中国云原生行业报告

作者 摘要 周惠娜 2023年中国云原生行业词条报告 云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网 行业头豹分类/信息传输、软件和信息技术服务业/软件和信息技术服务业/其他信息技术服务业港股分类法/信息科技/软件服务 关键词云计算云原生 格、微服务、不可变基础设施和声明式API。这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段，云原生技术使工程师能够轻松的对系统做出频繁和可预测的重大变更。2021年云原生市场规模已经达到875亿元，预计2025年将接近6000亿，2022-2026期间复合增长率为62%。数字经济大潮下传统行业的数字化转型成为云原生产业发展的强劲驱动力，“新基建”带来的万亿级资本投入，也将在未来几年推动云原生产业的发展迈向新阶段。云原生市场主要由阿里云、华为云、腾讯云等综合云服务厂商，浪潮云、信服云、网宿科技等IT服务商，时速云、道客云和灵雀云等创新企业组成。从长远来看，综合云服务厂商在平台、技术和研发投入等有较大优势，同时客户对于云安全性的诉求明显，综合云服务厂商能更好的满足下游客户的需求，因此更有可能持续占据市场的主导地位 云原生行业定义 1. 云原生技术有利于各组织在公有云、私有云和混合云等新型动态环境中，构建和运行可弹性扩展的应用。云原生的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API。这些技术能够构建容错性好、易于管理和便于观察的松耦合系统。结合可靠的自动化手段，云原生技术使工程师能够轻松的对系统做出频繁和可预测的重大变更 云原生行业分类 2. 云原生架构有非常多的架构模式，主要包括服务化架构模式、Mesh化架构模式、Serverless模式、存储计算分离模式、分布式事务模式等 类型名称类型说明服务化架构模式这是云原生应用的标准化架构，要求以应用模块为颗粒度划分，以接口契约定义业务关系，以标准协议确保通讯。通过服务化架构模式，把代码模块关系和部署关系分离，每个接口都可以单独分离，提升了整体的迭代效率Mesh化架构模式Mesh化架构是把中间件框架（比如RPC、缓存、异步消息等）从业务进程中分离，让中间件SDK与业 务代码进一步解耦，从而使得中间件升级对业务进程没有影响，甚至迁移到另外一个平台的中间件也对业务透明。分离后在业务进程中只保留很“薄”的Client部分，Client通常很少变化，只负责与Mesh进程通讯，原来需要在SDK中处理的流量控制、安全等逻辑由Mesh进程完成 Serverless模式Serverless模式将应用运行都委托给云，从架构抽象上看，当业务事件发生时，云立即启动一个业务进程或调度一个已启动的业务进程进行处理，在处理完成后自动关闭当前业务进程，等待下一次业务触发 存储计算分离模式将有状态的数据下沉到存储层，调度获取时，无需感知计算节点的存储介质，只需调度到满足计算资源 要求的节点，数据库实例启动时，只需在分布式文件系统挂载mappingvolume或者采用EventLog+快照的方式实现重启后快速增量恢复服务，可以显著的提高数据库实例的部署密度和计算资源利用率。而无状态的数据不需要考虑一致性维度，则都可以采用云服务来保存，实现存算分离 分布式事务模式在需要访问多个服务/应用的大颗粒度业务时，分布式事务问题的出现需要架构师根据场景选择合适的分布式事务模式。主要包括XA、BASE、TCC、SAGA、AT模式可观测架构可观测架构包括Logging、Tracing和Metrics三方面：Logging提供多级别的详细信息跟踪包括verbose、debug、warning、error、fatal；Tracing提供一个请求从前端到后端的完整调用链路跟踪；Metrics提供对系统量化的多维度度量事件驱动架构本质上是一种应用/组件间的集成架构模式。事件具有schema可以校验事件的有效性；具备QoS保障机制，能对事件处理失败进行响应。EDA适用于微服务解耦、增强服务韧性、CQRS、数据变化通知、构建开放式接口、事件流处理、基于事件触发的响应等场景 云原生行业特征 3. 云原生极大的释放了云的红利，其优异的产业效用吸引众多用户开始使用，从用户画像上看，当前云原生用户超6成仍然是互联网企业，互联网头部企业在云原生产业发展中有举足轻重的作用。在应用规模上，受技术门槛的影响，当前更多的是以中小规模应用为主 云原生极大的释放了云的红利，成为云计算的拐点 产业效用云计算的拐点已经来临，云原生成为驱动业务增长的重要引擎。云计算的发展已经进入成熟期，云原生作为新型基础设施支撑数字化转型 的重要支撑技术，逐渐在人工智能、大数据、边缘计算等新兴领域崭露头角，成为驱动数字基础设施的强大引擎，极大的释放的云的红利，其产业效用极具吸引力 云原生用户超六成是互联网企业 用户画像大中型互联网企业主导云原生产业的发展，超六成的云原生技术用户为互联网企业，其中千人以上企业规模的企业占比高达35.11%，互联网头部企业在云原生产业发展中有举足轻重的作用 用户应用 云原生应用以中小规模为主，规模化应用存在较高的技术门槛 规模云原生技术规模化应用仍然存在比较高的技术门槛，在规模化应用时的安全性、连续性及性能等因素成为用户侧落地的主要顾虑，目前的 应用还是以中小规模的应用为主 云原生发展历程 4. 云原生作为驱动云计算质变的技术内核，以其优异的优势，很好的契合了云计算发展过程的需要，极大的推动的云计算的升级和应用行业的创新发展。云原生发展主要经历了萌芽期和启动期，当前正处于启动期，其技术价值得到初步认同，应用价值不断凸显，已经在互联网等行业实现较大程度的应用。目前云原生的普及推广和投资建设仍需要一段时间，处于初期阶段，但是随着大数据、云计算的发展，未来云原生行业将得到快速发展 开始时间：2004结束时间：2018阶段：萌芽期 行业动态：2004-2007年，Google已在内部大规模地使用像Cgroups的容器技术；2008年，Google将Cgroups合并进入了Linux内核主干；2013年，Docker项目正式发布；2014年，Kubernetes项目也正式发布；2015年，CNCF成立；2017年，CNCF达到170个成员和14个基金项目；2018年，CNCF成立三周年有了195个成员，19个基金会项目和11个孵化项目 行业影响/ 阶段特征：这一阶段主要是技术的发展和成熟阶段，行业发展的驱动力是技术的更新迭代，由于云原生在这一阶段仍处于普及和实践阶段，因此没有进入大规模的应用阶段。其次，企业在这一阶段刚开始接触云计算，业务对于云的需求更多的是基于降本增效，对于更高阶的业务创新、行业协同等的创新需求较小，也是云原生没有进入大规模应用的原因之一 开始时间：2019阶段：启动期行业动态：2019年是云原生的普及元年，2019年阿里巴巴宣布要全面上云，而且“上云就要上云原生” 行业影响/ 阶段特征：2019年之后，供需两端发力一起驱动云原生进入到应用爆发性增长的阶段。云原生的技术这一阶段已经较为成熟，其次行业基于自身的发展痛点和需求对云提出了更高的要求，云原生商业化落地势不可挡，供需两端一起发力促进云原生进入大规模应用阶段 云原生产业链分析 5. 云原生产业链上游主要包括底层技术提供商、硬件设备提供商、软件设备提供商等基础设施与技术厂商，中游主要包括云原生应用与编排等服务提供商，上游和中游为下游互联网、金融、电信、制造、能源等企业提供云原生服务。结果不断的丰富、实践和落地，上游和中游的技术服务不断成熟，下游应用市场的需求爆发和业务创新发展的需要驱动上游的云原生技术与设备不断的升级。随着大数据、物联网、5G、云计算等的发展，行业内业务处理波峰波谷效应明显、安全性要求更高、软硬件集成需求上升等驱动云原生的价值不断凸显，下游对于云原生的应用上升，进而加速下游行业的创新应用 上游环节 上游说明 上游参与方 底层技术提供商 云原生底层技术主要包括容器技术、存储技术和 iSulad、kata、Bifrost、OpenSDS、kubeOVN、 网络技术。1）从云原生技术底层技术发展趋势 阿里云计算有限公司、华为云计算技术有限公司 来看，云原生技术生态日趋完善，细分项目不断 、腾讯云计算（北京）有限责任公司、北京凌云 涌现。相较于早年的云原生技术生态主要集中在 雀科技有限公司、上海道客网络科技有限公司、 容器、微服务、DevOps等技术领域，现如今的 浪潮云信息技术股份公司、北京云思畅想科技有 技术生态已扩展至底层技术、编排及管理技术、 限公司、深信服科技股份有限公司、网宿科技股 安全技术、监测分析技术以及场景化应用等众多 份有限公司 分支，初步形成了支撑应用云原生化构建的全生命周期技术链。同时细分领域的技术也趋于多元化发展 硬件设备提供商 硬件设备提供商主要包括服务器提供商、CP 华为技术有限公司、浪潮集团有限公司、新华三 U、芯片提供商、存储提供商等硬件设备提供 技术有限公司、思科系统（中国）网络技术有限 商。1）从竞争格局来看，上游硬件设备市场整 公司、中际旭创股份有限公司、英特尔（中国） 体来说行业集中度相对较高。路由器、服务器和 有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国联 交换机等基础设施制造流程相对复杂，市场高度 合网络通信集团有限公司、中国电信集团有限公 集中，主要份额集中在头部企业当中，进入壁垒 司 较高，后进入者较难打破当前的市场份额；2）从市场增长来看，芯片、服务器和交换机等基础设施市场规模稳步上升，上游的平稳增长为下游的商业化应用稳健落地提供保障 软件服务提供商 软件提供商主要包括虚拟化及云操作系统、数据 微软（中国）有限公司、甲骨文（中国）软件系 库厂商、其他软件服务厂商等软件服务提供商。 统有限公司、浪潮集团有限公司、曙光云计算集 1）从市场份额来看，与硬件设备提供商在上游 团有限公司、新华三技术有限公司 的市场规模相比，软件服务提供商市场份额相对较低，占比在20%左右；2）从竞争格局来看，经过长时间的发展，操作系统、数据库厂商等市场份额已初步定型，行业集中度较高 中游环节 中游说明 中游参与方 云原生应用编排及管理 1）从云原生应用编排及管理的需求端来看，随 北京百度网讯科技有限公司、华为云计算技术有 着企业生产环境容器集群规模爆发式增长，越来 限公司、腾讯云计算（北京）有限责任公司、阿 越多的企业核心业务切换到容器，容器技术栈需 里云计算有限公司、SEATA、BFE、TIDB、M 要应对的场景越来越复杂，对多云环境的容器编 OSN、DORIS 排能力提出了强烈诉求 下游环节 下游说明 下游参与方 终端应用 1）从下游的应用结构来看：云原生目前主要应 阿里云计算有限公司、招商银行股份有限公司、 用在互联网、制造业、金融业、服务业、政府、 广汽丰田汽车有限公司、中国工商银行股份有限 电信、能源、医疗、化工等行业上，其中互联网 公司、上海汽车集团股份有限公司、中国移动通 应用超过60%，其他行业的应用均没有超过20% 信集团有限公司、中国电信集团有限公司、中国 ，互联网应用遥遥领先。同时金融、制造、服务 联合网络通信集团有限公司、浪潮云信息技术股 业、政务、电信等垂直行业的应用占比有所攀 份公司、泰康保险集团股份有限公司、国家电网 升，行业数字化转型的带动效应初步显现；2） 有限公司 从下游的应用规模来看，受规模化应用存在较高的技术门槛影响，当前仍以中小规模的应用为主。根据信通院的调查数据显示，76%的用户纳管集群规模主要集中在500节点以内(其中37%的用户纳管规模在50节点以内，18%的用户纳管规模在51-100节点之间），有10%的用户纳管的集群规模在5000节点以上，总的来说，用户侧纳管的资源以中小规模集群为主 2021年云原生市场规模已经达到875亿元，预计2025年将接近6000亿，2022-2026期间复合增长率为62