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重磅：容器技术变革云计算，SaaS带动CaaS市场——云计算深度研究系列报告

动态作者：牛透社 2016-09-13 02:19:14

报告摘要：

1、容器技术增速惊人，市场认可度提高 虚拟化是云计算的重要基础，Docker定义了一套容器从构建到执行的标准化体系，改变了传统的虚拟化技术，深度影响了云计算领域。随着谷歌、亚马逊、微软等云计算厂商纷纷加大对Docker开源技术的投入，CaaS(Container-as-a-Service)的市场大门正式被开启。根据统计，到2015年全球已有46万个应用Docker化，两年实现增长3,000%。在发展速度上，已超过当时的虚拟化技术和云计算技术。 2、SaaS产业向移动和垂直领域发展，大需求带动CaaS市场 SaaS移动化和垂直化已经成为发展趋势。一方面移动应用的持续渗透使得企业服务信息化更加高频；另一方面，人口红利的消失和人口结构的变化对生产效率的提升提出了更高的要求。 IDC预计，到2019年中国SaaS市场规模将达到80.28亿元，2015-2019年的年复合增长率将达到24.60%。容器技术打通产业链上下游，提升软件行业的生产率，SaaS的蓬勃发展带动CaaS领域的进一步增长。 3、容器技术颠覆PaaS，轻量级虚拟化优势明显 相比传统虚拟化技术，容器技术优势明显。一方面，容器技术是PaaS的衍生，作为标准化的容器引擎优化PaaS的层级并拓展其应用范围。另一方面，容器作为虚拟化的新模式，以轻量化、快速、可移植性等优势在多方面战胜传统虚拟机，能够满足大数据快速迁移、快速启动多个容器等复杂业务需求。 4、国内开启Docker创业蓝海，中美容器只差一个生态圈 2015年是Docker在中国走向应用的元年。以 Docker 为主的容器技术在国内发展迅猛，三大阵营逐渐形成： 1）以阿里、华为为代表的IaaS服务提供商； 2）以网易、新浪为代表的老牌互联网企业； 3）时速云、灵雀云等利用Docker开源技术开创国内容器技术的新兴公司。中美在容器云领域的火热程度一致、发展速度相当，在美国Docker相关领域已经形成汇集百家厂商的生态圈，近百家的厂商汇集在容器生态圈内，而国内Docker创业公司目前基本实现商业落地，未来目标是推动建立国内的生态圈。

引言：云计算时代来临，标准化平台搭载个性化软件

2015年1月30日，国务院发布了《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》，在云计算应用领域、产业链、技术水平、标准体系、骨干企业等方面提出了2017年和2020年目标，并且将引导和设立一批云计算创业投资基金，大力支持云计算产业发展。此外关于云计算架构的多项国家标准立项，引导云产业往更加标准化、规范化的方向行进。根据阿里巴巴2017年一季度报，云计算业务仍然是其业务增长亮点，营收实现人民币12.43亿元，增速156%，实现了连续四个季度三位数的增长。云计算在全球范围已迈入白热化的发展，阿里云的收入增长一方面体现了国内市场对云计算业务极大的需求，另一方面也体现了IaaS、PaaS领域的飞速成长。可以预见的是，以此二者为基础构建的SaaS层应用将在之后兴起云计算领域的另一波浪潮。 IDC预计，到2019年中国SaaS市场规模将达到80.28亿元，2015-2019年的年复合增长率将达到24.60%。我们认为，未来SaaS领域的高速发展将进一步带动容器化的云服务市场。公有云、私有云和混合云的扩张和SaaS各细分领域的全面开花势必要求IaaS和SaaS的对接，轻量快速的虚拟化模式、可移植和通用的接口将成为下一代云计算的趋势和关键。基于CaaS的云计算发展将改变SaaS领域，重构软件产业层级，赋予应用从开发、构建、集成、部署到运行的完整生命周期。诞生于2013年的Docker容器技术已经开始贯穿IT产业链的上下游，成为重要的容器引擎，通过屏蔽底层基础架构差异，实现SaaS软件在异构平台上的无缝部署。因此，基于标准化容器技术的SaaS产品会越来越成为主流。Gartner预测，到2018年，将会有超过50％的新应用部署到容器中。 2015年是Docker在中国走向应用的元年。以 Docker开源技术为基础的容器技术在国内发展迅猛，不仅吸引了阿里、腾讯、网易、新浪等互联网巨头，一些曾在亚马逊、谷歌、Vmware工作的工程师也纷纷回国，创立了时速云、Daocloud、灵雀云、数人云等一批容器云企业，并获得资本市场的青睐。

一、容器技术颠覆PaaS，SaaS市场火热增大应用空间

（一）容器技术急速扩张，CaaS市场巨头云集 CaaS(Container-as-a-Service)意为容器即服务，是Docker公司一个基于LXC(Linux Container)的开源虚拟化技术。传统虚拟化技术打破了计算资源实体结构不能被切割的障碍，通过抽象和转换实现了资源架设的自由，而容器技术则更灵活地将由单个操作系统管理的资源进行标准化分组并共享同一系统内核，从而缓解了各组对资源使用需求的冲突。所谓容器云，就是容器化的云服务，包括容器引擎、容器镜像、容器和镜像仓库。容器引擎解决了基础设施异构问题；容器镜像把业务应用、操作系统、应用中间件、代码、启动命令环境等封装在一起，打包后可在任何安装了容器引擎的机器上运行。通过容器镜像，软件就有了一个标准化的交付方式，在部署过程中，只需要从镜像仓库拉出镜像，适度组合就可以构建创新业务应用。运行中的容器镜像被称为容器。

图 1：Docker容器：定义标准+服务应用

谷歌早在多年前就开始研发使用容器技术，但因为搭建复杂未得到推广。 2013年，Docker公司将LXC复杂的构建容器工作负载方法简化为一套自己的命令体系，使之具有可移植性，即在任何支持容器的环境中能够方便运行。相比之前容器只解决了容器执行（run）问题， Docker公司所开创的容器技术定义了一套从容器构建到执行的标准化体系。如果把容器（Container）比作“集装箱”，那么以Docker为代表的容器服务是一套标准化的装载运输形式。基于Docker的容器技术结合传统IaaS与PaaS的优势，合二为一形成CaaS，被认为是下一代的云计算模式。 PaaS 层在容器技术的转变下成为“运行Docker容器的平台”，而由于其标准化的设定使得原本提供独立接口的PaaS服务不再局限于单个PaaS提供商，用户有了更大的控制权和选择权。另一方面，PaaS提供商运行在IaaS上，前者依赖的底层交付物是CaaS的标准交付物，可移植性使得多个IaaS平台部署成为可能，保证了某个IaaS宕机情况下，服务不间断。

图 2：基于Docker的私有云框架

图 3：容器开发管理接口的标准化

虚拟化技术解决了底层硬件问题，而标准化的容器技术进一步突破了操作系统限制，解决了非标准化产品的部署、升级和扩容缩容问题，使之既可拥有上一代SaaS的灵活方便，也可在可控的成本范围实现需求定制和数据可控。因此，基于CaaS的云计算发展将改变SaaS领域，重构软件产业层级，赋予应用从开发、构建、集成、部署到运行的完整生命周期。

图 4：部署速度的演进

图 5：微服务：IT架构的演化结果

由于实用和可移植的特性，2015年开放容器计划（Open Container Initiative，OCI）和云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF）两大标准组织先后成立，亚马逊、思科、Oracle、Docker等50家公司纷纷加入。从2014年8月到2015年8月的一年间，市场对Docker的接受度提升了5倍。一半以上拥有超过500台主机的大体量企业积极尝试Docker技术并有约20%已经认可。 Docker官方公布的数据显示，全球已有46万个应用Docker 化，并且实现两年增长3,000%。以Docker为代表的容器技术在发展速度上，已超过当时的虚拟化技术和云计算技术。

图 6：市场对Docker的态度

图 7：不同体量的企业对Docker的态度

Gartner预测，到2018年将会有超过50％的新应用部署到容器中，而根据RightScale的调查，2016年上半年Docker已经成为开发运维领域（DevOps）增长率最快的工具。企业对于容器技术的接受程度增加，并且部分企业已经大规模应用。调查显示，29%的大企业在容器中运行了工作负载（开发用途仅为8%，生产负载占21%），中小企业这一比例为24%，此外41%的大企业在通过容器做实验，而中小企业这一比例为33%。

图 8：开发运维领域应用工具选择

图 9：使用Docker的大企业数量超过小微企业

（二）SaaS市场规模进一步扩大，为容器云创造机会 根据IDC公布的2015年云市场调研报告，全球在商业云系统管理软件和SaaS解决方案上的开支增长了24.60%，约合29亿美，而到2017年末会有超过80%的企业IT组织会采用横跨公共云、私有云或混合云架构。就国内SaaS市场来说，2014年中国SaaS市场规模约为25.82亿元，IDC预计到2019年我国SaaS市场规模将达到80.28亿元左右，2015-2019年的年复合增长率将达到24.60%。容器技术通过将SaaS应用打包成容器镜像，应用交付、部署、运维都更加简单。因此基于CaaS的SaaS产品会越来越成为主流。而SaaS行业已经进入快速发展期，未来各细分领域的需求也会进一步扩大市场，这在另一方面将加快CaaS的部署投入。可以说容器推动SaaS拓展，而SaaS高速发展同样带动了容器云市场。

图 10：2015年全球SaaS市场规模和增速

图 11：2014-2019年中国SaaS市场规模

注：市场规模单位：亿元

二、容器对比虚拟化，市场格局初显露

（一）对比传统虚拟化，容器技术优势明显 云平台的搭建和运维离不开虚拟化。从技术角度看，容器技术是传统虚拟化的补充。

图 12：SaaS云的搭建和管理

图 13：虚拟机与容器虚拟化方式的区别

对于传统虚拟化技术来说，虚拟层为用户提供了一个完整的虚拟机：包括内核在内的一个完整系统镜像，每台虚拟机都能够获得唯一的操作系统和负载。然而相比之下，容器为应用程序提供了隔离的运行空间：每个容器内都包含一个独享的完整用户环境空间，并且一个容器内的变动不会影响其他容器的运行环境。每个容器之间共享同一个系统内核，这样当同一个库被多个容器使用时，内存的使用效率会得到提升。简而言之，虚拟机是构建在底层系统资源之上，而容器则是在底层资源上首先构建了一层统一操作系统，之后再将容器层安装在统一操作系统之上，每个容器共享相同的操作系统。

表1：Docker容器技术相对虚拟机的优劣势

总的来说，容器技术可以进一步提高计算资源的利用率，性能轻、启动快，基于容器的固定镜像发布方式可以简化环境的配置，实现跨主机甚至跨机房的高可用部署，标准化的容器具有可移植性，基于微服务架构的自由组合和平台的服务治理能力可以对应用服务做到自动化的测试、部署、监控和回滚。但是其隔离性和安全性问题仍有待改善，比较好的方式可能是容器技术和虚拟机的联合部署。虚拟化巨头VMware与Docker在2014年达成合作力争实现优势互补。2016年VMware针对vSphere发布了新的测试版Docker volume driver，Docker则推出了Docker Volume Plugin框架予以应用支持。该产品实现虚拟机和容器并行，即允许用户将同一vSphere存储用于虚拟机和容器。它们能在同一vSphere基础设施上并行，在实现同一集群共享存储无影响迁移的同时又具备极高的安全性。

图 14：vSphere存储结合Docker容器

（二）容器平台竞争白热化，推动方案多元化 在Docker公司决定对其容器技术开源后，多种替代Docker的容器平台方案也相继出现，冲击了Docker在产业链中的主导地位。定位虚拟机的Canonical公司集成OpenStack创建了自己的容器系统，名为LXD；而CoreOS公司则着眼于可组合性、安全性和速度，构建了一种新的容器运行时环境，取名Rocket。 2015年ClusterHQ和DevOps.com公布调查结果显示，计划选用容器为Docker、LXC和rkt的比例分别为92％、32％和21％，Docker不再一家独大。同年12月，Rubin调查了200位IT用户，得到了相似的结果。市场参与者增加使得容器平台方案多元化，而良性技术竞争将推动容器行业不断向前发展。

图 15：容器平台的使用和偏好

（三）容器市场在国外格局未定，国内成创业蓝海 从美国的容器云生态圈来看，产业链参与者众多，合作与竞争并存。一方面Docker技术吸引了不少云计算创业者，另一方面Google 和 RedHat 联盟以 Kubernetes 1.0 （基于Docker构建的开源容器集群管理系统）为阵地宣告了大规模容器编排与管理领域的领军地位。之后，微软、IBM、VMware、Docker、CoreOS以及SaltStack等多家公司纷纷加入了Kubernetes社区，共同研究和改进Docker开源容器技术。容器的真正兴起虽源于Docker，但随着更多参与者的进入，未来全球容器市场的最终格局仍属未知。 2015年是Docker在中国走向应用的元年。以 Docker 为主的容器技术在国内发展迅猛，不仅吸引了阿里、腾讯、网易、新浪等互联网巨头，一些在亚马逊、谷歌、Vmware有过工作经验的工程师也纷纷投入的容器云创业的大潮中来。相比美国，国内的云计算行业处于快速发展期，相关的配套工具尚未成熟，为未来容器云的应用留下巨大空间。

三、代表企业

（一）Docker Docker既是一个开源项目的名称，也是一家专注于Linux容器技术的初创公司的名称（由Dotcloud更名而来）。 2013年，Docker首次提出了Build、Ship、Run的概念，将容器技术向IT产业链条的上游和下游进行了延伸。从软件的使用领域，延伸到了软件的生产领域，以及软件的发布领域。在容器虚拟化、DevOps、微服务、CI/CD等方面获得市场认可。其主要贡献是借助于容器技术，打通了DevOps，从而极大地提高了软件领域的生产率。 2015年11月Docker获得1800万美金D轮融资。在资本的推动下，Docker陆续收购了Orchard、Tutum、Unikernel Systems等公司，用于工具吸纳、平台支持、生态构建等，一步步实现自己的战略定位。

在产品线方面，围绕“Build，Ship，Run”这一宗旨，Docker提供了一系列方便DevOps团队管理应用的集成产品，包括Docker解决方案、Docker工具箱、软件基础插件和开放工业标准。公有的Docker Hub以及基于Tutum的Docker公有云，极大地满足了公有云容器市场；Docker Engine，Docker Trusted Registry以及UCP，则作为企业市场的三件套，形成一体化的Docker数据中心。针对开发者市场，Docker ToolBox工具包实现云原生分布式应用的构建与运行；针对底层基础设施工具，Docker提供RunC来支持通用容器运行、Notary帮助用户完成受信内容的传输分发、Unikernel精简用户操作系统，从而使应用的运行更高效更安全。根据Docker发布的最新数据，开源Docker项目已经被下载超过275万次。 （二）时速云 作为Docker红利下的创业企业之一，时速云的发展十分迅速。2014年10月，来自IBM、阿里巴巴的三位工程师在北京创立时速云，次年2月获得数百万元的天使融资，6月公司公有容器云上线，9月商业化，同年12月获得数千万元的A轮融资，四个月后发布四大核心产品线，包括：企业级容器云平台、企业级镜像仓库、持续集成和持续交付（CI/CD）、镜像及安全服务中心。时速云的容器托管服务具有负载均衡、弹性伸缩、跨云部署、日志监控等特性，并通过高可用、分布式的存储支持微服务价格和混合型IT架构，其收入来源主要是容器托管、存储服务、网络流量、私有主机集群资源。时速云目标客户有两类：一类是已经有虚拟化平台的客户，时速云进行容器部署；另一类是仍在使用物理服务器的，可以直接利用Docker容器技术进行轻量级虚拟化。截止2015年12月末，时速云累计注册用户数已超过38,000人，囊括华大基因、京东方、中国移动、新浪、腾讯等重量级用户，累计发布50,000个Docker镜像，稳定运行300,000个容器。

四、大咖观点

容器对IT的颠覆并非是一项技术或者一个平台，它以细微之处切入，解决了长久困扰我们的应用标准化课题。并迅速使得大家看到IT能力被标准化封装后，在敏捷性，弹性和自动化这三大场景下的巨大突破。容器会继X86之后，成为IT发展史上下一个计算边界。

——DaoCloud CEO陈齐彦

容器技术作为一种“轻型虚拟化”技术目前已经在金融、电力等传统行业得到广泛使用，容器技术的成熟和这些传统行业正在进行的下一代IT基础架构建设时间窗口吻合，需求和技术形成了谐振，从而推动容器技术的加速落地。从容器的落地实践来看，分成3个阶段： 1、容器被当做虚拟机使用。用户希望按照虚拟化的方式使用容器，并得到容器自身轻量级和弹性的特性。 2、容器做为应用发布平台用以应用持续集成和发布。容器可编排、易于封装环境参数的特点使容器成为devops的首选底层技术。 3、基于容器构建企业级PaaS。随着对容器理解的加深，更多的软件产品公司开始基于容器构建通用和行业PaaS产品，红帽的openshift就是非常典型基于容器的通用PaaS产品；在金融行业不少银行也开始建设基于容器的分布式架构。

——博云创始人花磊

经过一年多的市场培育，以 Docker 为代表的容器云（CaaS）已开始逐渐在企业中落地，它所带来的轻量级容器虚拟化、DevOps、CI/CD、微服务、开发测试等能最大化释放企业的生产力，围绕Docker的生态圈，例如以Google为首的 Kubernetes 容器集群编排系统也逐步被企业级市场所接受。以应用为中心的容器云平台将会对现有的云计算市场格局带来革命性的变化，CaaS不仅涵盖了 IaaS 和PaaS，未来 SaaS 应用也将逐步容器化，这大大提高了SaaS 交付部署的能力，从而进一步促进容器云的快速发展。

——时速云创始人黄启功

关于容器Docker的趋势和影响，我认为： 1、大家都会用：几乎所有应用部署都将基于Docker容器； 2、大家都会干：公有云厂商、Docker厂商、应用厂商、开发工具都能轻松提供和集成容器技术； 3、填坑不用怕：容器技术（Docker）会迅速成熟和普及，干的厂商多了，坑很快就填平了； 4、小心被人填：容器技术（Docker）会重构很多领域，比如抹平传统应用和SaaS的技术差距，而国内Docker厂商，也可能最早被IaaS厂商“填埋”。

——起步科技创始人马科

容器技术并不是一项新兴技术， Docker作为面市三年的开源技术，迅速成长为容器中的主流代表，并在云原生应用、DevOps和微服务等方面都带来了巨大变革。在2016的DockerCon上，我们看到强大的Docker生态链，从传统IT厂商到云计算厂商，都已参与到Docker生态中来。基于容器的企业级实践将成为近两年容器行业发展中的重中之重，并极大推动容器在企业级生产环境中的应用成熟度。

——数人云创始人王璞