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1、证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 MongoDB：全球全球 NoSQL 数据库引领者数据库引领者 全球 SaaS 云计算产业系列报告 382021.1.14 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 作为全球领先的作为全球领先的 NoSQL 数据库数据库平台，平台，MongoDB 充分融合了开源软件的社区充分融合了开源软件的社区 生态以及订阅模式优势，满足了企业组织对于数据库产品性能、可扩展性、灵生态以及订阅模式优势，满足了企业组织对于数据库产品性能、可扩展性、灵 活性和可靠性等需求活性和可靠性等需求，并支持在公有云、本地和混合云等环境部署，在全球数，并支持在公有云、本地和混合

2、云等环境部署，在全球数 据库市场持续获得份额据库市场持续获得份额。同时。同时，较主要竞争对手，公司产品本身的平台中立性、较主要竞争对手，公司产品本身的平台中立性、 性能性能&成本优越性以及开发者生态亦成为公司差异化竞争优势主要来源。中期成本优越性以及开发者生态亦成为公司差异化竞争优势主要来源。中期 来看，来看，MongoDB 有望持续受益于全球数据库市场向云端迁移、新用例增长等有望持续受益于全球数据库市场向云端迁移、新用例增长等 趋势，营收料将持续快速增长，盈趋势，营收料将持续快速增长，盈利能力亦有望利能力亦有望随之随之改善改善。 MongoDB：全球：全球 NoSQL 数据库引领者数据库引领

3、者。MongoDB 成立于 2007 年，总部位 于美国纽约， 2017年10月上市。 作为全球领先的NoSQL数据库平台， MongoDB 充分融合了开源软件的社区生态以及订阅模式优势，满足了企业组织对于数据 库产品性能、可扩展性、灵活性和可靠性的需求，并支持在公有云、本地和混 合云环境中大规模部署，在全球数据库市场中持续获得份额。FY 2021Q3，公 司实现收入 1.5 亿美元，同比增长 37.8%；下游付费客户数超过 2.26 万家，同 比增长 42.1%。 行业分析行业分析：NoSQL、云化等成为数据管理软件市场重要增量来源、云化等成为数据管理软件市场重要增量来源，市场格局，市场格局

4、迎迎 来来重塑重塑机会机会。NoSQL 和云化为近年来数据库市场演进的主要方向。NoSQL 方 面，近年来数据量（尤其是非结构化数据）的激增凸显了传统关系型数据库在 可扩展性和灵活性等方面的劣势； 而 NoSQL 数据库的分布式横向拓展架构以及 对于非结构化、半结构化数据的支持较好地解决了关系型数据库的弱点。云化 方面，企业 IT 系统向云端迁移已成为高确定性趋势，IDC 预计 2023 年全球云 原生应用数将达到 5 亿个，相较 2019 年 0.7 亿的水平增加逾 6 倍；而 DBaaS 云数据库依托公有云的资源，在易用性、可拓展性上更加突出。在 NoSQL 和云 化的趋势下，传统关系型数

5、据库厂商在持续失去份额，2016-2019 年 Oracle、 IBM 在数据管理市场中的份额分别下降了 10%和 3%，而 MongoDB 的份额， 则由 2015 年不及 0.2%的水平持续上升至 2019 年的 0.8%。目前 MongoDB 在 全球 NoSQL 数据库市场处于领先位置，普及性和功能显著优于其他开源方案， 而中立性和产品性能亦好于公有云的产品。 公司分析：公司分析：技术优势、开源生态、平台中立性等技术优势、开源生态、平台中立性等构建差异化特色。构建差异化特色。1）管理团队： 公司核心管理团队构成较为合理，高管均拥有知名软件企业的丰富从业经历， CTO Mark Port

6、er 更是曾在 AWS 以及 Oracle 的数据库部门担任多年领导职务。 2）差异化特色：技术层面，公司的优势主要体现在性能、可扩展性、灵活性、 可靠性等方面；生态层面，公司连续三年（2017-2019 年）在最受欢迎的数据 库排名中蝉联榜首，显著领先于其他数据库产品，云+开源的战略亦促使公司云 收入迅速提升，付费用户数迅速增长；中立性层面，公司近期宣布 Atlas 中多云 集群的全面可用性，中立性的平台使得 MongoDB 在面对公有云厂商的竞争时 优势明显。 3） 运营效率： 毛利率方面， Atlas 的相关托管成本使得公司 Non-GAAP 毛利率由 2018 财年的 74.9%下降至

7、 2020 财年的 72.2%， 而近期则呈现企稳回 升态势；费用率方面，规模效应亦使得公司费用率近年来亦呈现下降趋势。 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 后续成长性：后续成长性：云业务推动营收快速增长，盈利能力亦有望跟随改善云业务推动营收快速增长，盈利能力亦有望跟随改善。中长期来看，公司 成长性主要来源于： 1） 云业务快速发展： 自 2017 财年 MongoDB Atlas 发布以来， Atlas 贡献的收入占比由当年的 1%迅速上升至 2021 财年前三季度的 44%；2）新客户的持续 导入：成熟的开源生

8、态、增量应用的导入以及部分存量应用向 NoSQL 的迁移将使得公 司客户数迅速增加；3）客户 ARPU 持续提升：截至 2021 财年 Q3，公司披露的 Net revenue retention rate 连续 19 个季度超过 120%， 而公司 Atlas 产品的季度 ARPU 已经 由上市之初的 1319 美元上升至 2021 财年 Q3 的 3358 美元；4）海外市场拓展：国际 市场的收入占比已经由 2016 财年的 30.7%提升至 2021 财年 Q3 的 39.2%， 其增速高于 国内市场。盈利方面，管理层给出的公司长期运营利润率目标为 20%，考虑到 SSPL 授 权模式下

9、的货币化能力以及良好的客户黏性、当前客户 up sell、cross sell 表现，我们 认为公司未来有望实现该目标。 风险因素：风险因素：疫情导致短期企业 IT 支出缩减、项目交付延迟、部分既有合同商务条款重新 签订风险； 疫情导致全球经济长周期下行风险； 公司核心营销、 产品技术人员流失风险； 新产品、新客户拓展不及预期风险；激烈市场竞争导致定价承压风险等。 投资建议投资建议：根据当前彭博一致预期，目前市场预计公司 2021/22/23 财年收入分别为 5.8 /7.4/9.5 亿美元，对应同比增速为 36.7%/27.8%/28.6%。考虑到公司突出的产品竞争优 势，叠加云业务的快速拓

10、展、客户数及 ARPU 持续提升以及国际市场的迅速增长，我们 认为公司收入在中期仍有望实现 30%以上复合增速， 同时运营效率的不断改善亦有望推 动盈利指标相应改善。目前公司估值对应 2021 财年的 PS 为 38x，显著高于美股 SaaS 行业平均 14x 的估值水平，主要反映市场对公司产品竞争优势、突出成长性给予的估值 溢价，亦体现了市场对于公司在数据库市场中持续获得份额的良好预期。短期来看，营 收增速仍将是市场最为关注的运营指标，也是持续支撑公司高估值的核心。 公司盈利预测（百万美元）公司盈利预测（百万美元） 年度年度 FY2019 FY2020 FY2021E FY2022E FY2

11、023E 营业收入 267.0 421.7 576.4 736.8 947.5 同比 60.8% 57.9% 36.7% 27.8% 28.6% Non-GAAP 净利润 -72.1 -55.9 -61.9 -63.4 -42.1 毛利率 73.7% 72.0% 72.4% 72.0% 72.6% PS 81 51 38 29 23 资料来源：彭博一致预测，中信证券研究部；注：股价为 2021 年 1 月 11 日收盘价 nMtMoOqNxOmNrOrQsPnQrP9PdNaQoMqQnPrQkPoOmNeRrQrN7NqQvMwMtOtPvPqMnM 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云

12、计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 MongoDB：全球：全球 NoSQL 数据库引领者数据库引领者 . 1 行业分析：行业分析：NoSQL、云化等成为数据管理软件市场重要增量来源、云化等成为数据管理软件市场重要增量来源 . 6 产品趋势：NoSQL 数据库快速发展 . 6 部署模式：云化渐成趋势 . 9 公司分析：产品优势明显，云业务快速增长公司分析：产品优势明显，云业务快速增长 . 15 风险因素风险因素 . 25 盈利预测盈利预测&估值估值 . 25 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必

13、阅读正文之后的免责条款部分 插图目录插图目录 图 1：公司上市以来市值表现 . 2 图 2：公司的产品业务体系 . 3 图 3：公司股权结构 . 4 图 4：公司营业收入及增速 . 5 图 5：公司订阅收入占比 . 5 图 6：公司分产品收入占比 . 5 图 7：公司分地区收入占比 . 5 图 8：关系型数据库的基本结构 . 6 图 9：全球数据量及同比增速 . 7 图 10：关系型数据库和非关系型数据库的扩展方式 . 7 图 11：关系型数据库和非关系型数据库的扩展方式 . 8 图 12：存储在公有云和传统数据中心的数据对比 . 9 图 13：欧美企业 IT 部署模型调研. 9 图 14：全

14、球云原生应用数及同比增速 . 9 图 15：DBaaS 架构 . 10 图 16：数据库软件市场规模及预测 . 10 图 17：DBaaS 云数据库软件市场规模及增速 . 11 图 18：全球数据管理软件市场份额 . 11 图 19：MangoDB 数据库产品收入以及市场份额 . 12 图 20：全球数据管理软件市场份额 . 12 图 21：全球数据管理软件市场份额 . 12 图 22：DB-engines 网站根据受欢迎程度对于数据库的排名 . 13 图 23：全球云端 NoSQL 数据库&数据仓库市场份额获得者 Top 7 . 14 图 24：全球云端 NoSQL 数据库&数据仓库市场份额

15、丢失者 Top 4 . 14 图 25：公司产品主要技术优势. 16 图 26：MongoDB Community Server 累计下载量及同比增速. 17 图 27：Stack Overflow 年度开发者调查最受欢迎的数据库产品 . 17 图 28：IDC 关于企业是否接纳混合云战略的调研 . 18 图 29：企业混合云部署情况 . 18 图 30：公司直销以及自助服务渠道占订阅收入的比例 . 19 图 31：公司 Non-GAAP 毛利率 . 19 图 32：公司 Non-GAAP 期间费用率 . 19 图 33：公司 Non-GAAP Operating Margin . 20 图

16、34：公司 MongoDB Atlas 产品收入及收入占比 . 20 图 35：公司 MongoDB Atlas 客户数 . 21 图 36：公司总客户数 . 21 图 37：公司客户净增加数（剔除收购 mlab 所得 4200 名客户） . 22 图 38：公司产品与 Realm 的协同效应 . 22 图 39：公司 ARR 超过十万美元的客户数及同比增速 . 23 图 40：公司 Atlas 产品 ARPU . 23 图 41：公司分地区收入占比 . 23 图 42：公司静态 PS BAND 图 . 25 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请

17、务必阅读正文之后的免责条款部分 表格目录表格目录 表 1：公司发展历程 . 1 表 2：MongoDB Atlas 定价模式 . 3 表 3：MongoDB Realm 定价模式 . 4 表 4：主流的非关系型数据库 . 8 表 5：MongoDB Atlas 与云厂商的文档数据库方案对比 . 13 表 6：公司核心管理团队履历 . 15 表 6：公司盈利预测（百万美元） . 25 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 MongoDB：全球：全球 NoSQL 数据库引领者数据库引领者 公司概况公司概况：Mongo

18、DB 成立于 2007 年 11 月，美国总部位于纽约，国际总部位于都柏 林；2017 年 10 月，公司于纳斯达克交易所上市（代码：MDB） 。作为全球领先的 NoSQL 数据库平台，MongoDB 充分融合了开源软件的社区生态以及订阅模式的经济优势，满足 了企业组织对于数据库产品性能、可扩展性、灵活性和可靠性的需求，并支持在公有云、 本地和混合云环境中大规模部署，在全球数据库市场中持续获得份额。FY 2021Q3，公司 实现收入 1.5 亿美元， 同比增长 37.8%； 下游付费客户数超过 2.26 万家， 同比增长 42.1%。 目前公司市值超过 200 亿美元，上市以来累计涨幅超过 1

19、2x。 表 1：公司发展历程 时间节点时间节点 主要事件主要事件 2007 年 Dwight、Eliot、Kevin Ryan 创立 10gen，即 MongoDB 的前身。10gen 起初计划推出具有 上层应用程序和底层数据库堆栈的 PaaS 托管解决方案，同年获得 Union Square Ventures 150 万美元的天使投资。 2009 年 创始团队改变起初的产品理念， 决定仅专注于数据库， 在开源数据库的基础上提供商业支持 和培训服务。 2009 年 2 月，MongoDB 1.0 发布，初始版本提供了基于文档模型的查询语言、索引功能以 及对于复制的基础支持，并推出了数据库分片的

20、实验性功能。 2009 年 12 月，MongoDB 1.2 发布，引入了使用 map-reduce 进行大规模数据处理的功能。 2010 年 2010 年 3 月，MongoDB 1.4 发布，引入了后台创建索引功能。 2010 年 8 月，MongoDB 1.6 发布，该版本正式支持了用于水平扩展的数据库分片功能，引 入了具有自动故障转移功能的副本集以及 IPv6 支持。 2011 年 2011 年 9 月，MongoDB 2.0 发布，引入压缩命令，强化索引能力，支持地理空间数据。 2012 年 公司拥有超过 100 名员工。 2012 年 8 月，MongoDB 2.2 发布，推出聚合

21、管道，使多个数据处理步骤可作为一个操作链 来进行。 2013 年 公司拥有 250 多名员工和 1000 多个客户，10gen 正式更名为 MongoDB。 2013 年 3 月，MongoDB 2.4 发布，在控制台中引入文本搜索和 Google 的 V8 JS 引擎以及 其他增强功能。 2013 年 3 月，商业版本的数据库 MongoDB Enterprise 发布。 2014 年 2014 年 4 月，MongoDB 2.6 发布，增强聚合、安全和查询功能。 2014 年 12 月，MongoDB 收购数据存储引擎厂商 WiredTiger，增强存储引擎功能。 2015 年 Glass

22、door 认定 MongoDB 为最佳雇主。 2015 年 3 月，MongoDB 3.0 发布，整合 WiredTiger 存储引擎，引入可插拔存储引擎 API， 副本集成员节点限制提升至 50 个，改进安全性。 2015 年 12 月，MongoDB 3.2 发布，支持文档验证、部分索引功能，增强聚合功能。 2016 年 公司拥有超过 600 名员工，MongoDB 下载量超过 2000 万次。 完全托管、按需付费的云数据库产品 MongoDB Atlas 发布。 2016 年 11 月，MongoDB 3.4 发布，支持只读视图、线性化读取，支持 ARM64。 2017 年 公司拥有超过

23、 800 名员工，MongoDB 下载量超过 3000 万次。 2017 年 10 月，MongoDB 于纳斯达克交易所上市 2017 年 11 月，MongoDB 3.6 发布，支持变更流、JSON 架构文档验证。 2018 年 公司拥有超过 1000 名员工，MongoDB 下载量超过 6000 万次。 2018 年 6 月，MongoDB 4.0 发布，正式推出多文档 ACID 事务支持。 2018 年 10 月，MongoDB 宣布收购提供云端 MongoDB 数据库托管的公司 mLab，拓展云 数据库客户群。 2019 年 2019 年 5 月，MongoDB 收购移动数据库和同步平

24、台 Realm，填补了 MongoDB Mobile 的 不足。 2019 年 8 月，MongoDB 4.2 发布，支持分布式 ACID 事务。 2020 年 公司拥有超过 2000 名员工，MongoDB 下载量超过 1.3 亿次。 2020 年 7 月，MongoDB 4.4 发布，主要针对扩展性、性能、易用性等方面的用户痛点进行 了优化和改进。 资料来源：公司公告，中信证券研究部 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 图 1：公司上市以来市值表现（亿美元） 资料来源：公司公告，中信证券研究部 主营主营业务

25、业务：遵从开源遵从开源 SSPL 协议协议提供商业化订阅产品提供商业化订阅产品。公司由开源 NoSQL 数据库产 品起家，目前已经发展为一个现代化的通用数据库平台，当前产品主要包括企业级数据库 产品 MongoDB Enterprise Advanced、云数据库产品 MongoDB Atlas、开源数据库产品 Community Server 和移动数据库及同步平台 MongoDB Realm。成熟的开源生态、突出的 产品性能、不断完善的功能体系使其成为全球最受欢迎的 NoSQL 数据库产品，在全球数 据库市场中持续获得份额： 产品体系产品体系：包括客户自行管理和完全托管产品包括客户自行管理

26、和完全托管产品。作为现代化的通用数据库平台， MongoDB 的核心产品主要包括 MongoDB Enterprise Advanced、MongoDB Atlas 和 Community Server 和 MongoDB Realm。其中 MongoDB Enterprise Advanced 是由客户自行管理的企业级数据库平台，包括商业数据库服务器、企 业级管理工具、图形用户界面、分析工具集成和技术支持等；MongoDB Atlas 是完全托管的 DBaaS 云数据库产品，包括自动资源调配、全面系统监控、托管 的备份和恢复等功能；Community Server 是 MongoDB 数据库

27、的开源免费下载 版本，包含开发人员使用 MongoDB 所需的核心功能，有助于数据库产品在开发 者群体中快速推广； 而 MongoDB Realm 则是用于数据密集型网页和移动应用程 序的移动数据库，开发者可以借助 Realm Sync 将边缘设备的数据无缝同步到后 端云数据库。 0 50 100 150 200 250 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图 2：公司的产品业务体系 资料来源：公司官网 收费模式收费模式：企业企业版版按服务器节点按服务器节点订阅，云产品订阅，云产品按需付费按需付费。公司对于不同

28、产品采用 不同的定价方式：1）对于企业级数据库产品 MongoDB Enterprise Advanced， 公司按每个服务器节点收取订阅费用， 具体价格会依据服务器性能以及所需功能 协商确认。2）对于云数据库产品 MongoDB Atlas，公司面向小型团队提供共享 集群，共享内存和算力，并根据不同的存储空间按使用时长计费；面向专业开发 团队提供专属集群，根据不同的RAM、算力和存储空间按使用时长计费。3）对 于移动数据库及同步平台 MongoDB Realm，公司同样根据计算、同步、数据传 输等功能的使用量进行计费。 表 2：MongoDB Atlas 定价模式 Cluster RAM v

29、CPUs Storage Price 共享集群 M0 Shared Shared 512 MB Free M2 Shared Shared 2 GB $9/mo M5 Shared Shared 5 GB $25/mo 专属集群 M10 2 GB 1 10 GB $0.08/hr M20 4 GB 2 20 GB $0.2/hr M30 8 GB 2 40 GB $0.54/hr M40 16 GB 4 80 GB $1.04/hr M50 32 GB 8 160 GB $2/hr M60 64 GB 16 320 GB $3.95/hr M80 131 GB 32 750 GB $7.3/h

30、r M140 192GB 48 1000 GB $10.99/hr M200 256 GB 64 1500 GB $14.59/hr M300 384 GB 96 2000 GB $21.85/hr 资料来源：公司官网，中信证券研究部 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 表 3：MongoDB Realm 定价模式 Compute Sync Request Transfer $10/500 hours of request runtime Excluding Sync $0.08/1M minutes of S

31、ync runtime $2.00/1M application requests $0.12/GB for egress $0.000000005/ms $0.00000008/min $0.000002/request $0.12/GB for egress 资料来源：公司官网，中信证券研究部 股权结构股权结构：截至 2020 年 9 月 30 日，公司机构股东持股比例达 86.8%，直接持有公 司 5%以上股份的机构股东包括 Capital World Investors、 Fidelity Management&Research Company （FMR） 、 The Vanguard

32、 Group 和 Morgan Stanley Investment， 分别持股 11.97%、 9.17%、6.90%和 6.08%。 图 3：公司股权结构 资料来源：彭博，中信证券研究部 财务分析财务分析：营收快速增长，云产品占比持续上升营收快速增长，云产品占比持续上升。过去数年，受益于全球数据量（尤 其是非结构数据）的爆发式增长、本地数据库向云端的不断迁移，以及公司产品的突出竞 争优势，MongoDB 营收持续高速增长，2020 财年收入达到 4.22 亿美元，其中来自美国 的收入占比最高，达到 62.4%。同时收入增长带来的规模效应逐步显现，上市以来，公司 运营利润率等指标迅速改善：

33、成长性成长性：过去数年，公司营收持续高速增长，2020 财年收入达到 4.22 亿美元， 2021 财年前三季度实现收入 4.19 亿美元，同比增加 40.6%，系由云数据库产品 强劲表现、整体付费客户和高价值企业客户快速增加、客户 ARPU 稳步提升、国 际市场的持续扩张，以及产品体系的不断迭代等驱动。 运营运营效率：效率： 毛利率方面， 随着云数据库产品 MongoDB Atlas 收入占比快速提升， 相关托管成本提升使得公司 Non-GAAP 毛利率由 2018 财年的 74.9%下降至 2020 财年的 72.2%；而公司 2021 财年前三季度的毛利率为 72.5%，呈现企稳 回升态

34、势。费用率方面，公司 2021 财年前三季度的 Non-GAAP 销售、研发及 管理费用率分别为 44.4%、 24.3%和 11.8%， 较 2020 财年 46.1%、 25.5%和 13.3% 的水平均降低明显，近年来亦呈现下降趋势。 收入收入分布分布：分业务看，2021 财年前三季度，公司产品及其他专业服务收入分别 占比 95.5%和 4.5%； 分产品看， MongoDB Enterprise Advanced、 MongoDB Atlas （包括 MongoDB Realm）分别各占收入的 44%，而目前已经停供的 MongoDB 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系

35、列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 Core 等其他产品目前仍占收入的 7.5%， 预计未来几年内将逐渐归零； 分地区看， 公司目前收入仍主要来源于美国本土地区，占比达 62.4%，国际市场仍有较大渗 透空间。 图 4：公司营业收入及增速（百万美元，%） 资料来源：公司财报，中信证券研究部 图 5：公司订阅收入占比（FY 2021 前三季度） 资料来源：公司财报，中信证券研究部 图 6：公司分产品收入占比（FY 2021 前三季度） 资料来源：公司财报，中信证券研究部 图 7：公司分地区收入占比（FY 2021 前三季度） 资料来源：公司财报，中信证券研究部

36、0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 0 100 200 300 400 500 FY 2016FY 2017FY 2018FY 2019FY 2020FY 2021Q3 营业收入YoY 95.5% 4.5% 订阅收入专业服务收入 44.0% 44.0% 4.5% 7.5% MongoDB Enterprise Advanced MongoDB Atlas 专业服务收入 其他产品 62.4% 29.5% 8.1% 美国EMEA亚太 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 行业分析：行

37、业分析：NoSQL、 云化等成为数据管理软件市场重、 云化等成为数据管理软件市场重 要增量来源要增量来源 产品趋势产品趋势：NoSQL 数据库快速发展数据库快速发展 关系型数据库关系型数据库（RDBMS） ：作为各类应用程序的底座，数据库是用户创建、修改、检 索、查询并管理与应用程序相关数据的核心引擎。自 1970 年数据库诞生以来，关系型数 据库一直主导着这一市场。关系型数据库以行和列的形式储存数据，支持 ERP、CRM 等 传统事务性应用的数据管理，能够较好地保证数据的完整性和一致性，但关系型数据库在 可扩展性以及灵活性方面有着固有的缺陷： 可扩展性：可扩展性：关系型数据库往往运行在预配置

38、的设备之上，这些高度优化的设备具 有固有的可扩展性和容量限制，通常只能通过更换更高性能的硬件设备以进行纵 向扩展，而不支持横向扩展。 灵活性：灵活性：关系型数据库按照结构化的方法存储数据，每个数据表都必须预先定义 好表的结构，再根据表的结构存入数据，这样做的好处是由于数据的形式和内容 在存入数据之前就已经定义好了，所以整个数据表的可靠性和稳定性都比较高， 但其缺点在于结构难以修改且不支持半结构和非结构化的数据。 图 8：关系型数据库的基本结构 资料来源：公司财报 非关系型数据库（非关系型数据库（NDBMS） ：在二十一世纪之前，由于数据量以及数据处理需求相对 较小， 关系型数据库的弱点并不明显

39、。 但近年来全球数据量呈现爆发式增长， 据 IDC 统计， 2019 年全球产生的数据量为 41ZB，过去十年的 CAGR 接近 50%，预计到 2025 年全球 数据量或高达 175ZB，2019-2025 年仍将维持近 30%的复合增速，其中超过 80%的数据 都将是处理难度较大的文本、图像、音视频等非结构化数据。数据量（尤其是非结构化数 据） 的激增使得关系型数据库的弱点愈加凸显， 而非关系型数据库 （又称 NoSQL 数据库） 的出现较好地解决了 RDBMS 在可扩展性以及灵活性方面的问题： 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正

40、文之后的免责条款部分 7 图 9：全球数据量及同比增速（ZB，%） 资料来源：IDC（含预测） ，中信证券研究部 可扩展性：可扩展性：不同于关系型数据库的纵向扩展，NoSQL 数据库采取了分布式横向 扩展的体系架构，将数据分布在为大量廉价的服务器集群，每台服务器的数据处 理和存储能力都相互连接，系统自动在所有节点之间均衡数据并同时进行数据处 理，降低了数据库扩容的成本并提升了数据处理的效率。 图 10：关系型数据库和非关系型数据库的扩展方式 资料来源：Ubuntu 灵活性：灵活性：不同于关系型数据库“先定义，后写入”的 Schema-on-Write 模式， NoSQL 数据库采用了 Sche

41、ma-on-Read 的模式，即不需要预先定义数据结构便 可将数据直接写入数据库，只有当数据被读入的时候，才会按需定义数据结构。 Schema-on-Read 的模式很好地支持了非结构化、半结构化数据的存储与处理， 并便于数据结构的修改和更新，大大提升了数据库的灵活性。 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 1.8 2.8 4.4 6.6 8.6 16.1 26.0 33.0 41.0 51.0 65.0 80.0 101.0 131.0 175.0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0 20 40 60 80 100 120 1

42、40 160 180 200全球数据量（ZB）同比增速 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 图 11：关系型数据库和非关系型数据库的扩展方式 资料来源：Oracle 非关系型数据库（非关系型数据库（NDBMS） ：包括包括文档、文档、键值键值、图形等数据库、图形等数据库。根据所存储数据模型 的类型，主流的非关系型数据库包括：适用于内容管理、产品目录、Web 或移动应用开发 等场景的文档数据库；适用于会话应用、实时竞价、购物车等场景的键值数据库；用于存 储和导航关系、适用于应用内数据大量相连场景的图形数据库；适用

43、于文本搜索、日志记 录和分析等场景的搜索引擎数据库；适用于物联网应用、DevOps 和工业遥测等场景的时 间序列数据库等。 近年来，层出不穷的数据库类型满足了客户在不同场景或应用下的需求，但同样增加 了客户选用数据库产品时的复杂度。比如，在构建电商应用时，客户需要使用关系型数据 库存储客户信息等结构化数据，使用文档数据库处理产品目录、历史订单等数据，使用键 值数据库处理购物车数据，使用图形数据库进行产品推荐等，这通常会导致部署和维护时 的繁琐，并造成数据重复等问题。随着非关系型数据库市场的逐渐成熟，单一模式的供应 商已经转向多模式数据库，以解决更广泛的客户用例并简化客户体验，包括 MongoD

44、B、 Azure CosmosDB Amazon DynamoDB、MarkLogic、Redis Labs 等。 表 4：主流的非关系型数据库 数据库种类数据库种类 主要特点主要特点 代表厂商代表厂商 文档数据库文档数据库 将数据映射到文档，每个文档包含数据以及用于检索文档的唯一键。文档数据 库以 JSON 或 XML 的格式描述数据，数据以分层的树状结构保存，适用于内 容管理、Web 或移动应用程序的开发 MongoDB、Amazon DocumentDB、Azure CosmosDB、MarkLogic、Couchbase. 键值数据库键值数据库 将数据存储为键值对集合，其中键作为唯一标

45、识符。键和值都可以是从简单对 象到复杂复合对象的任何内容。键值数据库是高度可分区的，并且允许以其他 类型的数据库无法实现的规模进行水平扩展。键值数据库常用于面向会话的应 用、实时竞价、购物车等 Amazon DynamoDB、Azure Table Storage、 Redis Labs、Oracle NoSQL Database、 Aerospike、Riak、Oracle Berkeley DB 图形数据库图形数据库 图形数据库专门用于存储和导航关系，适用于关系与单个数据点同等重要或比 单个数据点更重要的用例。图形数据库使用节点（Nodes）存储数据实体，并 使用边（edges）存储节点之

46、间的关系，能够为具有大量相连数据的应用程序 提供更佳的性能，常用于社交网络、推荐引擎、欺诈检测、访问管理等 Neo4j、 Amazon Neptune、 Titan、 TigerGraph 搜索引擎数搜索引擎数 据库据库 搜索引擎数据库是一类专门用于数据内容搜索的非关系数据库，使用索引对数 据中的相似特征进行归类，并提高搜索能力，以处理结构化、半结构化或非结 ElasticSearch、Amazon Elasticsearch Service 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 构化的各种数据。 搜索引擎数据库

47、常用于文本搜索、日志记录和分析等 时间序列数时间序列数 据库据库 主要用于指处理带时间标签的数据，时序数据库解决方案通过使用特殊的存储 方式，使得时序大数据可以高效存储和快速处理，常见用例包括物联网应用程 序、DevOps 和工业遥测 InfluxDB、Amazon Timestream、 TimescaleDB 资料来源：AWS 官网，中信证券研究部 部署模式部署模式：云化渐成趋势云化渐成趋势 企业企业 IT 系统系统向云端迁移为向云端迁移为高高确定性趋势确定性趋势。根据 IDC 数据，存储在公有云中数据占 比将在 2020 年追平传统数据中心， 且占比仍将不断提升； 而根据 Alphawi

48、se 的调研数据， 到 2023 年， 欧美企业 IT 部署中 43%将为云， 较目前的 23%提升近一倍。 而在应用层面， 根据 IDC 数据，到 2023 年，全球云原生应用数将达到 5 亿个，相较 2019 年 0.7 亿的水 平增加逾 6 倍，2019-2023 年复合增速为 62.3%。 图 12：存储在公有云和传统数据中心的数据对比 资料来源：IDC（含预测） ，中信证券研究部 图 13：欧美企业 IT 部署模型调研 资料来源：Alphawise，中信证券研究部 图 14：全球云原生应用数及同比增速（百万个，%） 资料来源：Oracle（含预测） ，中信证券研究部 DBaaSDBa

49、aS 云数据库易用性、可拓展性更加突出。云数据库易用性、可拓展性更加突出。传统部署的数据库需要用户自行管理， 数据库管理员耗费大量精力承担数据库的安装、升级、管理、测试、安全等任务，并且随 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 公有云传统数据中心 23% 26% 47% 0%20%40%60%80%100% 目前 2020年底 2023年底 on-premiseCo-loc

50、ationManaged Hostingcloud 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 100 200 300 400 500 600 20192020E2021E2022E2023E 云原生应用数同比增速 全球全球 SaaS 云计算产业系列报告云计算产业系列报告 382021.1.14 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 着企业业务规模的扩大，数据爆发式增长，维护工作将变得越来越复杂，对数据管理员的 能力和时间要求更高。 同时， 尽管 NoSQL 数据库普遍支持横向扩展， 但用户仍然需要购买、 安装和配置硬件，扩展无法迅速完成；而 DBaaS 云数据则能够依