中金:华为全联接,OpenEuler中场复盘

2021年9月23-25日,华为在全联接大会上发布了华为云开天aPaaS、分布式云原生产品UCS、华为云Stack8.1、华为云SparkRTC等十大新服务;同时,发布欧拉开源操作系统(OpenEuler)首个全场景版本:新欧拉定位为数字基础设施的生态底座,结合华为在ICT领域的全产品体系,支持多样设备、覆盖全场景应用,我们认为,OpenEuler的升级有望打破操作系统场景碎片化导致的生态割裂现状。

摘要

欧拉开源操作系统是什么?重新定位欧拉OS,应用于服务器、边缘计算、云基础设施的开源操作系统。1)诞生:欧拉是华为研发的企业级Linux服务器操作系统,最初名为EulerOS,支持鲲鹏处理器和容器虚拟化技术。2)开源:2020年1月,华为正式将EulerOS开源,更名为OpenEuler。作为开源操作系统社区,OpenEuler通过社区合作的形式构建支持多处理器架构,助力软硬件生态协同发展;截至2021年9月,超过6,000名开发者和100多家校企机构加入欧拉社区,已有30+万套商用。3)破局:本次大会上,华为全新升级OpenEuler,覆盖服务器、云计算、边缘计算、OT/CT嵌入式场景,从聚焦鲲鹏到定位全场景数字基础设施,我们认为OpenEuler横向打通了各设备与场景之间的数据流通,纵向降低了开发过程中的重复劳动,为构建统一标准下的国内自主生态应用场景奠定基础。

欧拉面临的市场机会?与软硬件伙伴合力加速生态建设。华为在此次大会表示,9月30日首个支持数字基础设施全场景的OpenEuler  21.09创新版本将在社区上线,增强服务器、云计算场景能力,并实现对边缘计算、嵌入式场景的支持;2022年1季度,欧拉开源社区将发布支持全场景融合的社区LTS版本,赋能合作伙伴面向不同场景发布商业发行版。以服务器OS市场为例,欧拉发行版的主要竞对包括Windows Server与CentOS RHEL,根据host advice,截至2021年9月,中国市场Web服务器操作系统份额前三分别为Windows  Server(34.28%)、Ubuntu、CentOS。横向对比,欧拉操作系统与CentOS RHEL均为开源操作系统,以Linux Kernel为基础;但CentOS仅对RHEL软件包做重新编译,而华为及其合作厂商为欧拉添加了更多新功能和支持。从技术优势上来说,1)欧拉操作系统可以灵活调度多核多架构。2)在内核层面具备内存分层级拓展,可以带动轻量化容器引擎及虚拟化套件。

国产基础软件崛起需坚持开源路线,面向未来机遇与挑战并存。开源Linux操作系统在服务器市场占据主导地位,按照软件打包方式分类,我们将Linux各类发行版分为Slackware系、Debian系、RedHat系和其他共四个派系。面向未来,正如我们在科技创新与产业链发展报告中的观点,我国基础软件行业的崛起需要坚持开源路线,并逐步建立植根于中国本土的开源社区生态。具体到操作系统层面,我们认为以OpenEuler为代表的中国本土Linux社区将加速成长,汇聚众多海内外OSV伙伴,共促中国本土开源基础软件生态的长期繁荣。

风险

市场竞争加剧;国际局势变化。

正文

重新定位欧拉操作系统,建设数字基础设施开源生态

定位转变,扩大未来应用场景想象空间

旧欧拉OS是围绕鲲鹏搭建的操作系统,技术上基于Redhat开发的Linux服务器社区版CentOS,融入了华为自身对服务器场景的优化。旧欧拉OS定位于验证和优化自身芯片性能,最大限度发挥鲲鹏的能力,推动鲲鹏处理器的生态构建。自2019年9月宣布开源以来,开源欧拉生态发展繁荣,截至2021年9月,已有百家企业加入,30+万套商用,社区理事会成员包含麒麟软件、普华软件、飞腾CPU等,并在金融、运营商、政府、电力等多个行业规模商用。

新欧拉定位为服务数字基础设施的开源操作系统。华为深耕ICT领域多年,产品矩阵中包含的服务器、存储、华为云、边缘计算、基站、路由器、工业控制设备等均需要搭载操作系统。当前的操作系统依然碎片化,开发者重复造轮子降低生产效率,各设备之间协同繁琐阻碍数字化体验。面对割裂的生态,新欧拉承载了统一数字基础设施操作系统的重任,覆盖IT、CT、OT全场景应用,支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等多种设备。

从聚焦鲲鹏到聚焦全面数字化基础设施,我们认为欧拉操作系统的生态扩展横向打通了各个设备与场景之间的数据流通,纵向降低了开发过程中的重复劳动,为构建统一标准下的国内自主生态应用场景奠定基础。

图表:主要服务器操作系统对比

资料来源:知乎,CSDN,中金公司研究部

图表:全球Web Server OS市场份额(2021年9月)

资料来源:hostadvice,中金公司研究部

图表:中国Web Server OS市场份额(2021年9月)

资料来源:hostadvice,中金公司研究部

技术简化开发难度,助力生态繁荣

1)欧拉OS具有灵活解耦的架构,可以根据设备不同的资源能力、业务需求,将不同的原子化组件进行积木式拼接,帮助OSV(操作系统供应商)迅速掌握开源欧拉OS的深度创造开发,更容易受到OSV的青睐。2)欧拉OS实现应用一次开发即可覆盖全场景。基于统一的API、SDK、DevKit,ISV(独立软件开发商)及开发者可以节省重复开发工作、提高开发生产效率,更易聚集开发者,促进生态繁荣。

图表:欧拉OS提供原子化组件和多种API、SDK简化开发难度

资料来源:华为全联接2021大会,中金公司研究部

角色互补,与鸿蒙合力覆盖全场景

欧拉OS与鸿蒙OS作为华为重点发力的两大开源操作系统,分别定位于不同的市场。鸿蒙面向智能终端场景,包括物联网及工业终端等;而欧拉OS则是面向服务器、云、边缘计算、嵌入式场景的操作系统,两者已经实现了内核技术共享。HarmonyOS 2自6月2日升级以来,用户数突破1.2亿,平均每天有超过100万用户升级鸿蒙。华为计划未来将鸿蒙的分布式软总线技术移植到欧拉OS中,从而让搭载两个不同操作系统的终端实现自动识别与连接,后续在安全OS、编程语言、设备驱动框架等方面实现能力共享,同时在应用生态、设备生态、开发者生态、高校生态中实现互通。

我们认为两者的市场定位相辅相成,在数字化基础设施布局中完整涵盖了C端消费者以及B端企业用户的终端场景,成为华为生态布局的基础软件支柱,未来随着两者的互联互通,有望提供真正的全场景无缝服务体验。

图表:欧拉与鸿蒙操作系统角色互补

资料来源:华为全联接2021大会,中金公司研究部

截至大会,欧拉的社区成员已经超过100家,包含处理器、整机、操作系统、云服务、数据库与中间件、行业应用等各种伙伴。

图表:欧拉社区成员全景图

资料来源:华为全联接2021大会,中金公司研究部

华为云发布开天aPaaS,云云协同,一切皆服务

2021年9月23日,华为在全联接大会中发布了华为云开天aPaaS(应用程序平台即服务),旨在将行业数字化转型经验沉淀成为云平台中可调用的服务。目前开天aPaaS已经开放支付、搜索、浏览、地图、广告五个数字业务根引擎,支持九大垂类行业,开放50个场景化云服务,提供128个kits和20,000个API。我们认为PaaS的推出是IaaS厂商拓展应用场景、丰富商业模式的必经之路,有望实现经验即服务的行业场景化创新,快速复制行业数字化优秀案例,加快智能世界云底座的构建。

图表:华为云开天aPaaS架构

资料来源:华为全联接2021大会,中金公司研究部

华为云计划协同生态型业务发展,在四个方面加大投入:除上述aPaaS平台外,华为云还聚焦于开发者服务、行业SaaS、应用分发云市场的构建

华为生态建设成果

2021全联接大会上,华为公布了六大技术生态(鲲鹏、昇腾、鸿蒙、HMS、MDC、华为云)的建设进展。截至2021年9月,在基础生态中,鲲鹏的解决方案认证数达1万个,昇腾的合作伙伴达500家;智能终端领域中,鸿蒙OS升级用户数量已经达到1.2亿,集成HMS core的应用数量达14万个;智能驾驶生态中,MDC伙伴数量已有90个;华为云生态中,华为云开发者已达到230万个。

图表:华为生态建设成果

资料来源:华为全联接2021大会,中金公司研究部

OpenEuler:打造植根中国的开源Linux数字底座

OpenEuler从何而来?

OpenEuler是植根于中国的开源 Linux 发行版平台。华为于2019年底正式发布基于Linux的开源操作系统openEuler,并同时成立openEuler开源社区。OpenEuler一方面能够直接作为发行版Linux操作系统,应用于服务器、云端等场景;另一方面其更重要的使命是要作为植根于中国的Linux发行版底座,为千万开发者提供完整的操作系统开发工具,进而孕育出赋能千万行业的各类商用发行版,助力中国开源Linux生态的进一步繁荣。

图表:OpenEuler版本迭代历史

资料来源:华为全联接2021,中金公司研究部

OpenEuler在主线分支的基础上提供社区创新版与长期维护版两种发行分支版本:

►社区主线版(Master):主干开发分支代码托管于Gitee,面向海内外所有开发者进行自由的创新,将openEuler社区每个软件包主干开发分支的代码更新纳入主干的实时构建,并基于master主干构建每日版本推送给各条子分支的openEuler社区开发者使用。

►社区创新版(Community):社区创新版主要供个人开发者免费下载获取使用,开发者也可以贡献代码并参与到openEuler开源社区生态中。社区创新版的更新迭代周期为半年,在Master主干分支过去6个月诸多创新的基础上,经过集中编译、构建、Beta测试、release测试,最终通过openEuler社区评审发布。

►长期维护版(LTS):LTS企业版为开发者及企业用户提供完整的操作系统开发工具链,企业可以直接应用LTS版本,或者根据需要购买由openEuler生态伙伴基于其开发的商业发行版,LTS企业版相较于社区创新版更为固化稳定,其更新迭代周期为两年。

图表:OpenEuler操作系统开发及发行分支架构

资料来源:华为OpenEuler,中金公司研究部

图表:OpenEuler操作系统技术架构

资料来源:华为OpenEuler,中金公司研究部

OpenEuler为何而生?

Linux根技术及开源社区目前仍由海外公司所主导。Linux是服务器及云计算领域操作系统的绝对主流,目前全球已有上百款基于Linux的商业发行版操作系统,其中也不乏有国内开发商推出的版本。然而目前Linux生态中的主流分支(RedHat/CentOS、Debian/Ubuntu、SUSE等)仍是由国外公司所主导,国内开发者更多是参与到海外Linux开源社区生态,并在海外社区主导者提供的根技术及开发工具的基础进行二次开发,进而衍生出国产Linux发行版。

图表:中国金融领域开源服务器操作系统应用情况,2020

资料来源:中国信通院,中金公司研究部

图表:中国政务领域开源服务器操作系统应用情况,2020

资料来源:中国信通院,中金公司研究部

中国公司积极参与全球Linux生态,社区地位与话语权逐步提升。Linux内核是操作系统层最靠近硬件的部分,其作为开放的公共资源,是所有Linux发行版的必要组成部分。通过贡献Linux内核代码可以引导Linux发展路径,因此贡献Linux内核代码成为了全球科技巨头进行商业博弈的途径之一。以华为为代表的国产厂家在内核代码贡献程度方面后来居上,在openEuler发起之前,华为就已在全球Linux生态中扮演着重要的角色,其在Linux Kernel 5.14版本中更改集(补丁)贡献数量位列全球第一。

图表:近十多个版本Linux内核代码贡献情况

注:此处以更改集为单位计量各公司贡献。更改集(changeset),是指Linux内核中的一种更改单位,代码修改需要以完整的更改集进入内核修改中
资料来源:Linux LWC,中金公司研究部

CentOS发行策略调整,中国本土Linux开源生态建设势在必行。CentOS是RedHat针对企业用户的RHEL操作系统的开源镜像版本。事实上,之前行业中大部分的Linux发行版均是基于CentOS源码的二次开发版,而非完全是基于Linux 内核(Kernel)和编译器(GCC)的重构版。然而2020年末RedHat宣布CentOS 8将在2021年末结束支持,CentOS项目未来会将CentOS Stream(滚动更新版)作为RHEL的上游开发分支;CentOS Linux 7也将于2024年6月停服。因此之后 CentOS 将不再是一个稳定的生产环境操作系统,这使得海内外的公司及开发者均在寻找未来CentOS的替代方案。而对于中国基础软件行业来说,CentOS发行策略的调整更是进一步凸显了本土Linux分支及开源生态建设的重要性。

图表:CentOS发行策略变更情况

资料来源:中国信通院,中金公司研究部

图表:华为在Linux 内核5.14版本的补丁贡献数量排名第一

资料来源:Linux社区,中金公司研究部

OpenEuler致力于打造植根中国、全球领先的开源Linux根社区。基于对Linux内核及根技术深厚的理解和积累,华为openEuler为海内外开发者提供高效便捷的Linux操作系统根技术框架及开发工具,社区同时也推出了完善的文档以及丰富的线上线下培训课程,赋能生态伙伴及广大开发者。OpenEuler也构建了完善的开放治理模式,由技术委员会、用户委员会、特别兴趣小组构成社区治理的基本架构。OpenEuler的使命是要赋能中国广大的开发者,使其能够基于本土的Linux根技术社区进行技术与商业创新,其愿景是要建立植根于中国,汇聚海内外开发者的长期活跃的Linux开源生态。

图表:OpenEuler开源生态社区治理架构

资料来源:华为全联接2021,中金公司研究部

OpenEuler向何而去?

OpenEuler生态建设已有所成,实现主流底层算力及使用场景全覆盖。截至2021年9月,OpenEuler的下载使用已经编及全球54个国家,累计下载次数超过25万次,汇聚6,379名开发者,建立起26,792个分支fork及8,485个软件仓库。在对底层算力的适配上,OpenEuler已实现对x86/ARM/RISC-V等主流架构的全覆盖支持,并重点加强了对ARM架构的支持;在对应用场景的支持上,OpenEuler目前已实现对云原生、存储、大数据、数据库等业务场景的支持,并在在政府、金融、运营商等行业实现落地应用。

图表:OpenEuler生态建设已有所成,实现主流算力、场景、OSV全覆盖

资料来源:华为全联接2021,中金公司研究部

OpenEuler汇聚诸多海内外知名OSV,商业发行版已陆续发布落地。在开发者伙伴生态建设方面,目前openEuler已经聚集了大部分国内主流的OSV,包括麒麟(UKUI openEuler)、统信(UOS V1020e)、麒麟信安、普华、中科院软件所等厂商均已均推出了基于openEuler的商业发行版本。此外在2021年7月,SUSE与openEuler正式宣布启动战略合作,并联合发布SUSE基于openEuler的发行版数硕Linux。

图表:诸多海内外知名OSV已加入openEuler生态,推出基于openEuler的发行版本

资料来源:OpenEuler官网,中金公司研究部

华为全联接2021召开,OpenEuler全场景版本发布。2021年9月25日,华为于2021全联接大会上正式发布openEuler开源操作系统首个全场景版本(OpenEuler创新版 21.09)。此次21.09创新版实现对服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等多样性设备的支持;同时也实现全量组件量子化,对ERP/CRM/BSS/NFV/DCS/SCADA等全场景API进行统一,覆盖ICT+OT全场景的应用。

Beside OpenEuler,华为泛数字基础设施生态战略持续推进。在此次全联接大会上,华为除了openEuler生态方面的发布之外,也发布了在openGauss数据库生态、华为云开天aPaaS/SaaS生态等方面的系列规划,其中华为沃土云创项目计划在2022年投入1亿美元,赋能不同领域的开发者,加速全行业场景数字创新。我们认为华为未来的长期规划是要为各行各业提供泛在的数字基础设施,涵盖云底层、操作系统、数据库、aPaaS,而openEuler则是其整体生态战略中的重要一环。

远景构想:欧拉+鸿蒙打造全数字基础设施操作系统。华为具有全系列的终端硬件,因此其操作系统领域欧拉+鸿蒙战略的远期目标也是要打造可在多种设备、各类场景上均可运用的统一的操作系统。我们认为未来OpenEuler将进一步强化与OpenHarmony的能力共享(Linux内核技术、设备驱动框架),生态互通(应用生态、设备生态、开发者生态),两者结合之下有望成为覆盖全数字技术设施及全数字化场景应用的统一操作系统底座。

图表:欧拉+鸿蒙的远景构想是要打造全数字基础设施操作系统

资料来源:华为全联接2021,中金公司研究部

附录:全球服务器操作系统行业概览

Linux是服务器操作系统领域的主流选择

操作系统在计算机系统中的地位举足轻重。操作系统是控制、管理计算机硬件和软件资源的系统软件,向下需要与底层硬件交互,向上需要支持各类应用中间件与应用程序。按照部署设备的不同,操作系统可以分为服务器操作系统、个人电脑操作系统,以及移动设备操作系统。相较个人电脑而言,服务器对安全性、稳定性有更高的要求,因而服务器操作系统也包含支撑服务器安全与稳定性能的管理工具与应用程序。

图表:操作系统是计算机硬件与软件交互的枢纽

资料来源:CSDN,中金公司研究部

服务器操作系统分为闭源与开源两类,其中开源占据主流地位。闭源操作系统以Windows为代表,其代码并不开放;开源操作系统以Linux为代表,其内核(Linux Kernel)由Linux Torvalds发布于1991年,代码开放透明。在全球开发者的共同努力之下,Linux日趋稳定、完善,在服务器操作系统市场中占据主流地位。根据Linux基金会的统计,全球90%的公有云平台、99%的超级计算机市场均采用Linux系统。根据IDC的数据,在全球服务器操作系统市场使用份额中,68%的服务器采用Linux系统。

图表:Linux与Windows分别为开源与闭源操作系统的代表

资料来源:中金公司研究部

图表:开源服务器操作系统占据主流地位

资料来源:IDC,中金公司研究部

Linux各发行版本演进关系概览

Linux脱胎于Unix,诞生于上世纪九十年代初。1969年,Ken Thompson在AT&T贝尔实验室实现了Unix操作系统第一个版本。1979年,AT&T成立专门的Unix实验室,将Unix进行商业化发行。彼时动辄上万美元的Unix授权费让大多数消费者望而却步,Unix仅在高校和大型企业中得到小范围使用。为了更自由地使用操作系统,来自芬兰赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds在1991年编写出一个类Unix内核,被命名为Linux,意为Linus的Unix。1993年3月,加上网络传输协议的Linux 1.0版本正式发布,由于其兼容并包、开放透明的特性,Linux一经发布便广受欢迎。在全球开发者努力之下,Linux演化出各种不同的系统版本,包括Debian、SUSE、Ubuntu、RHEL、CentOS、OpenEuler等。

图表:常见Linux发行版分为四个派系,相互之间存在演进关系

资料来源:CSDN,Wikipedia,中金公司研究部

Linux发展至今已演化出多个分支。Linux分为社区版与商业版两类:社区版开发与维护的主体是开源社区,免费开放给全球开发者;商业版以社区版为基础,附加了更多与安全、稳定相关的企业级需求以及商业标识,由某商业主体管理和维护。在1993年Linux内核诞生后,基于各类使用场景与使用需求,Linux演化出各种不同的版本。按照软件打包方式分类,我们将Linux各类发行版分为Slackware系、Debian系、RedHat系和其他四大分支派系。

►Slackware系:Slackware发布于1994年,是Linux家族第一个商业发行版,使用Slackpkg作为软件包管理器。1996年,几位德国的工程师基于Slackware开发出社区版openSUSE,一经发布即在欧洲广受欢迎;2005年,商业版SUSE发布。

►Debian系:Debian项目创建于1993年,其稳定运行的1.1版本发布于1996年,使用dpkg作为软件包管理器。Debian因具有完备易用的特点,在发布后即成为新手入门Linux的首选操作系统。但同时,Debian由于集成了较多应用程序所以比较“重”,更为轻量级、用户友好的社区版Ubuntu在2004年诞生。以Debian为基础的Linux发行版还有Deepin,同样具有用户友好、界面美观的特点。

►RedHat系:RedHat Enterprise Linux(RHEL)最初由RedHat公司发布于1995年,使用rpm作为软件包管理器。RHEL由于添加了更多安全性、稳定性的支持,广受企业用户喜爱。2003年,RedHat公司宣布Fedora计划,开发出社区版的Linux发行版Fedora。2004年,基于RHEL 2.1版开发出的社区版CentOS诞生,CentOS继承了RHEL稳定完备的特点,加之其免费发行,因而也逐步成为了全球应用作为广泛的发行版Linux。

►其他发行版:2000年后,随着互联网的兴起,更多有网络特性、支持云计算的Linux发行版逐渐面世,其中包括诞生于2000年的Gentoo,诞生于2002年的Arch,诞生于2006年的Linux Mint,以及诞生于2019年的国产操作系统OpenEuler等。其中,Gentoo常被用作网络服务器操作系统,比如Chrome OS。

图表:Linux发行版演进时间线

注:受篇幅限制,上图未包含所有Linux发行版,详细情况请参考http://futurist.se/gldt/wp-content/uploads/12.10/gldt1210.png

注:受篇幅限制,上图未包含所有Linux发行版,详细情况请参考http://futurist.se/gldt/wp-content/uploads/12.10/gldt1210.png
资料来源:NPU,中金公司研究部

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