四层LVS与七层Nginx负载均衡的区别

一、四层负载均衡与七层负载均衡：

（1）四层负载均衡：

        四层负载均衡工作在 OSI 七层模型的第四层（传输层），指的是负载均衡设备通过报文中的目标IP地址、端口和负载均衡算法，选择到达的目标内部服务器，四层负载均衡对数据包只起一个数据转发的作用，无法修改或判断所请求资源的具体类型，也不会干预客户端与服务器之间应用层的通信（如三次握手等）。但在某些部署情况下，为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备，在转发报文的同时可能会对报文原来的源地址进行修改。

        四层负载均衡单纯的提供了终端到终端的可靠连接，并将请求转发至后端，连接至始至终都是同一个。LVS就是很典型的四层负载均衡。

（2）七层负载均衡：

        七层负载均衡工作在 OSI 模型的第七层（应用层），指的是负载均衡设备通过请求报文中的应用层信息(如URL、HTTP头部、资源类型等信息)和负载均衡算法，选择到达的目标内部服务器。七层负载均衡的功能更加丰富灵活，另外七层负载均衡两端（面向用户端和服务器端）的连接都是独立的，在一定程度上也提升了后端系统的安全性，因为像网络常见的DoS攻击，在七层负载均衡的环境下通常在负载均衡设备上就截止了，不会影响到后台服务器的正常运行。比如常见 Nginx 就是运行在七层的负载均衡软件

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1、负载均衡分为L4 switch（四层交换），即在OSI第4层工作，就是TCP层。
此种Load Balance不理解应用协议（如HTTP/FTP/MySQL等等）。例子：LVS，F5。

2、另一种叫做L7 switch（七层交换），OSI的最高层，应用层。
此时，该Load Balancer能理解应用协议。例子：  haproxy，MySQL Proxy，Nginx。
注意：上面的很多Load Balancer既可以做四层交换，也可以做七层交换。

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四层负载均衡就是基于IP+端口实现的，七层负载均衡就是通过应用层资源实现的。

所谓四层就是基于IP+端口的负载均衡；七层就是基于URL等应用层信息的负载均衡

 二、Lvs、Nginx 和 HAproxy 的对比：

目前常见的负载均衡主要分为硬件负载均衡和软件负载均衡。硬件负载均衡比较知名的产品有 F5、Cirtix Netscaler等，而软件负载均衡常见的有 Haproxy、Nginx、Lvs 等

1、LVS：
（1）抗负载能力强、性能高，能达到硬件 F5 的 60%；对内存和 CPU 资源消耗比较低
（2）稳定性、可靠性好，自身有完美的热备方案；（如：LVS+Keepalived）
（3）工作在网络4层，通过vrrp协议转发（仅作分发之用），具体的流量由linux内核处理，因此没有流量的产生。
（4）支持负载均衡算法：rr（轮循）、wrr（带权轮循）、lc（最小连接）、wlc（权重最小连接）
（5）应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡；
（6）不支持正则处理，不能做动静分离。
（7）配置复杂，对网络依赖比较大。
2、Nginx：
（1）可以稳定承担高负载压力，一般能支撑超过1万次的并发，Nginx 对请求的异步处理可以减轻服务器节点负载
（2）工作在网络的7层，可以针对请求报文中的应用层信息做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构，但是 Nginx 仅能支持 http、https 和 Email 协议，这样就在适用范围较小。
（3）支持负载均衡算法：Round-robin（轮循）、Weight-round-robin（带权轮循）、Ip–hash（Ip哈希）
（4）Nginx 对网络的依赖小，理论上能ping通就能进行负载功能；安装和配置简单，测试方便；并且 Nginx还能做Web服务器即Cache功能
（5）Nginx 对后端服务器的健康检查只支持通过端口检测，不支持 URL 来检测。
（6）不支持 Session 的直接保持，但能通过 ip_hash 来解决，对Big request header的支持不是很好
3、HAProxy：
（1）在性能上，HAProxy 的负载均衡速度比 Nginx 更出色

（2）支持两种代理模式，TCP（四层）和 HTTP（七层），也支持虚拟主机；

（3）支持负载均衡算法：Round-robin（轮循）、Weight-round-robin（带权轮循）、加权源地址哈希(Weighted Source Hash)，加权URL哈希和加权参数哈希(Weighted Parameter Hash)、rdp–cookie（根据cookie）

（4）HAProxy 可以对 Mysql 进行负载均衡，对后端的DB节点进行检测和负载均衡。

（5）能够补充 Nginx 的一些缺点，比如Session的保持，Cookie的引导等工作

（6）不能做Web服务器即Cache。

三. 什么是负载均衡
1）负载均衡（Load Balance）建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。负载均衡有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。

2）简单来说就是：其一是将大量的并发处理转发给后端多个节点处理，减少工作响应时间；其二是将单个繁重的工作转发给后端多个节点处理，处理完再返回给负载均衡中心，再返回给用户。目前负载均衡技术大多数是用于提高诸如在Web服务器、FTP服务器和其它关键任务服务器上的Internet服务器程序的可用性和可伸缩性。
 

第四、总体对比

（1）智能性
七层负载均衡由于具备OIS七层的所有功能，所以在处理用户需求上能更加灵活，从理论上讲，七层模型能对用户的所有跟服务端的请求进行修改。例如对文件header添加信息，根据不同的文件类型进行分类转发。四层模型仅支持基于网络层的需求转发，不能修改用户请求的内容。
（2）安全性
七层负载均衡由于具有OSI模型的全部功能，能更容易抵御来自网络的攻击；四层模型从原理上讲，会直接将用户的请求转发给后端节点，无法直接抵御网络攻击。
（3）复杂度
四层模型一般比较简单的架构，容易管理，容易定位问题；七层模型架构比较复杂，通常也需要考虑结合四层模型的混用情况，出现问题定位比较复杂。
（4）效率比
四层模型基于更底层的设置，通常效率更高，但应用范围有限；七层模型需要更多的资源损耗，在理论上讲比四层模型有更强的功能，现在的实现更多是基于http应用。

代码007普通

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