雲原生技術自2015年正式誕生以來，以一種勢不可擋的趨勢迅速席捲全球的科技產業，並同時在網際網路、金融、製造、零售等各行業遍地開花，推動了企業在數字化時代，實現以應用為中心的業務變革。

在終端使用者產業，網際網路公司的熱門應用在雲原生的支撐下，每天服務著全球數十億使用者，並隨時響應著人們的各種需求。金融、製造、零售等傳統行業企業透過對傳統IT系統和應用的雲原生化改造，在滿足各種高併發、大流量業務場景需求的同時，還進一步透過雲原生改造內部的經營管理系統，向過去多年業務發展過程中沉澱的經營管理模式發起變革，帶動企業創新發展。

在科技產業，雲原生以雲作業系統為核心，引領了新一輪的資訊科技革命，傳統IT世界中的各類技術都已經或正在出現一個雲原生的復刻版，一個全新的IT技術體系已經顯現。與此同時，大資料、人工智慧、區塊鏈、邊緣計算，以及近來大家熱議的元宇宙等有望改變人類社會的新興技術，也都離不開雲原生作為技術底座支撐其發展。

雲原生來到中國市場，在當前特殊的時代背景下，還為中國的信創產業建設提供了一個全新的方向。長期以來，中國的信創產業建設面臨著IT生態體系不完善、技術水平落後等諸多問題，而云原生作為一種全新的技術體系，給中國的信創產業建設帶來彎道超車的機會。並且我們看到，中國的科技公司掌握著領先的雲原生技術，並且有已經過驗證的“雲原生+信創”解決方案在快速落地。

雲原生給科技產業，及其終端使用者產業帶來的巨大顛覆效應也給雲原生技術本身增添了很多神秘色彩。雲原生技術的本質是什麼？雲原生目前的發展現狀是怎樣的？為何雲原生能給科技產業，及其終端使用者產業帶來巨大的顛覆效應？雲原生能給中國的資訊科技產業發展帶來什麼樣的可能？相信這些問題困惑著很多企業的管理者、政府部門的決策者，以及眾多雲原生領域的從業者。

在此背景下，9月21日愛分析聯合「DaoCloud道客」正式釋出《2022雲原生產業發展白皮書》（以下簡稱白皮書），本次白皮書的目標即是系統地解答上述問題。

白皮書首先闡明瞭雲原生的定義、源起與應用的現狀，然後深度探討了整個雲原生產業的發展邏輯，重點對雲原生產業全景進行了解析，接下來白皮書分析了雲原生給中國信創產業帶來了哪些新的機遇，並重點展示了國內領先企業的雲原生實踐案例，白皮書的最後對雲原生未來的發展趨勢進行了推演和展望。

此次白皮書撰寫過程中進行了大量的企業高管訪談和調研，希望透過分享專業的研究內容以及相關行業的成功案例，能夠為各個企業實現企業長期發展，推動數字化轉型提供決策參考。

01 雲原生的定義、源起與應用現狀

1.1 雲原生的定義

關於雲原生，業記憶體在著多種定義，但這些定義大多跟隨雲原生的快速發展在不斷迭代，且不同組織對於雲原生也有著自己的理解和定義，這平添了雲原生這一名詞的迷惑性。

迴歸到雲原生的本質，我們認為，雲原生是一套以雲作業系統為核心的全新的IT技術體系，其包括了容器、Kubernetes、微服務、服務網格、DevOps、可觀測等關鍵技術，能夠覆蓋軟體開發、交付、部署和運維的全生命週期。基於雲原生技術的IT系統具備松耦合、自動化、彈性排程、按需分配計算資源、易於觀察、容錯性好等特點，因此企業可以利用雲原生技術在公有云、私有云、混合雲，以及本地資料中心等多種異構的基礎設施之上為大規模的應用程式構建統一的執行環境，並允許應用程式根據動態的業務需求進行頻繁且高效的調整或擴充套件。

雲原生的根本目標是靈活排程、按需分配網路、計算、儲存等基礎設施資源，幫助企業在數字化時代，以應用為中心，有效應對經營管理中業務需求快速變化、業務系統越來越複雜、對IT資源的需求更彈性等不確定性因素帶來的問題。

1.2 雲原生的產生及其驅動因素

雲原生作為一種IT技術體系，其產生和發展離不開背後IT基礎架構的演進。因此，為了深入理解雲原生，我們需要首先理解IT基礎架構的演進趨勢，及其驅動因素。

回顧IT技術的發展史，我們發現，自1950年代左右計算機誕生以來，IT基礎架構以及相應技術棧的演化一直圍繞著解決一個核心命題：如何以更高效的方式分配利用底層的硬體資源和管理上層的各類應用？

而上述問題的根源在於過去數十年間，IT系統中底層資源供給與上層應用需求一直都在不斷地變化，以及隨之而來的兩者之間的供需矛盾。在底層資源方面，自1960年代電晶體和積體電路出現以來，晶片的計算能力一直遵循著摩爾定律，以指數級的方式增長至今；在上層應用方面，軟體從最早服務於軍方、科研機構的少數需求，逐漸向人們的生產和生活領域滲透，到今天軟體無處不在，我們已身處一個軟體定義的世界。當資源供給與應用需求總是以不平衡的速率擴充套件，而又缺乏能夠按需將資源相對精確地分配給應用的工具時，兩者之間的供需矛盾也隨之產生。

為了調和底層資源供給與上層應用需求之間的供需矛盾，作業系統應運而生。並且伴隨著作業系統的產生，以及之後持續的最佳化和迭代，IT的基礎架構也依次歷經了五代的發展：中央計算機、物理機、虛擬機器、容器，以及目前正在興起的雲原生。在這個過程中，IT系統中資源分配的顆粒度越來越小，應用程式的開發和擴充套件也變得越來越敏捷。

圖 1：IT基礎架構的代際演進趨勢

1.3雲原生在產業中的應用現狀

白皮書在本章節，闡述雲原生技術體系給產業帶來的價值，以及雲原生目前在產業中的應用現狀。

技術從來都只是解決問題的手段，技術背後蘊含的思想理念才是其產生和發展的根本。雲原生之所以能在產業中迅速流行，是由於在數字化時代，企業業務的落腳點主要都是數字化的應用，隨著產業競爭加劇，企業在經營管理中普遍會面臨對IT資源的需求更彈性、業務需求快速變化、業務系統越來越複雜等問題。而云原生能夠幫助企業以應用為中心，從基礎設施，到IT架構，到應用開發運營流程進行全方位的改造，從而實現應用現代化，以更好地應對上述的多種不確定性因素所帶來的問題。

具體而言，雲原生能夠給企業的現代化應用帶來以下三點核心價值：

圖 2：雲原生給現代化應用帶來的核心價值

白皮書中認為，雲原生給企業應用帶來的巨大價值，使得中國企業在這場雲原生運動中也與世界保持了同步。在國內市場，數字原生的網際網路公司基本都將應用執行在雲原生的環境中，而在網際網路公司的示範引領下，近年來金融、製造、能源、政務、零售等傳統行業企業紛紛加快擁抱雲原生。

在行業滲透率方面。根據愛分析調研和測算的資料，雲原生近兩年在國內企業的滲透率正呈現快速增長的趨勢，但在不同行業中存在一定差異。具體而言，在大型及股份制商業銀行中，雲原生的普及率超越所有傳統行業，2021 年起幾乎全部的大型國有及股份制商業銀行都已經開始在內部使用雲原生技術；而云原生在包括廣大城商行、農商行、保險、券商在內的金融機構，以及政務機構中的滲透率顯著高於其他行業，並預計將從 2021 年的 40% 左右進一步增長至 2025 年的 90% 以上；製造、能源、零售、基金等行業對雲原生的採用相對落後，預計雲原生在這些行業的滲透率將從 2021 年的 20% 左右增長至 2025 年的 80% 左右。

圖 3：雲原生在國內各行業企業的滲透率

02 雲原生產業的發展邏輯與產業全景

2.1 Kubernetes是雲原生技術的基石

Kubernetes是一個用來自動化部署和管理大規模容器化應用程式的軟體系統，其基本設計思想是將伺服器叢集作為一個資源池進行統一管理，並用宣告式API的方式部署和執行應用程式。具體而言，開發者在構建一個應用程式或服務時，會透過YAML文字檔案宣告該服務期望的執行狀態，如：“服務A需要10個例項，在3個節點（伺服器）上執行，可以訪問B資料庫。“甚至還可以進一步宣告該應用期望的運維狀態，如：“當服務A的CPU使用量大於30% 時，請自動擴充套件出5個例項。”

Kubernetes在希臘語中的意思是“舵手”，正如舵手的職責是執行船長命令，讓輪船保持正確的航向那樣，Kubernetes在IT系統中的核心職責即是執行開發者期望服務執行的狀態，並不斷將叢集中在執行的服務的實際狀態與期望狀態進行比較，當實際狀態與期望狀態不匹配時，Kubernetes會透過建立或銷燬容器和相關元件來進行協調，向期望狀態調整。透過這樣的設計，Kubernetes以容器為基本管理單位，為應用和資源的管理帶來以下優勢：

圖 4：Kubernetes在應用和資源管理中的優勢

2.2 Kubernetes是雲時代的作業系統

Kubernetes的本質是作業系統技術

通常，一個典型的作業系統具備上下兩層能力。對下，作業系統需要接管硬體裝置，對底層的基礎設施進行統一管理；對上，作業系統需要管理上層的應用，對應用進行生命週期的管理。

Kubernetes兼具了上述這兩層能力，其本質是作業系統技術，已在業內達成共識。在對下的資源管理方面，傳統的作業系統如windows、Linux管理的是硬體伺服器或虛擬機器，而Kubernetes管理的是分散式的，多雲異構的基礎設施；在對上的應用管理方面，傳統的作業系統管理的是應用的程式，而Kubernetes管理的是構成應用的標準化的容器。

由此，在雲原生架構中，傳統作業系統的作用被極大弱化，Kubernetes則承擔著作業系統主要的功能，成為事實上的雲作業系統。面對多雲異構的基礎設施以及大規模的容器化應用，傳統作業系統的關鍵能力如裝置管理、程式管理、檔案管理、包管理，依次被Kubernetes的分散式排程、容器管理、容器持久化、編排管理能力所替代。而傳統作業系統核心的功能被極大地弱化，僅會在單個伺服器上發揮一定作用，如物理裝置的管理和一定程度的程式管理、網路管理等。

圖 5：雲原生與傳統IT架構中作業系統功能對比

2.3雲時代的作業系統將重塑IT生態體系

IT技術發展的歷史規律告訴我們，一個成為主流的作業系統，背後必定有一個以作業系統為核心而構建生態體系作為支撐，並且這個生態體系需要包含能互相相容適配的軟硬體、以及相關專業服務。

PC時代的Wintel體系，以及移動終端時代的iOS/Android體系就是其中的典型代表。在PC時代，微軟和Intel推動了軟硬體功能的深度適配，並且以Windows為核心，構建了數百個基於Windows的軟體開發管理工具，以及上千萬研發人員參與的全球開發者社群，從而促使上億軟體開發者基於Windows開發了數百萬個應用軟體。在移動終端時代，蘋果和Google也分別以iOS和Android系統為核心，構建了包含作業系統、ARM晶片、開發管理工具、應用商店以及各類應用的完整生態體系。

而云原生產業發展至今，圍繞雲作業系統Kubernetes生長出的全新的IT生態體系已經初步成形。參照匯聚了全世界絕大部分雲原生專案的CNCF雲原生產業全景圖，我們發現，傳統IT體系中圍繞作業系統構建的資料庫、中介軟體、運維管理、安全管理、應用軟體，以及ISV和專業服務，都已經或正在出現雲原生的復刻版。僅有的兩點差別在於：1）Kubernetes將應用與基礎設施進行了解耦，因此軟硬體不再需要直接相容，而是由全新設計的管理軟體來定義基礎設施；2）雲原生體系下，應用開發與運維形成了一個不可分割的閉環，因此需要標準化和自動化的應用開發、測試和部署工具支撐。

2.4雲原生產業全景解析

雲原生的產業生態體系非常龐雜，最新的CNCF全景圖包含了近30個細分類別，上千個雲原生專案，並且還在不斷快速增加中，同時由於CNCF是從工程技術的角度對其進行的歸類，導致CNCF的全景圖難以體現出雲原生產業的發展邏輯以及生態體系內工具各自功能之間的關係，增加了其理解難度。

針對上述問題，白皮書按照完整的IT生態體系的結構，即按照作業系統、基礎設施、中介軟體、運維管理、安全管理、資料庫，以及與雲原生獨有的應用定義與開發的分類方式，對CNCF的雲原生全景圖中的工具/元件進行了重新分類整理，並對主要的細分工具/元件所解決的問題進行具體解釋。

圖 6：根據IT生態體系結構重新梳理的雲原生工具/元件分類

03 雲原生給中國信創產業帶來的機遇

3.1 中國信創產業建設的背景和發展現狀

長期以來，我國在資訊科技領域高度依賴微軟、蘋果、Google、Intel、Oracle、IBM等國外科技公司提供的作業系統、晶片、伺服器、資料庫、辦公軟體等軟硬體產品和技術。然而，近年來，以微軟黑屏事件、美國國安局稜鏡門事件為代表全球資訊保安事件頻發，以及中美對抗升級導致美國陸續將以華為、中興為代表的上百家中國科技公司列入“實體清單”，採取技術出口管控等措施。這些事件讓我國IT產業鏈由於在關鍵環節缺少自主可控的核心技術可能會引發的資訊保安和IT產業發展的系統性風險暴露無遺，信建立設的必要性和緊迫性也由此產生。

在此背景下，中國近年來陸續出臺了一系列政策，並逐漸形成了圍繞IT全產業鏈和全行業市場構建自主的IT產業生態的信建立設思路。

圖 7：信創政策推進的IT全產業鏈和全行業IT系統升級

3.2 中國信創產業建設面臨的挑戰

儘管信創產業建設有著美好的出發點和願景，並且近年來也取得了一定的成效，但其整體的發展卻並不盡如人意。在實踐中，存在著諸多制約信創產業建設推進的挑戰。對此，我們將其中最核心的問題，及其產生的原因梳理如下：

圖 8：信創產業建設面臨的挑戰

3.3 雲原生+信創解決方案的優勢

以國內領先的雲原生廠商「DaoCloud道客」提供的信創雲作業系統為例，其將已有的雲原生開放技術生態與信創體系相結合，構建了一個高效能的分散式排程系統，能夠對下支援異構基礎設施統一納管，為信創和非信創負載提供統一支撐；對上透過容器標準封裝和排程，提供面向分散式應用的全生命週期管理，包含應用的編排排程、彈性擴充套件、持續交付、可觀測性等。由此，信創雲作業系統透過利用雲原生技術，打破了原有的IT生態體系，在信創架構下重塑了一個完整的IT系統解決方案。

圖 9：基於雲原生技術的信創雲作業系統

3.4 信創雲作業系統的應用現狀和發展空間

白皮書中指出，廣泛的應用需求使得信創雲作業系統成為一個規模巨大，並具備很高的發展潛力的市場。根據工信部下屬ICT研究與諮詢機構計世資訊統計的信創雲平臺市場規模的資料，結合愛分析調研和測算，中國信創雲作業系統市場規模在 2021 年約為 75 億元，預計未來五年，信創雲作業系統的市場規模將以 33.5% 的複合增長率保持增長，到 2026 年將達到 314 億元。

圖 10：中國信創雲作業系統市場規模及增速

白皮書中還提到，相比傳統IT產業生態，中國在全球的雲原生產業發展中擁有以下三點優勢：

1. 中國巨大的數字經濟規模，全世界最豐富的應用場景，倒逼技術層面的創新。

2. 中國科技公司在雲原生的核心賽道中佔據了重要地位。

3. 中國科技公司整體的雲原生技術實力躋身世界前列。

04國內領先企業的雲原生實踐

白皮書先介紹了「DaoCloud道客」的發展歷程、技術實力、生態佈局、信創支援以及業界對其的廣泛認可。本章節重點展示了雲原生在銀行、汽車、零售、證券、基金等行業實踐案例，從企業背景及其數字化轉型過程中遇到的問題和挑戰講起，到運用雲原生解決方案的實施落地過程，最後闡明瞭雲原生實踐帶來的價值和業務收益。

白皮書提到，透過擁抱雲原生帶來的新技術和新思維，案例中的車企得以從容應對當下汽車產業格局與產業鏈協作方式的快速變化，順利推進數字化轉型，構建面向未來的生產和管理模式。

05未來趨勢展望

當前，雲原生的價值已經在各行業的領先公司中得到充分驗證，由此雲原生的發展也開始邁入大規模產業應用推廣的階段。隨著這一程式的推進，雲原生的細分技術和應用場景都將面臨更深入的變化。

在細分技術方面。Kubernetes和Docker等技術已基本成熟穩定，但云原生的整個技術體系還在不斷髮展壯大的過程中，一些細分技術領域也正在成為重要的發展方向，主要包含：服務網格、可觀測性、無伺服器。

在應用場景方面。中國各行各業都在全面地擁抱數字化轉型，並且已經構建了強大數字基礎設施，同時疊加信創產業的崛起，雲原生在中國市場有望產生大量獨特的應用場景，除了前文已經提及的信創，以及大資料、AI等，我們認為還有以下幾個由企業需求或政策驅動的重要方向值得關注：分散式雲、東數西算、資料要素市場。

相信不遠的未來，雲原生將在更多的行業、更多的場景迅速落地，助力企業在數字化轉型浪潮中持續增長，引領時代變革。

注：本文為白皮書精簡版，複製下方連結，可下載完整版《2022 雲原生產業發展白皮書》。

定義雲時代的作業系統，《2022 雲原生產業發展白皮書》正式釋出！

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