2020年中国容器云市场研究报告


核心摘要

  • 容器的发展历史:容器技术在国内发展主要经历了三个阶段,分别是2014-2016年的技术探索期、2017-2018年的行业试水期以及2019年以后的规模应用期,容器与国内欣欣向荣的云计算产业发展紧密结合,为企业提供更高效的容器云服务。
  • 容器云的企业价值:容器云架构的敏捷、轻简和高度兼容性使得容器成为云原生生态中最基础的一环,无论是混合云/多云在的推广还是DevOps、微服务应用的推进,容器都将扮演至关重要的角色,助力企业数字化转型和降本增效。
  • 我国的容器云市场:我国云技术密集行业的头部企业已经对容器云的应用价值给予了肯定,目前的公有云市场上容器已经广泛地覆盖了20%~35%的虚拟化应用,预计2020年末基于容器的私有云系统平台市场规模将会达到15亿元。
  • 容器云的应用展望:容器作为一种充满活力和可塑性的技术,其未来的应用前景非常可观。随着容器技术的不断发展,容器云将进一步赋能DevOps、微服务、无服务器等云原生应用的进步,更好地服务与网络服务、多云管理和边缘计算等场景。


容器云技术与应用场景铺陈

容器基础架构简介

借助镜像打包技术,容器得以便捷复制实现扩容

从内部架构上看,容器架构可被理解为一个高度精简的、独立运行的程序包,其底层为BootFS(一种文件系统)用于接入宿主机的服务器操作系统;中层为镜像层,镜像层在程序运行的过程中不可改写,主要包含上层程序的代码和运行该程序所需的一切系统环境;上层为可改写的容器,镜像中代码的运行和结果的产生都在容器中进行,各个容器彼此独立。由于容器镜像文件大小较小,且包含程序运行的一切条件,可快速实现容器程序的复制,从而实现容器架构的弹性扩容。
1.jpg

以建筑为类比理解容器封装

容器是更轻量、更高效的虚拟机

如果以建房作比,土地对应计算机系统中的“物理服务器”,工程器械和建筑材料分别对应着“操作系统”和“环境配置”,而“程序代码”是一个应用程序的内核,类似房屋的设计图。使用虚拟机如同将操作系统、环境配置和程序代码一同打包从而部署到不同物理服务器上;而容器则仅仅打包环境配置和程序代码,部署到多个操作系统上。对于应用开发和提供商而言,下游客户通常已经具备操作系统环境,使用虚拟机再次打包操作系统会造成资源的浪费并降低程序运行速度。容器在提供虚拟化运行空间的同时减少了资源的调用,可以被视作更为轻量、高效的虚拟机。
2.jpg

集群管理方案使容器架构如虎添翼

Kubernetes已成为容器编排的事实标准

在容器的企业级应用中,即便是提供单个服务往往也需要大量容器的共同参与,从而增加了程序运行的复杂性,对大规模容器的编排管理和程序故障后的排查溯源等需求催生了进一步统筹容器的工具的需求,Kubernetes(K8s)在这一背景下应用而生。Kubernetes前身是谷歌的集群管理系统Borg,2014年谷歌将其开源并捐赠给Linux基金会。2015年专注于云原生开源技术的云原生计算基金会(CNCF)正式成立,Kubernetes至今仍是该社区最活跃、规模最大的项目。据统计,目前Kubernetes是全球最受欢迎的Docker集群管理工具,其使用比例远超其他同类软件,已经成为容器编排的事实标准。
3.png

容器技术与云计算的结合

更加弹性的云上资源,更加灵活的云上应用

云计算概念在2006年被提出,云计算发展的第1个十年是“市场的十年”,在这一时期云计算理念得到了广泛接纳,相关市场实现了从无到有、从小到大的高速增长;而云计算的第2个十年将是“技术的十年”,云原生技术将在这一时期得到深度的发掘和应用。Docker容器技术的发展正是这一时期到来的标志和推动力。一方面,底层云资源的容器化进一步放大了虚拟化时代的云计算已经具备的弹性拓展、按量付费的优势;另一方面,云上应用的容器化以更标准化和轻量级的形态赋予高效开发和部署以可能性。总的来说,容器技术与云计算的深度结合将赋能云计算的进一步技术发展和场景拓展,成为云计算市场增长的重要推动力量。
4.jpg

容器云应用在国内的前进步伐

经历前中期技术探索和行业试水,容器云市场稳步增长

Docker为代表的容器技术在2013年下半年之后在全球范围内得到了推广,而此后容器云在国内的推广和应用则大致经历了3个阶段。2014-2016年的三年间Docker和K8s技术即便在全球范围内也都还不成熟,生态建设也不够健全,在国内信息技术市场上也还处于技术探索领域,同时一些云计算创新企业也开始将容器云产品化。2017-2018年期间,容器云技术和产品形态基本成熟,金融、能源等对云技术需求较强的行业开始试水容器云产品,这一时期市场资本对容器云产业的投入也有了显著的增长。2019年后,市场对容器云的技术认知基本成熟,容器云技术的应用领域继续扩大,生态建设更加成熟,容器云市场进入了规模化发展的阶段。
5.png

企业部署容器云的基本模式

企业普遍将容器部署在虚拟机云服务器上

尽管从理论上讲容器是较虚拟机更加轻量、敏捷、高效率的基础资源调用方式,也能够直接部署于物理机上并作为云资源的调度器,然而在当前国内乃至全球的企业用云实践中,裸金属容器(第5页左图中的容器部署方式)的运用仍然较少,究其原因,一方面是以虚拟化为基础的云架构已经发展十数年,构建起成熟的行业生态和标准,无法一时间转移为裸金属容器架构,另一方面,裸金属容器与服务器之间普遍缺少隔离层,尤其对于服务器资源共享的公有云而言,其安全策略也更加倾向于将容器部署在虚拟机上,而容器的高效封装和灵活迁移性仍然得以发挥作用。
6.jpg

容器云的功能及应用价值

兼具快捷轻量与强大功能特性的云计算基础设施

容器云技术为企业带来多方面的价值:Docker容器兼容Linux和微软,并能够在AWS、Azure等多个主流云平台上跨平台运行,为企业上云和数字化建设提供了广阔的生态空间,并为混合云/多云资源调度和管理提供了便捷的渠道;容器精简小巧的架构使得企业通过容器云平台进行应用开发和服务部署的成本都大大降低,而应用分发和效率得到提高,随着DevOps理念的不断实践和微服务结构的发展,容器云将能够为企业提供越来越高效的应用管理;对于电商、金融、传媒等并发流量较为密集的企业而言,容器架构出色的弹性伸缩能力能够在最大化资源利用的前提下更好地应对高并发访问,为用户提供更好的使用体验。
7.png

中国容器云市场发展洞察

中国容器云市场及技术链图谱

8.jpg

供给端:国内容器云服务商优势各异

新兴云服务厂商更多专注于容器技术发展

从业务背景上看,我国容器云服务市场的参与者可以包括四类,一是在云计算领域拥有丰富资源和完整服务生态的综合云服务厂商,包括阿里、华为等,这类企业主要依托公有云市场上的优势,以容器架构为载体向用户提供有别于传统虚拟化架构的公有云服务,与之在业务领域上形成鲜明对比的是部分新兴的云服务厂商,它们主要服务于企业用户的私有云需求,同样为企业提供基于虚拟化或者容器架构的云平台搭建和云应用迁移等服务,这些企业参与容器技术的国内实践较早,相较于虚拟化技术更有相对优势。此外,一些IT服务供应商和具有互联网背景的云服务企业也纷纷在容器技术上进行投入,发挥各自的优势,不断推动容器云的行业深化。
9.jpg

需求侧:我国容器云用户行业分布

容器云的下游用户主要集中在金融与互联网科技行业

我国容器云行业下游主要应用领域主要包含金融、互联网、运营商、制造业、政府和其他互联网+行业。其中金融业和互联网行业近年来对网络服务质量的追求较高,金融业有着雄厚的资本支持、而互联网行业对技术迭代更加敏感,是在容器云领域投入较多的两个行业。5G技术商用带来的高并发流量给运营商的网络服务能力带来了考验,目前国外已有运营商利用容器将5G核心网络云化,在国内云网融合的大背景下,运营商对容器云技术的需求确定性较高。此外,拥有广大用户群体的政务行业、不断向智能制造和物联网拓展的传统制造业以及伴随新兴技术发展起来的互联网+行业都对容器云有着相当可观的需求量。
10.jpg

公有云市场为容器应用提供广阔舞台

未来5年容器对公有云市场的覆盖率有望超过50%

目前公有云在我国的云计算市场上占有较大比重(预计2020年约为67%),预计未来这一趋势将会持续,企业选择公有云服务,一般是看重公有云服务的标准化和灵活度以及丰富的产品生态。目前国内主要公有云服务商均推出了基于Docker以及Kubernetes架构的弹性容器服务及其相关产品,容器云服务的弹性和标准化特性对正符合企业对于公有云服务的一般需求。目前容器云(含部署在公有云虚拟机上的容器)在公有云服务中的覆盖率已经达到20%~35%,用户大多以各行业的头部企业为主,随着各行业内示范效应逐步发挥,容器云在公有云市场上的渗透率将进一步提升,2025年有望超过5成。
11.png

12.png

私有云容器云平台市场高速增长

未来5年私有云容器云平台市场CAGR将达到33%

在公有云市场上,容器技术尽管得到了非常广泛的应用,但其普遍作为公有云厂商提供基础云服务的底层平台,其本身并不向用户收费。而在私有云市场上,容器云与传统虚拟化各有千秋,已经成为云厂商为企业用户搭建私有云平台的重要基础构架构。得益于2014-2016年国内云计算以及容器技术的不断探索以及期间对容器应用的市场教育,近年来容器云应用得到了市场的充分肯定。2017年以来,我国私有云领域的容器云平台的市场规模呈现高速增长态势,到2020年末市场规模将超过15亿元,过去3年该市场的复合增长率超过40%,预计未来5年也仍将以33.4%的高增速持续增长。容器云市场的不断扩大意味着我国企业对容器技术的进一步接纳,也意味着以容器架构为基础的云原生生态将在国内市场不断繁荣。
13.jpg

容器云企业融资活跃度较高

容器云行业已进入规模化和集约化并行的发展阶段

近年来我国的容器云(私有云)企业在融资市场上保持着较高的活跃度,如前文所述,这类企业更加专注于容器云的技术拓展与应用创新,大部分在2015-2016年获得天使轮投资。随着技术的不断成熟以及市场的快速拓展,2017-2018年间市场资本集中加大了对容器云行业的投入,无论是容器事件的密集度还是单词融资的规模,较前两年都有着显著的提高,显示市场对这一市场增长潜力的充分认可。这一方面是对我国的云计算行业,尤其是私有云和混合云市场的看好,也是对新兴容器技术应用前景的期待。2019年前三季度一级市场热度整体有所下降,资本主要流入了业务相对传统和稳定的行业,此后容器云企业的C轮以后的融资增多,规模渐趋稳定,容器云行业呈现规模化和集约化并行的发展特点。
14.jpg

容器云应用具备长期增长潜力

容器云为国内企业带来降本增效、生态支持等多重价值

调查结果显示容器云给我国企业带来的价值和增效主要体现在两方面,一方面是容器云技术本身的弹性伸缩、快速响应等优势给企业带来降本增效的成果,另一方面是由于容器提供的标准运行环境能够为多云管理和DevOps等云计算应用提供良好的生态环境。另有调查显示到2020年超过八成的受访企业已经开始使用或者计划使用容器云,说明容器云应用在我国受到广泛的认可、落地状况良好,未来云原生领域的技术进步将会进一步赋能我国企业的数字化转型进程,云原生应用的不断创新和丰富也会保障相关市场的良好前景。
15.jpg

发展趋势:完善产品生态

高效简洁、生态完善及混合云支持能力受到最多用户关注

随着容器云平台和容器云应用生态的不断发展,国内市场也逐步从技术探索过渡到规模化应用阶段,此时企业客户也对容器云产品及厂商的服务能力提出了多方位需求。根据艾瑞自主调查,企业客户对容器云(厂商)的服务能力和质量关注最多的是容器云的高效易用、云计算综合生态的完善程度以及容器对混合云/多云的支持。其中高效易用是对容器云产品本身的效用要求,而其余两点均体现了企业客户对全方位提升上云以及数字化转型水平的需求。值得注意的是,弹性伸缩、安全隔离等服务要素并非不具备重要性,而是市场上的容器云产品在相关领域的水准差异较小,因此受到关注不多。
16.jpg

云原生语境下的容器云应用展望

功能演进:逐步内生的安全防护

容器云的隔离性隐忧将随技术创新得到进一步改善

相较于软件领域应用历史更为长久的虚拟机架构而言,利用容器架构打包运行的程序不是运行在虚拟层(Hypervisor)之上而是直接与宿主机的操作系统对接,容器逃逸或夺取宿主机控制权的问题带来极大的安全隐患,这也是IT领域对容器架构应用的主要担忧。随着容器云技术的不断完善,由传统的容器架构带来的安全问题也不断在容器的内部架构设计上得到改善,得到应用的技术包括Clear-Container以及X-Container等。
17.png

功能演进:渐趋成熟的裸金属架构

裸金属服务器为容器提供更加理想的运行环境

目前为了兼顾容器的高效和虚拟机的安全稳定,业界往往是在物理服务器上部署虚拟机,继而在虚拟机上部署容器,但在如此架构下虚拟机层仍对服务器资源造成了不必要的占用,且虚拟机资源并不能完全被部署其上的容器利用,一定程度上抵消了容器架构的优势。为此,脱胎于“裸金属虚拟机”的虚拟化模式被逐步应用到容器领域中来,容器与裸金属服务器结合诞生了“裸金属容器”,在这一架构下,容器直接被部署于物理服务器上,这既是容器技术的优化创新,也是容器在产业领域应用的应有之义。
18.jpg

功能演进:K8s从CO走向OS

Kubernetes有望成为下一代虚拟化架构的操作系统

尽管K8s一直以来被认作是Docker容器的编排工具(ContainerOperation, OC),但如果观察云计算平台的架构,K8s已经成为了云原生领域事实上的“操作系统(OperationSystem, OS)”——2020年12月Kubernetes宣布未来不再继续推荐Docker作为容器运行时,标志着Kubernetes团队对于这一工具的定位有更高的期待。我们对PC操作系统的一般理解是连接硬件和软件、一面管理硬件资源、一面为软件运行提供环境配置的程序,如果将云计算环境下的底层虚拟化类比为传统的硬件设施、将云原生或者是迁移至云上的应用程序理解为传统的软件,则K8s在这一架构中的确乘载着操作系统的职能。不可否认的是,相比起Windows、Linux等计算机操作系统,K8s对于底层计算资源、数据信息等的管理能力是较弱的,在网络管理方面也还有很大的提升空间,这也是近年来CNCF的开发者在不断努力的方向。随着云计算领域对轻量和敏态的追求进一步提升、K8s对底层资源的管理能力持续加大,K8s在云计算架构中的地位有望进一步向底层延展。
19.jpg

技术联结:与微服务的不谋而合

容器云技术有效服务于微服务架构的松耦合理念
微服务的核心理念是将集成式的程序内部的不同功能模块拆分并独立运行,通过API连接来进行持续集成和持续交付。相对于传统的单体式架构,微服务的优势在于高度的颗粒化,使技术人员一次针对一个微服务模块进行开发和运维,在程序运行过程中也有助于实现资源的高效利用,这一理念与其后出现的容器架构不谋而合。当前微服务架构已与容器技术密不可分,每个微服务模块中往往就包含一个或多个基于容器架构运行的程序,在5G、边缘计算等领域这一组合将会有更多的应用场景和发展潜力。
20.png

技术联结:为DevOps坚实筑基

容器云架构保障DevOps实现的技术可行性

DevOps一词是“开发(Development)”与“Operations(运维)”两个词的结合,代表开发和运维流程一体化的一系列方法。DevOps的诞生和虚拟机/容器技术一样都是为了促进开发部门和运维部门之间的沟通、协作和整合,消除研发过程中的内部摩擦,从而提高网络服务的上线速度和服务质量。与虚拟机/容器技术相比,DevOps更是一种理念和文化,以“规划-编程-建设-测试-分发-部署-运行-监控-规划”的闭环构建企业级程序开发的良性生态,各个环节总计包含不下数十种工具,而Docker容器提供的标准化交付模式以及K8s编排搭建的容器调度平台正是DevOps的基础环境,DevOps的进一步发展和普及也有待于容器云技术的完善。
21.png

技术联结:和无服务器的相辅相成

容器与无服务器架构互为补充应用于不同场景

无服务器计算允许在构建、运行应用的时候不需要选择服务器配置或者管理服务器运行,其运行环境由云服务商统一提供。无服务器架构下的程序由一系列事件触发,计算资源只有在被触发时才被创建,对计算资源的空耗极低,利于企业进一步节约成本。由智能设备和物联网设备触发的偶发、非连续的事件在未来数年将呈现爆发式增长态势,为无服务器计算提供了充足的应用空间。一方面,基于微服务理念和无服务器架构的serverless容器技术逐步成熟,容器和无服务器架构的融合发展有巨大前景;另一方面,无服务器架构相对不适合需要长时间运行、或是加载大量数据的进程,该架构与传统容器架构能够互为补充,为企业和开发者提供更多部署云上服务的选项。
22.jpg

场景拓展:后疫情时代的线上生活

在线服务加速渗透生产生活,拓宽弹性容器用武之地

2020年初开始的疫情对我国经济和社会生活都造成了较为严重的影响,在导致交通阻塞、线下门店关闭的同时,疫情却也促进了互联网产业的发展,帮助我国部分互联网产业突破原有的天花板。疫情期间,互联网公司集中进行业务拓展,极大程度地培养了我国在线会议/远程办公、在线医疗和在线互动课堂领域的用户习惯,加速了相关行业的渗透,也进一步打开了网络游戏、直播、在线视频等网络传媒行业的市场。这些具有高并发性、需求弹性计算的互联网服务加速渗透我国社会生产生活,将为以容器云为代表的云计算产业提供更广阔的应用空间。
23.png

场景拓展:混合云时代的多云管理

多云环境下的数据沟通及应用管理由容器云平台构建

大型企业及对数据安全要求较高的企业选择私有云、中小型企业为节省上云成本使用公有云——这是目前我国企业上云最常见的途径。但若综合考虑成本优化、数据安全、业务性能和生态构建等问题,采用混合云/多云架构能够为企业的数字化建设带来更多助益。混合云/多云也是发达国家企业上云采用的最普遍的模式,可以预见将会成为我国云计算产业未来的发展方向。严格来讲,“混合云”强调公有云/私有云的结合、“多云”强调不同厂商提供的云平台的并用,二者在实践过程中面临的资源统一调度、数据跨平台传输等问题,而容器凭借其轻量标准化、跨平台运行的优势能够充当不同云平台之间的“外交大使”角色,以解决跨云环境下的各类协调管理问题。
24.jpg

场景拓展:万物互联时代的边缘计算

容器以轻量精简的结构乘载海量异构的边缘终端

进入万物互联的时代,智能手机、智能家电和智能穿戴设备大量出现,5G通信网络的普及更是使互联网数据的规模呈现指数级的增长趋势。传统的云计算采用的是中心化架构,数据从终端到云中心的传输和计算会造成高时延,从而降低网络服务的用户体验,这一模式已经越来越不适应网络流量爆炸的当下。边缘计算的程序在终端侧发起,能够有效降低时延,并提供更好的安全性、隐秘性和智能化体验。边缘计算场景通常具有短时、单个计算低负载和大量同质化计算的特点,而容器架构轻量、便捷移动和快速复制的属性非常契合边缘计算场景的需求,目前多家企业已经推出边缘容器平台,以容器技术赋能边缘计算的进一步深化发展。
25.jpg


原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/Ao-XSw3GW_Fr17Dk8Xv1QQ

0 个评论

要回复文章请先登录注册