云计算系列之二：超融合Nutanix之软件定义及横向扩展.pdf

2018-08-16 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 云计算 系列之二 超融合 Nutanix 之软件定义及横向扩展 核心提示 分析师： 董婧泽 TEL: 021-33830502-322 E-mail: jzdongcebm 分析师： 张一 TEL: 021-33830502-323 E-mail: yzhangcebm 首席分析师： 林海 TEL: 021-33830502-321 E-mail: hlincebm 感谢实习生刘勤飞对此报告的 帮助 股价走势： （至 8 月 15 日） 深信服基本资料：（至 8 月 15 日） 总股本（亿股） 4.00 流通 A 股（亿股） 0.40 总市值（亿） 383 流通 A 股市值（亿） 38.27 一年股价区间（元） 47.63-128.54 根据 Gartner 预测 ， 到 2022 年，全球超融合市场将达到 126 亿美元。 作为一种全新的云计算架构解决方案，超融合架构基于同一套标准服务器，以软件定义的方式将网络、存储和计算机全部虚拟化，即简化了部署，提高了运维效率，解决了传统基础架构存在资源分散、成本高昂等弊端。 分布式是软件定义存储的未来。 分布式网络存储系统提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，而且易于扩展。凭借弹性、敏捷性和易管理等特长，成为新的潮流和趋势。 Nutanix 分布式 系统提供共享存储库，高性能、低延迟、高容量。存储库中不同类型的存储设备使用智能算法自动分级，确保常用数据存入内存或闪存。 Nutanix 平台是一个 100%软件 定义、可横向扩展的跨云跨程序 解决方案 ，满足所有场景需求 。 区别于 传统的基于硬件的 更新或是要另外购买， Nutanix 采取以软件更新的方式 开发和部署新功能 ， 并提供渐进式和可预测的横向扩展，消除了过度配置，使虚拟化团队能够更好地满足其基础架构要求。 Gartner 将 Nutanix 评为 HCI（ Hyper-Converged Infrastructure）魔力象限的领导者 。 认为 ： 1） 与其他公司相比， Nutanix 高度创新、 可扩展的架构是先进的； 2） 具有极高的用户接受度和客户满意度， 客户 复购比例较高； 3） 采取“随成长付费”的收费模式，经济实惠。 IT 成本可降低高达 60，投资回收期仅为 7 个月 。 深信服 -国内超融合新星 。 深信服拥有企业级云底层核心技术，其超融合架构具有一体化交付简单高效、所画即所得 的数据中心、软件定义平台可靠安全、更易向云平滑演进的四大特点。 近年公司盈利和利润均保持较快增长，云计算业务占比逐渐提升。 根据 IDC 报告， 2017 年 Q4 深信服跻身国内超融合厂商第三名。 -50%0%50%100%150%200%深信服 沪深 300TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 1 目录 1. 超融合行业发展概况 . 4 1.1 超融合架构介绍 . 4 1.2 超融合革命传统 IT 基础架构 . 4 1.2.1 超融合实现的技术突破 . 5 1.2.3 超融合带来的效率提升和成本减少 . 6 1.3 超融合的市场空间和发展趋势 . 7 2. 超融合鼻祖 Nutanix 启示录 . 8 2.1 Nutanix 公司概况 . 8 2.1.1 Nutanix 引领超融合新时代 . 8 2.1.2 Nutanix 作为行业领导者的竞争优势 . 9 2.2 全方位架构布局，突破传统 IT 基础设施局限 . 10 2.2.1 100%软件定义下的 Web-Scale 技术架构 . 10 2.3.2 分布式 软件定义存储的未来 . 11 2.3.3 简易部署降低客户 IT 成本 . 12 2.3.4 Nutanix 满足所有应用场景需求 . 13 2.4 Nutanix 软件产品系列 . 13 2.4.1 Acropolis . 14 2.4.2 Prism . 14 2.5 尽管财务表现较波动，公司运营部署显顺利 . 15 3、深信服 超融合国内先发者 . 17 3.1 深信服超融合产品优势 . 17 3.2 深信服基于超融合的企业云架构及典型成功案例 . 19 3.3 国内超融合新秀云起 . 20 3.4 深信服财务分析 . 21 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 2 图表目录 图表 1 超融合架构下的一体机 . 4 图表 2 全球数据量激增 . 5 图表 3 2016-2021 中国软件定义存储市场预测 . 5 图表 4 软件定义存储架构 . 5 图表 5 超融合架构下的横向扩展 . 6 图表 6 超融合架构下 I/O性能提高 . 6 图表 7 超融合架构和传统 IT架构对比 . 7 图表 8 我国 HCI收入规模快速增长 . 7 图表 9 2017Q4我国超融合市场分布 . 7 图表 10 Nutanix超融合进程 . 8 图表 11 超融合厂商解决方案日益成熟 . 8 图表 12 Gartner 超融合魔力象限 . 9 图表 13 全球超融合市占率 . 9 图表 14 超融合生态圈三大阵营和解决方案 . 9 图表 15 Nutanix基础架构平台 . 10 图表 16 Nutanix 软件定义的控制框架 . 10 图表 17 分布式存储与传统存储的组网架构对比 . 11 图表 18 Nutanix高性能读写 IO及自动分级管理 . 12 图表 19 Nutanix分布式文件系统（ NDFS） . 12 图表 20 Nutanix节点 SSD的存储分解 . 12 图表 21 Nutanix节点 HDD的存储分解 . 12 图表 22 Nutanix横向扩展，按成长付费 . 13 图表 23 Nutanix满足所有应用场景需求 . 13 图表 24 Acropolis、 Prism架构 . 14 图表 25 Prism Central多集群统一管理 . 14 图表 26 Nutanix股价走势 . 15 图表 27 Nutanix用户规模持续大幅增长 . 15 图表 28 Nutanix营业收入（百万美元） . 15 图表 29 Nutanix现金流（百万美元） . 15 图表 30 深 信服发展历程 . 17 图表 31 深信服超融合一体化 . 18 图表 32“ 所画即所得”界面 . 19 图表 33 自动、模块、可视化管理 . 19 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 3 图表 34 深信服 aCloud云基础架构 . 19 图表 35 桌面云核心两大组件 . 19 图表 36 高青县人民医院企业云平台架构图 . 20 图表 37 众泰汽车云数据中心拓扑 . 20 图表 38 主要厂商优劣势对比 . 20 图表 39 2017年营业收入（亿元） . 21 图表 40 2017年扣非后归母净利润（亿元） . 21 图表 41 2014-2017公司各项业务营收情况 . 21 图表 42 2014-2017公司研发费用情况 . 21 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 4 1. 超融合行业发展概况 1.1 超融合架构介绍 超融合架构（ Hyper-converged Infrastructure, HCI）是一种全新的云计算架构解决方案，基于同一套标准的服务器，以软件定义的方式将网络、存储和计算全部虚拟化。 超融合借助软件定义和分布式存储技术等，底层采用标准化的 x86 硬件平台，上层采用软件定义，实现软件 与硬件解耦 。 超融合架构的形成和发展，主要依赖于近些年网络、存储技术的成熟。 2009年斯坦福大学 Nick McKeown教授等提出软件定义网络（ Software Defined Network， SDN）概念。 2012年 VMware在其 VMworld大会上首次提出了软件定义数据中心（ SDDC）的概念，同 时软件定义存储（ Software Defined Storage， SDS）和超融合的概念也被首次提出。 图表 1 超融合架构下的一体机 资料来源： 公开资料， 莫尼塔研究 1.2 超融合革命传统 IT 基础架构 采用超融合架构提供云计算服务已经形成了一个明显的趋势，即用低廉通用的设备搭建高效可靠的服务系统。 随着 业务发展壮大，数据量剧增，企业 需 通过不断加大硬件系统投入维持业务正常进行， 这就需要底层架构具备可扩展的性能、灵活的配置、高效的通信以及更优异的计算操作。 由于传统基础架构存在资源分散、成本高昂、能耗巨大、管理低效、异构孤岛、集成能力低等弊端，改善能源效率以降低运营成本也是必然的选择。 超融合将计算、存储、网络融合为一体，既简化了部署，又提高了运维效率。 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 5 图表 2 全球数据量激增 图表 3 2016-2021 中国软件定义存储市场预测 资料来源： IDC, 莫尼塔研究 资料来源： 软件定义存储白皮书 , 莫尼塔研究 1.2.1 超融合实现的技术突破 超融合实现的技术突破主要是包括软件定义存储（ SDS），集中式软件管理平台和以增加节点的方式实现横向扩展。 通过超融合架构可实现 软件定义数据中心 ， 让数据中心的存储设备、服务器和网络等重要基础设施减少了对基础物理硬件的依赖，变得更为灵活，更自动化，从而解决传统架构的痛点。 （ 1） 软件定义存储 ：将存储物理资源通过抽象、池化整合，并通过 智能软件实现存储资源的管理 ，实现控制平面和数据平面的解耦，最终以存储服务的形式提供给应用，满足应用按需（如容量、性能、 服务质量、 服务等级协议等）使用存储的需求 。 解决了异构存储资源形成数据孤岛，资源利用率低和存储成本激增等问题。 图表 4 软件定义存储架构 资料来源：软件定义存储白皮书 , 莫尼塔研究 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 6 （ 2） 集中式软件管理平台 ：基于用户习惯的虚拟化或操作系统管理平台，以内嵌式方式实现集中式的管理软件平台，对整体系统进行统一管理、调度（包含：计算、 存储、网络等）， 并可以对外提供标准 API的对接，从而消除管理孤岛。 （ 3） 以增加节点的方式实现横向扩展 ：横向扩展性（ Scale-out）是超融合区别于传统架构的重要特点， 传统的集中式系统更多采用纵向扩展（ Scale-up），单独扩容容量，或通过向上升级到更高端型号的设备来扩展性能 。 而分布式系统则可通过横向扩展节点数量从而获得更高计算力、更高存储量和I/O性能、更高网络带宽 ， 实现小规模起步、按需扩展，从而大大减少投资压力，提高设备 利用率。 图表 5 超融合架构下的横向扩展 图表 6 超融合架构下 I/O 性能提高 资料来源：华为官网 , 莫尼塔研究 资料来源： CSDN, 莫尼塔研究 1.2.3 超融合带来的效率提升和成本减少 通过 将计算、网络、存储整合到同一个系统平台 ，超融合 大幅提升了系统整体性能 。 超融合使用标准的 X86服务器硬件构成基本单元，客户不需要在对基础设施进行调研，只需要了解到超融合设备， 在敏捷性大幅提升的同时，可节省 30%的采购成本、 50%的使用成本、 70%的维护成本。 根据中国超融合应用研究报告对主流超融合厂商的调查数据显示，相比传统 IT架构，超融合的部署与业务上线速度增长 5-10倍， I/O性能提升 3-5倍， 数据重建效率提升 30倍，运维效率更是提升 48倍。而空间上则节省 50-80%、能耗节省 15%-36%和整体成本降低 12-50%。 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 7 图表 7 超融合架构和传统 IT 架构对比 资料来源：联想 THINK CLOUD, 莫尼塔研究 同时，超融合在目前阶段仍存在一定发展上的限制与不足。 首先， 超融合的架构模式决定了计算和存储资源应该均衡增长，否则就不是非常适合，比如海量的非结构化数据。 其次， 超融合基础设施的本质是一个虚拟化系统，能够通过在一台服务器上运行多个应用程序来最大化服务器产能，但也可能会伴随高性能工作负载带来一些问题。 最后， 数据中心中存储的性能至关重要，而且期望性能是可以预测并保持一致性的，包括延迟、 IOPS和带宽 ，这 对于超融合架构而言是很大的挑战。 1.3 超融合的市场空间和发展趋势 Gartner预测到 2022年，全球超融合市场将达到 126亿美元， 2016-2022年复合年增长率为43.59%。 2019年销售额将达到近 50亿美元，占到集成系统整体市场份额的 24。 近 年来，在Nutanix、 VMware等厂商的带领下，超融合逐渐 开始 进入主流市场。 随着超融合越来越受到行业客户的认可，中国超融合市场呈现飞速发展态势，主流厂商的市场份额普遍获得了大幅增长。 根据 IDC发布的中国超融合市场跟踪研究报告， 2017Q4显示，按厂商收入统计， 2017年中国超融合市场增长率高达 115%，规模 3.79亿美元。 国内厂商收入排名前为 华为，新华三，深信服 ，分别占比 25%、 22%和 19%，合计占比 66%，其余单个厂商占比均未超过 5%。 图表 8 我国 HCI 收入规模快速增长 图表 9 2017Q4 我国超融合市场分布 资料来源： IDC，莫尼塔研究 资料来源： IDC，莫尼塔研究 0.337 0.402 0.4770.546 0.563 0.6361.021.570.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8规模（亿美元）TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 8 2. 超融合鼻祖 Nutanix 启示录 2.1 Nutanix 公司 概况 公司于 2009年 9月创立，主创团队来自 Facebook、 Google、 VWvare等，并于 2016年 9月 30日纳斯达克上市。公司 解决方案 覆盖广泛 ，包括企业应用程序、数据库、虚拟桌面基础设施 (VDI)、统一通信和大数据分析。终端客户涉及不同 行业，包括汽车、消费品、教育、能源、金 融服务、医疗保健、制造业、媒体、公共部门、零售、技术和电信。同时公司还向服务商提供 销售 服务 ，这些服务商利用Nutanix平台 再 向他们的客户提供各种基于云的服务。 图 表 10 Nutanix 超融合进程 资料来源： 公司招股说明书、公司年报、公开资料， 莫尼塔研究 2.1.1 Nutanix 引领 超融合 新时代 Nutanix带动超融合进入 2.0时代。 实现了基础架构的“隐形”， 帮助 IT升级换代，以便专注于应用程序 和服务，推动业务发展。 计算、存储和网络全面融合进一个设备节点中，上层管理软件对底层资源进行全面管理，系统可以做到随需扩展。这是硬件性能到达非常高水平时，软件得到前所未有的发展良机。 Nutanix企业云平台 将 网络规模 （ Web-Scale） 工程和消费级设计 融为一体 ，提供 丰富机器智能的、软件定义的灵活解决方案。 图 表 11 超融合 厂商 解决方案日益成熟 资料来源： 公开资料， 莫尼塔研究 TMT 深度 莫尼塔（上海）信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 Members of Caixin Insight Group 9 2.1.2 Nutanix 作为行业领导者的竞争优势 Gartner将 Nutanix评为 HCI魔力象限的领导者。 Gartner 认为，与其他公司相比， Nutanix高度创新和可扩展的架构是先进的 ；并且具有极高的用户接受度和客户满意度，复购比例较高；此外，随着 虚拟化管理器 AHV的采用，其带来的灵活性对客户来说是更加低成本的选择。 近年 Nutanix市场份额持续保持领先，与 Dell同为市场领先者，二者合计市占率在 50%左右。 图表 12 Gartner 超融合魔力象限 图表 13 全球超融合市占率 资料来源： Nutanix，莫尼塔研究 资料来源： 公开资料 ，莫尼塔研究 区别于其他厂商， Nutanix具备一定的竞争优势： 1) 系统可伸缩性和弹性带来管理和操作的便捷； 2) 比传统基础架构减少 60%的总体拥有成本； 3) 支持多平台产品的互操作性，实现跨企业云的融合。 图表 14 超融合生态圈三大阵营和解决方案 超融合存储厂商阵营 VMware 阵营 OpenStack 阵营 厂商代表 Nutanix， SmartX 等 VMware 99Cloud、UnitedStack 等 典型解决方案 Nutanix/SmartX+VMware/Citrix/Openstack vSphere+vSAN OpenStack+Ceph 核心竞争力 存储的稳定性、性能和高级特性 以及计算平台的广泛支持 VMware 虚拟化能实力、 vSphere 市场份额 OpenStack，运维能力及开源的低成本 资料 来源： CSDN，莫尼塔研究 19.90% 19.80%21.60%29.00% 30.60% 27.80% 29.60%21.60% 21.90% 22.90% 20.90% 20.70%19.50%22.20%0%5%10%15%20%25%30%35%2016Q3 2016Q4 2017Q1 2017Q2 2017Q3 2017Q4 2018Q1戴尔 Nutanix