍生之日起，就一直处于不断的发展与演进中。这种发展与演进，既有纵深于产品层面的升级迭代、功能层面的 推陈出新，又有横向上围绕云服务的架构观念、生态体系、技术加成上的日益充实与饱满。回视前些年的语境下被构建起 的IaaS与PaaS市场，经过几年的发展，如今已经呈现出愈加成熟且蓬勃的面貌基础云服务正在成为一门更加优雅、 丰满、健壮、充满想象的产业。国内基础云服务发展演进的具体体现,2.1,产品与功能,IT基础资源服务交付形式不断创新与简化,3.8%,5.0%,5.0%,5.1%,5.6%,5.4%,5.3%,8.5%,9.2%,9.6%,10.4%,10.6%,11.3%,11.8%,18.7%,19.4%,18.6%,18.8%,17.8%,17.3%,17.3%,25.7%,25.4%,26.3%,26.3%,26.2%,26.8%,27.1%,43.3%,41.0%,40.5%,39.3%,39.7%,39.2%,38.6%,0%,20%,40%,60%,80%,100%,20142015数据中心系统,2016201720182019e 2020e企业软件设备,IT服务通讯服务,基础云服务产品/功能演进的实质,来源：综合企业访谈、公开市场信息及统计预测模型估算,IT基础资源交付形式的不断创新与简化纵观整个IT发展的历史，客户的需求从未被完全满足，技术的升级迭代大多只是在不断追赶客户日益多元、复杂的IT需求。 近些年IT基础资源交付形式逐步向产业链后端延伸，从基础硬件交付到软件交付再到服务交付。这种交付形式的升级，也 在业界掀起了“XaaS”（一切皆服务）的交付理念上的变革。除了我们熟知的IaaS、PaaS、SaaS之外，NaaS（网络即服 务）、CaaS（通信即服务/容器即服务）、DaaS（数据即服务）等互有交叉的新名词层出不穷。交付形式的不断创新与简 化有利于行业内部的结构优化及产业扩容，同企业价值链的结合越来越紧密，对于提升企业运营效率、改善企业IT基础资 源管理方式的作用也愈发凸显。从全球IT支出结构的变化来看，设备支出比例的下降与软件/服务支出比例的上升互为因果， 预示着企业在IT软件和服务上的购买意愿将持续提升。2015-2021年中国IT服务市场规模2014-2020年全球IT支出结构,4570.1,5231.8,6077.7,6920.9,7827.3,8899.1,10177.4,11.0%,13.1%,13.7%,14.5%16.2%13.9%14.4%,20152016201720182019e2020e2021eIT服务市场规模（亿元）IT服务市场规模年增长率（%）,计算服务的演进,针对不同层级的虚拟化与托管，提供多元化计算能力计算服务作为基础云服务领域最核心的方面，正在出现越来越多元化的产品类型，力求满足客户日益多元化的计算需求。 为了方便管理复杂的计算机系统，对不同模块进行抽象和分层，造就了云计算服务的基石。从位于硬件抽象层的传统虚机 产品出发，我们看到基础云服务厂商不断推出更多针对不同层级的虚拟化计算服务，如位于API抽象层的容器服务、基于 裸机辅以软件向客户提供“类虚拟化”体验的裸金属服务，以及云端全托管的函数计算/无服务器服务等。此外，针对有 密集计算需求的企业、科研机构，IaaS厂商也多依靠自身的雄厚技术基础推出高性能计算产品。基础云服务在底层计算服务能力上的演进,应用程序层,函数库层,操作系统层,硬件层,裸金属 Bare Metal,函数计算,FaaS,VM,高性能计算HPC,传统IaaS服务中的主流产品，基于服务器硬件进行多租 户的虚拟化。,向客户提供原生级别的 性能和安全性，去除虚 拟化的损耗。,客户将代码全托管在云端，由事件驱动，而无须关心操 作系统层和基础设施层的配置与扩缩容。,在操作系统层之上的虚拟化服务，在读写效率上优于虚 拟机，提供更加轻量化的架构风格，但在封闭性和安全 性上相对略有不足。,硬件抽象层,API抽象层,包含多个CPU或者多台计算机的并行计算服务，主要应用于学术科研、视频渲染、 先进制造、药物研发等场景中。,容器,Container虚拟机,存储服务的演进,自动化简化管理，降低维护存储架构的成本,特 征,通过软件定义，实现自动化的存储资源分配全球网络存储工业协会（SNIA）对软件定义存储（SDS）给出了相对规范和官方的定义，即通过更为友好的用户界面或API接口进行存储硬件抽象化的解决方案，帮助用户更轻松地获取池化后的存储资源。SDS解决方案使客户得以便捷地进行存储的纵向扩展（Scale-Up）或横向扩展（Scale-Out）。当然，在实际讨论SDS时其产品边界也并不明确，存储虚拟 化、Server SAN、超融合架构（HCI）等都属于SDS的讨论范畴。SDS的出现解决了传统IT信息系统存储中面临的诸多痛 点，包括异构存储资源造成的“数据孤岛”、资源利用率低、成本激增、管理复杂和结构封闭等。软件定义存储的特征和内涵,提供应用编程接口，用于管理、部署 和维护存储设备和存储服务,无需中断应用，也能提供可靠性和性 能的无缝扩展,提供存储消费者对存储使用状况及成 本的监控和管理,内 涵,标准 接口,虚拟数提供块、文件和对象的接口，支持应据路径用通过这些接口写入数据,扩展性,透明性,存 储 管 理,将来自服务器本地的闪存盘、机械盘、存储阵 列、JBOD等存储资源，通过存储管理协议（如 SMI-S等）进行特性描述和虚拟化，构建出存 储资源池,存储资源池化后，数据服务即可按照用户对存 储服务级别（如金银铜）的要求提供空间部署、 数据保护、数据可用性、性能、数据安全性,存储资源的使用者如软件开发人员，通过数据 管理接口（如CDMI）向SDS发起数据请求。由 于SDS开放了丰富的API供调用，SDS能够满足 用户的数据请求，按照服务级别提供相应的存 储资源,数 据 服 务,数 据 请 求,网络服务的演进,数据中心,SD-WAN,SD-WAN,分支机构/办事处,通过软件定义，实现自动化的网络管理在IT基础架构领域最早出现的软件定义产品，是软件定义网络（SDN，Software-Defined Network）。SDN起源于2006 年斯坦福大学的一项研究课题，并于2009年正式提出概念。其核心是将网络设备的控制平面与数据平面分离开来，同时进 行可编程化控制，最终实现对网络流量的灵活控制，为网络应用创新提供了更好的使用平台。另外，SD-WAN（软件定义广域网）也正在被更加广泛地应用。二者的理念接近，其本质都是将转发与控制分离，以简化 网络的管理和操作；区别在于SDN是针对数据中心的网络，SD-WAN则针对广域网进行优化。在客户实践中，SDN更多 是对现有网络架构的更新，因此也面临企业更换成本和风险成本的阻力；而SD-WAN却是一种具有增量变化的产品，企业可在原有WAN架构的基础上新增SD-WAN功能，从而直接减少企业在WAN上的投入，尤其对于分支机构众多的大型企业 更具吸引力。从国内市场的反响来看，目前SD-WAN也得到相对更为广泛的接受和认可，下设大量分支机构的零售商和金 融机构成为第一批付费客户。SD-WAN产品位置示意图MPLS,Active,Broadband,Active,MPLS,Cable,DSL,源应用程序为每个 数据包添加标签,目标应用程序读取标签并测量 传输时间、抖动和数据包丢失,综合服务的演进,通过软件定义，打造基于通用硬件的融合式IT架构沿用了20多年的集中式存储架构，正面临着以软件定义、分布式存储、超融合架构等为代表的新一代IT基础架构的冲击， 尤其是超融合的出现对IT基础资源的产品形态和交付模式的变革，一定程度上打破了传统IT厂商在企业数据中心领域建立 的壁垒。超融合基础架构（HCI）是指在同一套单元设备（x86服务器）中同时具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等 资源和技术，还包括缓存加速、备份软件等元素，通过多节点网络聚合，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池。 对于超融合架构而言，实现软件与硬件的解耦是其核心目的所在。目前，超融合自身也在经历从硬件（一体机）交付向纯 软件交付的转型过程中，逐步提升其云化管控的能力。企业中越来越多的关键业务应用开始尝试运行在超融合架构上，而 在私有云和混合云的解决方案中超融合的身影也越来越常见。超融合的基本架构及优势特点,运维 平台,部署 工具,SCSI存储控制器CPU,内存,存 储,I/O,虚拟机I/O Hypervisor,硬件资源池化，按需平滑扩容，降低成 本，缩短周期,虚拟化感知的分布式存储，解决了I/O性 能瓶颈的问题,业务高可用、高可靠性，物理服务器故 障时，可以自动迁移到健康物理服务器,简化管理，通过一个超融合管理平台， 一键式自动化运维管理,存储、计算、网络融合,服务,通用,硬件,统一,部署,全对等,灾备,无需规划、按需拓展,拓展,低,成本,基础云服务产品/功能演进路径总结,从软硬捆绑，走向白盒硬件+开源软件早期，为了实现大规模生产，降低制造的复杂度和成本，功能大多通过固化在硬件中实现，我们可以称之为“硬件定义”。 但随着客户的个性化定制需求日益增加，加之云计算对智能、灵活和自动化的天然要求，由“软件定义”来操控硬件资源 成为更合适的解决方案。因此，在云计算的计算、存储和网络等各方面的基础设施上，均呈现出从软硬件捆绑，到硬件+ 闭源软件，再到白盒硬件+开源软件的演进趋势。,高度耦合的一体化硬件,虚拟化软件层标准化标准化标准化 部件部件部件,软硬件解耦,硬件资源虚拟化管理功能可编程软件定义通过将硬件与软件进行解耦，将硬件的可操 控成分按需求、分阶段的以编程接口或者服务的方式 暴露给应用，满足应用对资源的不同程度、不同广度 的灵活调用。,“软件定义一切”的技术原理与实现路径开放、灵活、智能的管控服务“软件定义”的技术原理应用编程接口（API）,硬件 定义,软件 定义,2.2,模式与架构,云原生引导企业高效开展上云实践,从分布式到云原生,应用数据与开发层,编排与治理层,运行时层,供应保障层,云设施层,平 台,观 察 与 分 析,云原生是企业全面上云的必经之路当前，云计算基础设施已基本成熟；但采用传统模式，像早期使用虚拟服务器一样地使用云服务器，会使得云计算按需定 制、弹性伸缩等优势难以发挥，成为所谓“马拉火车”式上云。另一方面，企业数据量持续增长，业务日趋复杂，市场需 求需要及时响应，用户服务需不间断进行。为解决以上问题，“云原生”就此诞生。云原生是指专门为在云平台部署和运行而设计的应用及架构，由Pivotal的Matt Stine提出，并因谷歌在2015年成立CNCF 而受到广泛关注。云原生的典型技术包括以Docker容器和Kubernetes编排工具为主的容器技术、以Service Mesh为发展 方向的微服务技术，以及以快速迭代、持续交付为目的的DevOps技术。这些技术均有开源实现方案。云原生包括十二项基本要素（原则），分别是：同一应用对应同一套基准代码，并能多次部署；显式声明第三方依赖；将 配置存储至环境变量；将后端服务作为松耦合的资源；严格分离构建阶段与运行阶段；将应用作为无状态的进程运行；通 过端口绑定对外发布服务；能够通过水平伸缩应用程序进程来实现并发；可以快速启动和优雅关闭应用；要保持开发环境 与线上环境等价；使用事件流处理日志；将后台管理任务当做一次性进程运行。云原生技术分层,容器：云原生的基石,Hardware,Hypervisor,Host OS,Guest OS,Guest OS,APP A,APP B,Bins/Libs,Bins/Libs,Docker Engine,Host OS,Hardware,Bins/Libs,Bins/Libs,APP A,APP B,VMs,Docker Container,实现云原生的最佳载体，围绕容器出现的生态日渐成熟容器是指将应用程序及其环境一起打包作为交付物，该交付物可以随时构建、装载、运行。由于RKT占比较低，容器一般 指Docker。容器编排工具是指让集群中的多个容器能够按计划、有组织运行的工具。Kubernetes作为CNCF孵化项目， 相比Mesos和Swarm已经呈现出十分明显的优势。传统虚拟机包含一个完整的操作系统，一旦开启即对硬件资源的一部分进行独占。容器引擎只是一个隔离的进程，对资源 并不单独占有，因此是一种更轻量的虚拟化。这也就使得容器在文件体积、启动速度、占用资源和开启数量上都具有明显 的优势。容器将依赖环境一起打包，因而屏蔽了开发、测试和运行环境的差异，再加上秒启、可多开的特性，使得微服务和DevOps均得以实现。云原生、微服务和DevOps都是一整套理念或者方法论，只有容器是具体的工具，并使得那些理念自如、高效地实现落地。 Docker、Kubernetes等容器技术，是云原生的最佳载体，成为云原生的基石。虚拟机和容器的架构对比虚拟机和容器的性能对比,微服务：云原生的骨骼,单块架构,垂直架构,SOA架构,微服务架构,凭借轻量化与灵活性的风格，已成为大多企业的架构首选采用“写死”的紧耦合模式，随业务变化，架构和源代码也发生变化；久而久之，清晰的结构和代码将不复存在。伴随员 工流动，这类“打死也不能动”的模块和代码日益积压，导致维护难度与日俱增，水平扩展无从谈起。将业务进行归纳、抽象，然后再分类，每一类“内紧外松”，将整体上复杂的问题进行分割，可有效解决混乱，同时可实 现不同模块不同开发语言的多样化，便捷地实现扩展。想到这种“分而治之”并不难：从早期的SOA，到近几年的微服务， 虽实现手段有差异，但都在谋划“分治”之事。微服务是一个整体的事情，业务怎么切割、如何统一管理，这些实践中的 掣肘使得“分”完“治”不好，大大削弱其价值。所以SOA从未大面积落地，一开始的微服务大家也更多持观望态度。业务量继续增长，业务模式继续变得复杂，用户需求变化多端，使“分”有了动力和急迫性。与此同时，Spring Cloud、Node.js、EtcD、Docker、Jenkins、Ansible等一系列工具降低了管理难度，使“治”有了保障。微服务真正开始落地。 随着微服务间调用不断增多，让用户只负责发送请求和处理请求，不用管请求传递的服务网格（Service Mesh）应运而生，Linkerd、Istio均是基于这一理念。目前，服务网格成为微服务的一个重要发展方向。微服务架构演进图,DevOps：云原生的方法论,开发,代码库,集 成 测 试,类 生 产 环 境 测 试,生 产 环 境 上 线,进一步放大云服务的敏捷特性市场需求即时响应，硬件资源随时升降，版本升级、局部升级、A/B Test甚至版本回滚成为常态，这些都对传统的开发、 运维模式提出了新的挑战，DevOps应运而生。DevOps即开发运维一体化，是敏捷开发的继承和发展，目的是持续集成、持续交付。DevOps贯穿于开发到上线的始终， 工具上既包括Git（或分布式Gitlab）、SVN等版本管理工具，也包括Jenkins等持续集成工具，还包括Ansible等自动运维 工具。DevOps因Docker的使用而更加简单，因此还应包括Docker、Kubernetes等工具。DevOps和微服务很多技术都是重合的，但两者的关注点并不同，可以简单认为微服务是纵切，而DevOps是横切。横纵之间有着密切关系，因此，往往从一个方面把问题解决了，从另一个角度也顺理成章解决了。DevOps进一步放大了云服 务的敏捷特性，是云原生的方法论。DevOps流程示意图,基础云服务模式/架构演进路径总结,将不可复用的单块拆分为可复用的微服务,Service Mesh将应用通信网络虚拟出来共用,管理思想+工具文化，复用，实用至上云原生是一种设计模式，同时也是一种思想。以其中的微服务为例，实际包括业务的总结、抽象、划分，涉及管理的方方 面面。因此，云原生绝非一个人、一个部门的事情，甚至不单独是IT的事情，它首先需要的是管理思想。但是，仅有思想 是不行的，一如早期SOA难以落地，Docker却同时引爆了微服务、DevOps等，云原生需要工具和工具文化的保障。复用是提升效率的重要手段：分工是让知识在同一人/团队之间得到更多复用，开源是让“别人”更多复用，服务调用是 让成果被其他模块复用，自动化工具是让流程自动复用。所有架构模式的演进都受“更多复用”这一原则的指导，云原生 的十二要素，大部分也是在阐述如何让一次劳动成果更好地被多次复用。当然，企业也应理性判断复用所带来的效率提升是否大于其本身需要耗费的时间、精力，避免过分迷恋新事物而导致得不偿失。复用在架构演进中的作用,2.3,产业与生态,产业链上中下游各主体崛起推动产业生态健壮,基础云服务产业生态概览,核心IaaS厂商,超融合,CDN,CMP,PaaS厂商,ISV/SaaS厂商 集成商SI渠道商/代理商 云MSP,里应外合产业内部的上下游分工日益明晰，产业外部的 生态合作欣欣向荣近些年，基础云服务走向成熟的另一个显著标志是产业生态的进一步完善与健壮。从产业内部来看，CDN、超融合、CMP、PaaS厂商等市场主体，彼此之间产生紧密且明晰的联动，各司其职地构筑起基础云服务的“商业大厦”。从产业外部来看，无论是ISV/SI，还是渠道商与云MSP厂商，都找到了各自的定位，助力基础云服务厂商更好地提供服务；而基 础云服务厂商也将自身的资源、技术反哺于这些生态合作伙伴，形成更具活力的产业生态体系。国内基础云服务产业生态的发展,产业内部生态,产业外部生态,内部生态：CDN,鉴黄 转码 美颜,用户,IDC,CDNPaaS功能,CDN仍是视频云等云服务核心，PaaS功能暂为锦上添花CDN（内容分发网络），是采用更多的缓存服务器（CDN边缘节点）布放在用户访问相对集中的地区或网络中，通过缩 短用户与内容之间的物理距离，有效提高网站的访问速度。与此同时，内容经过分发调配后，源服务器的IP被隐藏，抗DDoS攻击的能力大幅提升。此外，当某个服务器发生故障时，系统会调用邻近的可用服务器进行服务，保障服务的可用 性。因此，目前提供互联网服务的厂商均或多或少需使用CDN服务：CDN成为互联网厂商对云的一项刚性需求，甚至已 经撑起部分基础云服务厂商营收的半壁江山。CDN横跨存储和网络（在不同云厂商中，CDN位于不同板块），纵跨IaaS和PaaS，将底层的IDC资源和视频云、游戏云 中的很多功能（如转码、识别）统一起来，成为基础云服务生态中的重要部分。CDN、IDC和视频云关系图,