云计算行业专题报告：未来3年全球CAGR达53.9%，SDN市场千亿蓝海待掘金.pdf

证券研究报告 新三板云计算 专题报告 未来 3 年全球 CAGR 达 53.9%,SDN 市场 千亿 蓝海待掘金 2018.04.01 温朝会（ 分析师 ） 魏也娜（研究助理） 电话： 020-88836105 邮箱： wenchhgzgzhs weiyngzgzhs 执业编号： A1310517050002 A1310116100001 SDN 弥补传统网络缺失 随着大规模云服务兴起，软件定义网络（ SDN）日益受关注。相比传统网络架构， SDN 具备（ 1）提高了流量路径的灵活性；（ 2）消除复杂协议，简化了网络，降低运维难度；（ 3）缩短了创新周期，使网络创新更为便捷等优势。 。 云计算、 5G 推动对 SDN 需求增长，全球未来 3 年 复合增长率有望达 53.9% 云计算、 5G 是未来科技基础。 IDC 云 IT 基础设施跟踪报告显示云基础设施与传统基础设施此消彼长， 2016 年以 IaaS、 PaaS 和 SaaS 为代表的典型云服务市场规模达到 522.4 亿美元，增速 20.6%；云计算日益成为物联网、人工智能时代重要的底层支撑。 另一方面物联网、虚拟现实、 3D 视频、自动驾驶、工业自动化等业务及功能的实现都将建立在 5g 基础之上， 5G 将成为未来数字世界的一项关键基础设施。 云数据中心对 SDN 需求强烈，同时 SDN 是 5G 技术的核心。一方面，传统网络数据存在需人工配置、配置工作复杂、硬件协议开发性差、可视化程度低等缺陷，与云计算高度灵活的特性存在较大矛盾，而 SDN 转控分离、集中控制、开放接口的特点与云计算多租户、多业务、高效的需求相契合。另一方面， 5G不同场景的转换需要克服容量、可靠性、延迟不同的障碍 ,越来越多的 5G 架构开始基于 SDN 理念构建。 IDC 认为 2020 年全球 SDN 市场规模将达到 125 亿美元，年复合增长率高达 53.9%。 SDN 价值链分布：芯片、软硬件均大有可为 硬件市场：传统电信产业链是水平、封闭的，设备商占据主动地位。引入 SDN 技术控制层从路由器中的抽离 ,传统设备商地位面临挑战 ,纷纷向 SDN 硬件生产商转型，目前 SDN 设备在全球整体份额中占比仍不高， Cisco、华为等传统设备商依然是 SDN 网络基础设施市场中的主导性的参与力量。 芯片市场： SDN 的兴起降低了交换机协议软件的复杂度， SDN 芯片日益受关注，涌现了 Barefoot，盛科网络等一批新型企业，对 Cisco、 Broadcom 垄断的传统交换机芯片市场形成冲击。 SDN 软件市场： SDN 控制器、 SDN 应用编排及资源管理市场属于新兴蓝海，到 2020年合计市场空间为 59 亿美元，其中虚拟化 /控制层软件年复合增长率有望达到 64%，SDN 应用市场年复合增长率有望达到 66%。 芯片国内市场尚处于早期，软硬件市场大有可为 我 国 SDN 市场尚处于起步阶段，三大运营商及百度、腾讯、阿里等互联网企业均进行了重点布局。细分市场中 SDN 芯片市场国内几乎空白，硬件市场以华为、 H3C、思科为主 ，软件及解决方案市场新华三、华为、贝尔、赛特斯、中兴等位居前五 。建议关注： (1)未来宽带 (831383)：国内领先的 NGB 解决方案提供商，持续推进 SDN孕育新机遇 ； (2)赛特斯 (832800)： SDN 第三方龙头，新星崛起进行时 ； (3)缔安科技 (834047)： SD-Wan 产品化初步成型，移动办公产品体系更为完备 ； (4)大河云联：专注 SD-WAN 领域，广域网络率先开拓者 ； (5)盛科网络：国产自主 SDN 芯片龙头，研发技术业内领先 ； (6)云杉网络：云杉网络：技术领先，先发优势明显 风险提示： 市场发展不及预期 ；北向接口统一性的问题难以 解决；新技术冲击。 新三板云计算 行业 相关 报告 1、【行业深度报告】腾云起驾，迎接云计算黄金十年 2、【行业深度报告】 CDN 风起云涌，第三方 CDN 迎风起舞 3、【行业深度报告】云计算重构 IDC价值， 2017 关注结构性机会 4、【云计算专题】 SaaS 起始篇：群星璀璨，不容错过的新三板 SaaS 5、【云计算专题】 SaaS 系列之二：他山之石，关于 SaaS 发展的若干思考 广证恒生 做中国新三板研究极客 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 2 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 目录 目录 . 2 图表目录 . 3 1. 转控分离，弥补传统网络缺失 . 4 2. 面向未来的网络架构，年复合增长率高达 53.9% . 6 2.1 云计算、 5G 是未来科技基础 . 6 2.2 SDN 是云计算及 5G 重要底层支撑 . 7 2.1.2 云数据 中心亟待 SDN 服务支持 . 7 2.1.3 长期来看， SDN 或成为 5G 技术的核心 . 8 3. SDN 冲击现有产业链格局，芯片、软硬件均大有可为 . 9 3.1 传统设备商地位面临挑战，纷纷向 SDN 硬件转型 . 11 3.2 SDN 芯片商蓄势待发 . 12 3.3 SDN 软件成为新蓝海 . 12 4. 国内厂商积极参与，软硬件市场均大有可为 . 13 4.1 软件市场 2021 年有望达到 46.7 亿元 . 14 4.2 硬件市场以华为、 H3C、思科为主 . 16 5. 行业相关标的推荐 . 16 5.1 未来宽带（ 831383）：国内领先的 NGB 解决方案提供商，持续推进 SDN 孕育新机遇 . 16 5.2 赛特斯（ 832800）： SDN 第三方龙头，新星崛起进行时 . 17 5.3 缔安科技（ 834047）： SD-Wan 产品化初步成型，移动办公产品体系更为完备 . 17 5.4 大河云联：专注 SD-WAN 领域，广域网络率先开拓者 . 17 5.5 盛科网络：国产自主 SDN 芯片龙头，研发技术业内领先 . 18 5.6 云杉网络：技术领先，先发优势明显 . 18 6. 风险提示： SDN 产业尚不完善 . 18 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 3 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 图表目录 图表 1. 传统网络主机通信依赖 IP 逐跳转发 . 4 图表 2. SDN 将控制平面与转发平面解耦 . 4 图表 3. 与传统流量转发模式相比， SDN 可实现流量负载均衡 . 5 图表 4. SDN 可显著缩短网络创新周期 . 5 图表 5. SDN 可有效弥补传统网络缺失 . 6 图表 6. 云计算日益成为未来科技基础 . 6 图表 7. 全球云计算规模持续增长 . 6 图表 8. ITU 定义的 5G 应用场景众多 . 7 图表 9. 大规模云服务中使用 SDN 可提升云计算的效率 . 8 图表 10. SDN 或成为 5G 技术的核心 . 8 图表 11. SDN 十年发展过程中，大量应用案例层出不穷 . 9 图表 12. 传统电信产业链是水平、封闭的 . 10 图表 13. 传统网络格局垂直封闭， SDN 网络开放互通 . 10 图表 14. SDN 使得传统电信产业格局面临深刻变革 . 10 图表 15. 思科为应对新兴设备商挑战被迫实施 SDN 战略 .11 图表 16. 全球前五大交换机厂商 2016 年 Q3 到 2017 年 Q3 市场份额（单位：百万美元） .11 图表 17. SDN 主要可分为软件及硬件市场 . 13 图表 18. 国内三大运营商重点推进 SDN 战略布局 . 13 图表 19. 国内三大网络巨头积极推动 SDN 战略布局 . 14 图表 20. 未来中国 SDN（软件）市场规模保持高速增长，到 2021 年达到 46.7 亿元 . 14 图表 21. 2016 年中国 SDN（软件）市场五大主要竞争者，国产厂商占主导 . 15 图表 22. 行业五大巨头各具优势，初创企业发展迅速 . 15 图表 23. 中国 SDN 解决方案提供商发展态势图 . 15 图表 24. 目前主流设备厂商均可提供支持 Openflow 的 SDN 交换机 . 16 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 4 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 1. 转控分离，弥补传统网络 缺失 软件定义网络 （ Soft Defined Network， SDN） 是指 让网络软件化 ，即 用户 /应用可以通过软件编程充分控制网络的行为，实现网络敏捷化。 其本质是 将原本分布在每个路由器上的 数据平面和转发平面实现分离，从而形成可编程的统一的控制平面 。 具体而言，传统网络中 两台主机之间的通讯依靠 IP 报文的传输，路由器则担任了传输的桥梁。路由器在决策时依靠路由表把报文发送给其他路由器，实现 IP 的逐跳转发。 同时，网络整体 采用全分布式的控制架构，网络管理平面与多个路由器进行连接 ， 每个路由器上分布着数据平面和控制平面 。 图表 1. 传统网络主机通信依赖 IP 逐跳转发 资料来源： 公开资料整理 、 广证恒生 而 SDN 将控制平面与转发平面解耦，并引入 南向 、 北向两个接口， 形成转发层、南向接口、控制层、北向接口、应用层五层结构，其中 南向接口为数据 -控制平面接口，北向接口为应用 -控制平面接口，具体而言： 转发层 ：由硬件交换机、路由器、网关、防火墙等网络设备组成， 完成 处理、转发所有的数据报文和状态收集等。通过南向接口与控制层链接，接受指令、上报状态 。 南向接口 ：用来连接控制层和转发层，目前南向接口最主要的协议是 OpenFlow 协议 。 控制层 ：实现对下层基础硬件设备的控制，是 SDN 框架的核心 。 北向接口 ：用来连接控制层和应用层。目前尚未标准化接口 。 应用层 ：将用户对网络功能、服务的需求通过应用软件的形式实现。 图表 2. SDN 将控制平面与转发平面解耦 资料来源： 公开资料整理 、 广证恒生 与传统网络架构相比， SDN 优势主要包括： a. SDN 提高了流量路径的灵活性 。传统的网络结构采取了最短路径算法，即自动选取最短的路北向接口 南向接口 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 5 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 径进行转发。由于所有路由器都采取这一原则， 常常导致 最短路径拥塞。 由于 传统网络不能够实现系统的自动调节，只能预先规划流量路径，导致某些路径上丢包，而某些路径却又非常空闲， 造成了网络拥堵 及资源利用率低下。而 SDN 可进行 流量调优和路径优化， 通过 控制器 实现 业务路径计算，建立隧道，使流量路径的调节更为灵活 ，提升了网络吞吐量和网络利用率 。 图表 3. 与传统流量转发模式相比， SDN 可实现流量负载均衡 资料来源： 公开资料整理 、 广证恒生 b. SDN 消除复杂协议，简化了网络，降低运维难度 。传统的网络架构是分布式控制，分布式控制协议数量非常庞杂，网络管理员在进行网络维护时，必须掌握大规模的网络协议，提高了网络维护的难度。 另一方面 ，传统网络的南向接口存在于各个厂家的私有代码中，因为涉及到商业机密，既不公开化也不标准化， 同时， 设备商对各自的标准协议都进行了特定拓展，不同的设备商提供的路由器拥有不同的操作界面， 运维十分困难 。 SDN 控制器实现对转发平面的集中控制， 取代了之前承载着大量分布式控制协议的分布式控制架构（比如 MPLS协议、组播协议、 MBGP 等）， 使得 网络内部的路径的计算和建立全部在 SDN 控 制器就可以完成，计算完成后只需直接由转发平面转发，并不需要大量协议的参与。这种简便的集中式控制，大大降低了对网络管理员技能的要求， 可 降低了约 40%的运维成本。 c. SDN 缩短了创新周期，使创新更为便捷 。对于传统的网络而言，部署新业务之前要经历复杂冗长的流程。首先是从讨论需求定义标准到发布统一标准，这一步骤通常需要 1-2 年；其次是标准的实现，各个设备提供商响应标准的时长约为 1 年；最后才是业务特性的部署和升级，通常为半年到 1 年。因而，实现业务创新通常需要的周期约为 3-5 年。这样长的创新周期，无法满足运营商业务更新 换代的要求。 引入 SDN 后 ， 创新业务的实现，只需要修改或替换控制平面中的程序或者利用开放编程接口创建新的程序，无需在转发平面上做任何修改和调整，从而将 3-5 年的创新周期缩短到了几个月甚至几周 ，使创新更为便捷。 图表 4. SDN 可显著缩短网络创新周期 资料来源： 公开资料整理 、 广证恒生 传统网络 SDN 网络 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 6 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 图表 5. SDN 可有效弥补传统网络缺失 SDN 网络 传统 网络 流量 转发 路径 统一选取最短路径， 导致最短路径拥塞 实时控制 ， 自动 调节 运维过程 大量 的 分布式 控制协 议，增加了运维人员的技术难度，和工作复杂性 集中 控制，转发 平 面自动转发 ，消除 了复杂协议 ， 降低运维难度 创新 周期 通常 为 3-5 年 缩短至 几个月 甚至 几周 数据来源： 公开 资料整理 、广证恒生 2. 面向未来的网络架构，年复合增长率 高达 53.9% 2.1 云计算、 5G 是未来科技基础 云计算思想的产生源自传统模式下，企业建设 IT 系统需要采购硬件基础设施、软件许可证及配备专门的运维人员，随着企业 IT 系统的建设，相关投入不断增加，而实际上企业需要的并非软硬件，而是借助软硬件实现提升工作效率，推动企业高效运转，云计算旨在将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给企业，使企业能像使用水 、电、煤气和电话那样弹性使用计算资源，实现大规模廉价计算。 近年来全球云计算产业快速发展 。 IDC 云 IT 基础设施 2017 年 Q2 季度追踪报告显示，全球云 IT 基础设施总收入在过去 4 年中几乎翻了三番， Q2 季度传统（非云） IT 基础设施收入持续下滑，同比减少 3.8%，而面向云 IT（包括公有云和私有云）的基础设施产品（服务器、存储和以太网交换机）厂商收入同比增长了 25.8%，云计算渗透率持续提升。 Gartner 显示 2016 年以 IaaS、 PaaS 和 SaaS 为代表的典型云服务市场规模达到 522.4 亿美元，增速 20.6%， 其中 IaaS 市场规模为 252.9 亿美元，增速 56.11%， PaaS 为 71.7亿美元，增速 88.68%； SaaS 为 385.7 亿元，同比增长 22.83%， 云计算产业持续快速增长。 与此同时，云计算日益成为未来科技场景重要的底层支撑。 云计算一书认为云计算有望成为人工智能时代的大脑；信息产业发展指南指出，云计算已成为互联网应用发展的基础设施，随着“中国制造 2025”、“互联网 +”战略的不断推进，各行业迫切需要通过构建云计算系统，满足转型需求。以车联网为例， 2017 年 12 月 29 日，工信部印发国家车 联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）定义“智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能”，云计算有望成为车联网技术标准。 图表 6. 云计算日益成为未来科技基础 图表 7. 全球 云计算规模持续增长 -100.00%0.00%100.00%0.0050.00100.002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016BPaaS： 十亿美元 SaaS： 十亿美元 PaaS： 十亿美元 IaaS： 十亿美元 云管理和安全服务：十亿美元 云广告：十亿美元 BPaaS增速： % SaaS增速： % PaaS增速： % IaaS增速： % 云管理和安全服务增速： % 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 7 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 资料来源： 云计算， 广证恒生 资料来源 ： Gartner，广证恒生 另一方面 5G 将成为未来通信基础设施，成为拉动投资、引领科技创新、实现产业升级，促进经济繁荣，进行供给侧改革 的重要抓手 。 5G 的峰值速率可达 10Gbps，基于视频的多媒体业务将会与 4G 时代完全不一样。此外 5G 时代还将带来数以千亿计的联结数量，可将网络时延降至 1 毫秒，从而使自动驾驶等各种对时延有着极高要求的工业应用也将得到长足发展，这将会是一次根本性的革命。同时，虚拟现实或互动多媒体业务将可变成现实，这些业务或功能的实现都将建立在 5G 的基础之上。 5G 不仅仅是一次技术升级，它将成为未来数字世界的一项关键基础设施。 图表 8. ITU 定义的 5G 应用场景众多 数据来源： ITU，广证恒生 2.2 SDN 是云计算及 5G 重要底层支撑 SDN 是云计算及 5G 时代重要的底层支持技术。 具体而言： 2.1.2 云数据中心亟待 SDN 服务支持 传统 网络架构不能满足 目前云数据中心 流量爆发的 需求， 矛盾凸显 ， 亟待引入新技术 。 传统网络数据与云计算高度灵活的特性存在较大矛盾，具体体现在四方面：（ 1） 网络配置需要人工操作，逐点配置，类似于程序员编写程序过程中手动输入代码， 导致网络 开通 缓慢， 难以 匹配已实现虚拟化的计算、存储资源的开通效率， 成为云服务重要瓶颈 ； （ 2）网络配置 工作 复杂 、 易出错且 运维 成本巨大 ， 一旦业务大幅增长，则无法应对 急速 暴增的工作量和运维成本， 给 网络 架构 带来极大压力 ； （ 3） 灵活性低， 依赖 专用硬件网络设备的网络构建方式易导致厂商 绑定 ， 难 满足云数据中心快速扩大规模、集约运营 、需要 集中统一管理以及快速的故障定位和排除的要求 ； （ 4） 传统网络 路径 上流量不能实现可视化和自动调节， 只能 预先规划流量路径， 在 流量暴增的情况下，造成了网络拥堵及资源利用率 低下 的问题。 SDN 转控分离、 集中 控制、开 放 接口的特点 可满足 IDC 快速 增长 对 高协调性的需 求 ，与云计算 多租户、多业务、高效 的需求相契合 。 首先 SDN 可以实现 用 IT 的 方法和工具管理服务器、应用、存储 和网络资源， 促进 网络虚拟化和云计算技术加速演进； 其次 SDN 建立 网络抽象模型，通过统一的控制平面实现集中控制， 使得 原本需要人工操作 实现 的网络配置可以实现自动下发，从而大大 降低 操作难度和运维的成本 ， 并且避免了操作失误 ； 最后 SDN 可以实现路径 流量可视化和自动调节流量，从而避免了链路丢包、路径 拥堵等问题。 目前以 Google 为代表的企业已经开始在云数据中心中使用 SDN。一般而言，私有云 OpenStack/公有云有 用来集成第三方程序的接口 ， 第三方的网络虚拟化平台一旦集成到云计算平台中，就可以大大增强云计算 平台网络自动化部署的能力 。当云计算平台部署网络服务的时候，先通过插件向这些网络虚拟化平台内置的 Controller 发送配置消息，然后 Controller 通过跟虚拟交换机或者硬件交换机之间的南向接口，比如 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 8 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 OpenFlow 或者 OF-Config、 NetConf 或者别的接口，去配置交换机 。 图表 9. 大规模云服务中使用 SDN 可提升云计算的效率 数据来源： CNCC2012 信息 安全会议 ，广证恒生 2.1.3 长期来看， SDN 或成为 5G 技术的核心 长期来看， SDN 或成为 5G 技术的核心 。 5G 不同于传统的 2G、 3G、 4G 网络，其需要面向多种不同场景，而不同场景的转换又需要克服容量、可靠性、延迟不同的障碍，未来 5G 移动网络的核心网结构非常复杂， SDN/NFV 技术的引入 使得 5G 网络系统体系架构 可实现更好地 协调， 同时 SDN 对于网络流量的灵活调节 可满足 5G 自由切换场景的需求。 一般认为 5G 对网络的期望 主要有几个 方面 ： 提供差异化的新业务和新体验；有足够的技术包容性和灵活性； 5G 网络创新应该聚焦水平集成的云化网络架构。 5G 时代需要 打破传统的网络和业务烟囱群，使网络功能单一云化敏捷，大大加快对商业目标、客户需求和行为以及流量和应用变化的 响应速度。因而，只有具备转控分配、灵活控制网络流量特点的 SDN/NFV 才能满足前述 5G 对网络的期望 。 尽管 5G 标准尚未正式落地，已经有越来越多的 5G 架构开始基于 SDN 理念构建 。 例如移动通信网NGMN 设想的架构，借助硬件和软件分离，以及 SDN 和 NFV 提供的可编程能力，全面覆盖 5G 的各个方面，包括设备、移动 /固网基础设施、网络功能等，从而实现 5G 系统的自动化编排。 图表 10. SDN 或成为 5G 技术 的核心 敬请参阅最后一页重要声明 证券研究 报告 第 9 页 共 21 页 新三板云计算 专题 报告 数据来源： 赛立信通 ，广证恒生 根据 IDC 数据， 2020 年全球 SDN（包括物理网络基础架构、虚拟化 /控制软件、 SDN 应用（网络和安全服务）、以及专业服务等）市场规模将达到 125 亿美元， 2014-2020 年年复合增长率将高达 53.9%，未来行业将持续高速增长。 3. SDN 冲击现有产业链格局，芯片、软硬件均大有可为 SDN 并非全新概念，早在 2006 年， 斯坦福大学 Martin Casado 博士在论文中提出逻辑上集中控制企业安全解决方案 SANE， 使得对网络集中控制开始受到业界关注，其后 SDN 的技术迅猛发展 。 图表 11. SDN 十年 发展 过程中 ， 大量 应用 案例层出不穷 时间 事件 2006 年 斯坦福 大学 Martin Casado 博士 在论文中提出逻辑上集中控制企业安全解决方案 SANE，开启 了集中控制解决安全问题的篇章。 2007 年 面向 企业管理的 Ethane 项目 落地，这是 SDN 架构 和 OpenFlow 的 前身。同年， 历史上 第一个初创 SDN 公司 Nicira 成立。 2008 年 八位学者 联合发表 OpenFlow 相关论文。 同年， Nick 团队发布首个开源 SDN 控制器 NOX。 2009 年 SDN 入选 MIT 科技 评论 “ 未来 十大突破性技术 ” ，自此 ， SDN 走进 了大众关注的 视野 中去。同年 ， Nicira 发布 Open vSwitch， 至今占据 SDN 软件 数据面首位。 2010 年 Google 发布 了 首个 分布式 SDN 控制器 Onix； 普林斯顿大学的 Kennifer Rexford 团队 开始重新审视 SDN， 选择了编程语言的方向 2011 年 开放基金会 ONF 诞生 ，第一届开 放 网络峰会 ONS 成功 举办 ，