思科全球云指数报告：2011-2016年预测

ZDNet至顶网软件频道消息： 思科全球云指数是对全球数据中心和基于云计算的IP流量的增长的预测，这个预测包括与数据中心虚拟化和云计算相关的趋势预测，本文将向你展示关于这个思科预测的详细信息以及所采用的方法。

全球数据中心流量:

• 到2016年年底，年度全球数据中心IP流量将达到6.6 zettabytes，全球数据中心IP流量将达到每月554 exabytes(2011年仅为每月146 exabytes)

• 在未来五年，全球数据中心IP流量将增至近4倍。总体而言，从2011年到2016年，数据中心IP流量将以31%的复合年均增长率(CAGR)增长。

数据中心虚拟化和云计算转变：

• 每个已安装的传统服务器的工作负载数量将从2011年的1.5增加到2016年的2.0

• 每个已安装的云服务器的工作负载数量将从2011年的4.2增加到2016年的8.5

• 到2016年，近三分之二的工作负载将在云中处理

全球云流量:

• 到2016年年底，全球年度云IP流量将达到4.3 zettabytes，全球云IP流量将达到每月355 exabytes(2011年仅为每月57 exabytes)

•在未来五年，全球云计算IP流量将增加6倍。总体而言，从2011年到2016年，云计算IP流量将以44%的复合年均增长率(CAGR)增长。

• 到2016年，全球云IP流量将占总数据中心流量的三分之二

各地区云计算准备情况：

•在2011年，在宽带接入(固定和移动)方面，北美和西欧占主导地位，到2016年，他们将继续保持其地位。然而，在整个预测期内，所有地区在宽带接入方面都将出现不小的进步。由于亚太地区人口众多，在整个预测期内，亚太地区的用户数量最多。

• 西欧的平均固定宽带下载速度为11.7 Mbps，北美紧随其后--10.3 Mbps，亚太平洋以及中欧和东欧的平均固定上传速度最高，分别为6.7 Mbps和5.9 Mbps。

• 西欧以及中欧和东欧的平均固定网络延迟最高，分别为58 ms和59 ms。

数据中心流量的发展史

在过去的一年中，自第一个思科全球云指数发布以来，这个行业见证了云计算的快速发展，从一个新兴技术发展成为日益流行的网络解决方案。企业和政府机构正在将越来越多的关键任务工作负载转移到云环境中。而对于消费者来说，云服务让他们能够随时随地使用多种设备来访问内容和服务。

云部署的主要驱动力包括更快地交付服务和数据、提高应用程序性能以及提高运营效率。虽然对于一些潜在云应用而言，安全以及与现有IT环境的整合仍然存在问题，但越来越多的消费级和企业级云服务目前已经可用。现在的云服务能够满足各种客户需求(例如隐私、移动性和多设备访问)，并且支持企业短期和长期战略要求。

从数据来看，云计算对数据中心流量的影响很显而易见。需要注意的是，自2008年以来，大多数互联网流量源自或者终止于数据中心。在可预见的未来，数据中心流量仍然将继续主导互联网流量，但随着云应用程序、服务和基础设施的增加，数据中心流量的性质正在发生根本性的转变。全球云发展的重要性和相关性可以从这个预测中体现：到2016年，约三分之二的数据中心流量将是云流量。

本文不仅总结了进出数据中心的流量的增长，而且总结了数据中心内不同功能单元间的流量情况。

全球数据中心IP流量：到2016将增加近4倍

图1总结了对2011年到2016年数据中心IP流量增长情况的预测。

图1. 全球数据中心IP流量增长

预计在2016年互联网将进入zettabyte(泽字节)时代，但数据中心已经进入泽字节时代。虽然经过互联网和IP WAN网络的流量数量预计在2016年每年将达到1.3 zettabytes，但数据中心流量数量已经达到每年1.8 zettabytes，预计到2016年，将会增至近4倍，达到每年6.6 zettabytes，这代表着31%的年复合增长率(CAGR)。数据中心流量主要是由于数据中心内部的流量(通常，互联网和WAN的定义止步于数据中心的边界)。

思科全球云指数的主要组成部分---全球数据中心流量预测，涵盖了由世界各地服务供应商以及私营企业运营的网络数据中心。

数据中心流量的目的地：大部分的流量保持在数据中心内

流经数据中心的消费者和企业流量大致可以被分为三个主要部分(图2)：

• 保持在数据中心内的流量

• 从数据中心流向数据中心的流量

• 通过互联网或IP WAN从数据中心流向最终用户的流量

图2.根据目的地来看全球数据中心流量分布情况

在整个预测期内，数据中心内的流量数据仍然占主要部分，在2011年和2016年都占数据中心流量的76%。主要流量仍然位于数据中心的原因包括应用服务器、存储和数据库的功能分离，这会产生复制、备份和读/写流量穿过数据中心。此外，并行处理会划分任务，并将它们发送到多个服务器，产生内部数据中心流量。

离开数据中心的流量和驻留在数据中心内的流量的比率将会随着时间的推移而增加，因为视频文件需要大量带宽，并且不需要数据库或者处理流量。然而，桌面虚拟化等应用的增加可能会抵消这种趋势。此外，存储虚拟化和其他数据中心功能将会增加数据中心内的流量，因为功能可能不再限于本地机架或者服务器。表1提供了全球数据中心流量的增长情况。

表1. 2011-2016全球数据中心流量，2011年-2016年

目的地：

• 数据中心到用户：通过互联网或IP WAN从数据中心流向最终用户的流量

• 数据中心到数据中心：从数据中心流向数据中心的流量

• 数据中心内：仍然在数据中心的流量

• 消费者：针对消费者最终用户的流量

• 企业： 针对企业最终用户的流量

• 云数据中心： 与云计算消费者和业务应用程序相关的流量

• 传统数据中心： 与非云计算消费者和业务应用程序相关的流量

数据中心工作负载：到2016年将有近三分之二的工作负载基于云计算

工作负载可以被定义为服务器用于运行应用程序和支持一些用户与应用程序交互的处理量。思科全球云指数预测了工作负载从传统数据中心到云数据中心的持续转型。到2016年，近三分之二的工作负载将会在云数据中心中处理(图3)。

图3. 工作负载分布：2011年-2016年

在2011年到2016年间，云数据中心工作负载的增长将会是传统工作负载增长的5.5倍。传统上，一台服务器承载一个工作负载。然而，随着服务器计算能力和虚拟化的增加，在云架构中，每台物理服务器开始承载多个工作负载。云经济(包括服务器成本、灵活性、可扩展性和产品寿命)正在促进服务器间工作负载的迁移，包括数据中心内部和数据中心之间(甚至包括不同地理位置的数据中心)。

通常情况下，最终用户应用程序可由分布在多台服务器的几个工作负载来支持，这将会在数据中心内和数据中心间产生多个数据流，还有流向和流自最终用户的流量。每台云服务器的平均工作负载将会从2011年的4个增长为2016年的8.5个。相比较而言，每台传统数据中心服务器的平均工作负载将从2011年的1.5增加到2016年的2。表2提供了从传统数据中心到云数据中心的工作负载转变。

表2. 工作负载从传统数据中心转移到云数据中心

全球数据中心和云IP流量增长

全球范围内的数据中心流量增长率为31%CAGR，但云数据中心流量增长率更快，为44%CAGR，也就是说，在2011年到2016年间，增长了6倍(见图五)。

图4： 总体数据中心流量增长

图5.云数据中心流量增长

在2012年，云流量将突破泽字节这个关口，到2016年，近三分之二的数据中心流量将位于云计算。需要注意的是，自2011年思科全球云指数发布以来，对云数据中心流量的评估方法已经发生了改变。之前的方法将所有存储流量定位在非云流量类别，而新方法将与云工作负载相关的存储流量放在云流量类别。

例如，在新方法中，与云应用程序开发相关的存储流量将被作为云流量，但在之前的方法中，则会被排除在云流量之外。因为存储占数据中心流量的40%左右，这种方法的改变将会大大提高云流量在数据中心流量的比率。使用新方法的话，到2016年，云流量将占总数据中心流量的64%。而使用之前的方法的话，到2016年，云流量只会占总数据中心流量的36%。

云流量增长背后的主要推动力是云架构的快速普及以及部署，还有云数据中心处理更高流量负载的能力。云数据中心支持更高的虚拟化、标准化和自动化。这些因素带来更高的性能以及更高的容量和吞吐量。

全球企业和消费者云计算增长

根据这个研究的目的，思科全球云指数根据对最终用户提供的服务来划分流量。企业数据中心通常是专注于企业需求和处理业务相关流量，而消费者数据中心通常面向更广泛的受众，以及为大众消费群处理流量。

根据云数据中心内流量预测，消费者流量的CAGR为46%，到2016年，每年达到3.6ZB。企业云流量的年复合增长率为37%，到2016年每年可达596PB。表3展示了全球消费者和企业云流量增长率的详细信息。

表3. 全球云流量，2011年-2016年

关键应用程序正在促进企业和消费者领域的云部署。对于企业而言，提供对大量数据归档的灵活地访问是IT部门考虑云解决方案的重要因素。此外，使用高级分析来挖掘大量非结构化数据中包含的价值信息，能够为企业创造有价值的竞争优势。而通过云环境加强的协作服务能够提高员工工作效率和客户满意度。

在消费领域，视频和音频流等应用时云流量增长的主要因素，而个人内容存储柜等新服务也日益流行。在个人内容存储柜中，用户可以通过简单易用的界面以相对较低的成本来存储和共享音乐、照片和视频。此外，平板电脑、智能手机和其他移动设备的普及使用户能够更方便地访问个人存储柜。

思科全球云指数预测个人云流量将从2011年每年0.6 EB增加到2016年25EB，CAGR为111%(见图6)。

图6. 个人内存存储柜流量增长

各地区的云流量增长

思科全球云指数现在包含对各地区云流量增长的预测数据(见图7)。

• 在2011年，北美地区产生了最多的云流量(每年261 exabytes)，紧随其后的是亚太地区(每年216 exabytes)，以及西欧(每年156 exabytes)

• 到2016年，亚太地区将产生最多的云流量(每年1.5 zettabytes)，然后是北美(每年1.1 zettabytes)和西欧(每年1 zettabyte)

• 从2011年到2016年，中东和非洲预计将产生最高的云流量增长率(79%CAGR)，然后是拉丁美洲(66%CAGR)，中欧和东欧(55%CAGR)。这些地区比其他地区的云流量基数要小。

图7.各地区的云流量增长

全球云计算准备情况

本章节从地域的角度分析了用于提供下一代云服务的带宽和移动网络的要求。这些网络的增强功能和可靠性将支持企业和消费级云计算解决方案的部署，例如，消费者希望能够随时随地与朋友交流以及分享音乐和视频。企业用户需要能够不间断地访问企业通信和移动解决方案以进行视频会议等。

下载速度、上传速度以及延迟是评估网络是否准备好迎接云计算的必要因素。图8提供了样本企业和消费者云服务分类以及相应的网络要求。需要注意的是，应用程序的同时使用将会影响用户体验以及云接入能力。

图8.样本企业和消费者云服务分类

各地区网络性能统计数据是根据这些地区支持这些云服务类别的能力来排名的。思科对Ookla、思科GIST应用程序、国际电信联盟的超过9000万条跨度为两年的数据进行了分析。

云计算准备情况的因素包括：

网络接入：

• 无处不在的宽带： 该指标衡量固定和移动宽带普及率，同时考虑人口统计资料来了解各地区的普及率和预期连接情况。

• 下载速度： 随着移动和固定带宽密集型应用程序的逐渐普及，最终用户的下载速度是一个重要因素。该指标对于虚拟机、客户关系管理(CRM)、企业资源规划云平台以及消费者的视频下载和内容检索的服务质量至关重要。

•上传速度： 随着虚拟机、平板电脑和企业视频会议的逐渐流行，上传速度也变得越来越重要。上传速度的重要性将随着时间的推移继续增加，推动上传速度重要性的因素包括云计算和数据中心虚拟化的普及、传输输一半玩机的软件更新和补丁的需要、在虚拟文件系统大型文件的分发以及对消费级云游戏服务和备份存储的需求。

•网络延迟性： 语音IP电话、观看和上传视频、通过移动带宽登录网上银行或者查看医院记录的延迟都是因为高延迟性造成的(通常以毫秒为单位)。降低在云中传送数据包的延迟性是交付高级服务以及确保高质量最终用户体验的关键。

宽带无处不在

图9和图10总结了各地区在2011年和2016年的带宽普及率。在2011年北美和西欧领导着带宽接入(固定和移动)，并将继续在2016年保持其领先地位。然而，在整个预测期内，所有地区都会出现很大的进步。由于亚太地区人口众多，该地区将拥有最多的用户。

自思科全球云指数首次发布以来，评估宽带普及程度的方法也发生了改变，今年，思科采用了基于自下向上的方法的内部预测，评估宽带线路以及每个家庭平均用户，然后审核国家预测与特定国家电信报告的数据。在移动方面，这种方法侧重于移动互联网用户而不是订阅用户，这防止了重复计算(因为有些用户可能有多个订阅网络)。

图9.2011年各地区的宽带分布情况

图10. 2016年各地区的宽带分布情况

全球平均下载和上传速度概述(2012)

下载和上传速度以及延迟性是评估网络功能的关键要素，思科全球云指数提供了额外的下载速度、上传速度和延迟方面的详细信息。

•全球平均固定宽带的下载速度为9.4 Mbps

•全球平均上传速度为4.5 Mbps

•全球平均移动下载速度为2.2 Mbps

•全球平均上传速度为0.97 Mbps

消费者平均固定下载和上传速度

• 对于消费者平均固定下载速度，西欧以11.6Mbps领先，紧接着是北美10.6Mbps。

• 对于消费者平均固定上传速度，亚太地区以6.8 Mbps领先，而中欧和东欧为5.9 Mbps(图11)。

图11. 2012年各地区消费者平均固定速度

消费者平均移动下载和上传速度

• 对于消费者平均移动下载速度，北美以3.3Mbps领先，紧接着是西欧2.7Mbps。

• 对于消费者平均移动上传速度，北美以1.6Mbps领先，而西欧为1.2 Mbps(图12)。

图12. 2012年各地区消费者平均移动速度

企业平均固定下载和上传速度

• 对于企业平均固定下载速度，西欧以15.8 Mbps领先，而中欧和东欧为11.5 Mbps

• 对于企业平均固定上传速度，西欧以11.3 Mbp领先，中欧和东欧为7.6 Mbps(图13)

图13. 各地区企业平均固定速度，2012年

企业移动下载和上传速度

• 对于企业平均移动下载速度，中欧和东欧以3.14 Mbps领先，而西欧为3.13 Mbps。

• 对于企业平均移动下载速度，中欧和西欧以1.7 Mbps领先，亚太地区为1.6 Mbps(图14)

图14. 各地区企业平均移动速度，2012年

网络延迟

• 全球平均固定延迟为70 ms

• 对于平均固定延迟，西欧以58 ms领先，中欧和东欧非常接近，为59 ms

• 对于企业平均固定延迟，中欧和东欧以73 ms领先，北美为93ms

• 对于消费者平均固定延迟，西欧以58ms领先，中欧和东欧为59ms

• 全球平均移动延迟为229ms

• 对于平均移动延迟，西欧以142 ms领先，中欧和东欧为180 ms

• 对于企业平均移动延迟，拉丁美洲以231ms领先，北美为248ms

• 对于消费者平均移动延迟，西欧以142ms领先，北美为179ms

总结

总体而言，2011年-2016年思科全球云指数主要总结了以下几个结论。

全球数据中心流量将进入泽字节时代，到2016年将增加近四倍，达到6.6ZB。数据中心流量增加最迅速的领域是云流量，在预测期内，云流量将增加六倍，到2016年，将占所有数据中心流量的近三分之二。

促进云计算流量快速增长的主要驱动力是数据中心虚拟化，它提供了灵活、快速部署和有效的服务。促进云计算增长的其他趋势包括用户希望能够随时随地通过各种设备访问应用程序和内容，为了解决这些不断提高的用户需求，基于云计算的数据中心需要比传统数据中心支持更多虚拟机和工作负载。到2016年，近三分之二的工作负载将在云中处理。

这项研究还分析了带宽普及率的重要性及其与云计算准备情况的关系。从各地区平均下载和上传速度以及延迟性来看，所有地区都能够支持基本的云服务。现在的重点将在于继续提高网络功能以支持企业和最终用户期待的高级云应用程序。