1.1 定义云计算的5大原则
我们可以把云计算的5大原则总结如下：
- 任何订阅用户均可使用的计算资源池。
- 最大化硬件利用率的虚拟计算资源。
- 按需伸缩的弹性机制。
- 自动新增或删除虚拟机。
- 对资源使用只按使用量进行计费。
这些原则在未来将不会发生显著变化，我们认为这5大原则是把某事物称为云计算的必要条件。表1.1对这些原则进行了总结，每条原则后面都附有一段便于快速参考的简短解释。
接下来将具体讨论这些原则，解释每条原则的含义和它是云计算支柱的原因。
1.1.1 计算资源池
云计算的第一个特征就是，它能够利用计算资源池，池中资源可能是外购和受控的，也可能是内部非专用的资源池。若这些资源可以被任何订阅用户使用，那么我们就进一步认可这些资源池对云作出了贡献。这意味着有信用卡的任何人都可以订阅。
例如，一家公司的网站当前常用的基本运营部署方案有3种。第一种是自托管（self-hosting）。采用该方案的公司选择不运营自己的数据中心，而是租借由第三方管理的一台服务器。通常，托管宿主服务（managed hosting service）租借给公司客户一台专用、独占的服务器（但共享托管也很常见）。单就这条原则来看，云计算类似共享托管宿主服务（shared managed hosting service），因为云提供商是第三方团体，拥有和管理这些共享给其他使用者的物理计算资源，但相似点仅此而已。
独立于云计算，一种由自托管IT向IT资源外包（outsource）的转变已经发展多年。这蕴含着重要的经济含义。两种基本含义是：一种是资本开支（capital expense，CAPEX）向运营开支（operational expense，OPEX）转变；另一种是基础设施运营相关的运营开支潜在减少。CAPEX向OPEX转变，意味着降低了启动新项目的财务门槛。（两术语的定义请参见3.1节。）
在自托管模型中，公司必须预先分配购买硬件和软件许可证的预算。这是一项固定成本，不论项目是否成功，始终存在。在外包模型中（托管宿主），启动费用一般等于一个月的运营成本，并且必须预付一年的费用。通常，一年的费用基本与同等项目的资本开支（CAPEX）持平或略低，但作为抵消，带来的好处则是运营基础设施所需的运营开支（OPEX）的减少。与此形成鲜明对比的是，在云模型中一般不存在启动费用。事实上，用不了阅读本章内容所花的时间，你就可以签字、授权信用卡，开始真正使用云服务。图 1.2并排列出了不同应用部署模型及其各自的资本开支（CAPEX）和运营开支（OPEX）的大小。
因为在成本结构上云基础设施远胜于其他模型，所以各种托管模型和云在经济上有巨大的差异。这种规模经济的原因是多方面的，但主要因素是与用量相关的简单经济。沃尔玛（Walmart）和好市多（Costco）可用比你我低得多的价格购买消费品，正因为它们是大批购买。在计算的世界，“商品”就是计算、存储、电能和网络容量。
1.1.2 计算资源虚拟化
云计算5大原则中的第二条涉及计算资源的虚拟化。虚拟化不是新概念。大多数企业将自己大部分的物理计算资源转变成虚拟的计算资源已经有5～10年时间了。之所以虚拟化对云至关重要是因为基于成千上万台服务器，云基础设施的规模已经变得非常巨大。每台服务器都要占用物理空间，使用大量电能，需要冷却。每台机器应该能够高效利用，并且每台服务器对于成本有效性都很重要。
最近，令廉价硬件（commodity hardware）得以高效利用的技术突破就是虚拟化—它也是使云成为时下IT宠儿背后的最大独立推动力—在这里，每台物理服务器都被分成多台虚拟服务器。每台服务器像真正的服务器一样运转，可以运行操作系统和辅助的完整应用程序。虚拟服务器是在云中可以按需消费的基本单元，它们组成了随时可用的庞大资源池。但要让这种大池子发挥作用，只有当应用的需求量增减时，应用多少能用到池内资源才行。即将在第4章看到，私有云的概念弱化了第一条原则，但保留了其他的。
1.1.3 随资源需求量伸缩的弹性
大型资源池的存在造就了称为弹性（elasticity）的概念—云计算5大原则的第三条。弹性这一概念在云计算中如此关键，以至于亚马逊决定把自己的云命名为亚马逊弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2）。
弹性—动态伸缩（dynamic scaling）的同义词—指的是根据需求量动态改变资源消耗量的一种能力。通常，在普通、稳态的条件下，应用需要的资源是基本水平；但是在峰值负荷条件下，则需要更多的资源。
在非云的世界，你只有构建了充足的容量，才可以让应用既能在基本负荷下正常执行，又能应付峰值负荷，同时兼具足够好的性能。在自托管模型中，这意味着某部署的硬件数量需要过量供给。在托管宿主部署中，可以从小资源集开始，然后随应用需求量增加而增加。可是，供应新的专用硬件资源需要数周时间，在很多大型组织里，甚至是几个月。若分配和释放需要人工干预，就算有大量虚拟资源可以随应用需求量增减而利用和释放也一无是处。
1.1.4 新资源部署自动化
可以自动（借助API）供应和部署一个新虚拟机器实例，相应地，也可以释放或回收一个实例的能力是云计算的第四条原则。云中部署的应用能按需供应新实例，并且它们上线只需几分钟。当峰值消退，不再需要多余资源，这些虚拟实例可以下线回收，不再纳入计费。增加的成本只限于那些额外实例被使用和处于活动状态的那几小时。
1.1.5 仅按使用情况度量计费
云计算第五个与众不同的特征是度量计费模型。在前面提到的托管宿主例子中，一般存在一个初始的启动费用和一个年度合同费用。云模型打破了这种经济壁垒，因为它是“随用随付”（pay-as-you-go）模型。这里没有年度合同，并且不存在一种特别消费水平的商业约定。
通常，可以按需分配资源，按小时为它们付费。这种经济优势不仅惠及由IT组织运营的项目，而且也让不计其数的开创新业务的企业家获益。他们不再像过去一样需要启动资金，取而代之，可以利用以小时计费、便宜的庞大计算资源。对他们来讲，云极大地改变了竞技场，让小公司能够平等地和大型公司同场竞技。
