一、四层负载均衡七层负载均衡:

 

(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作用,无法修改判断请求资源的具体类型,也不会干预客户端服务之间应用层通信(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终端可靠连接,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

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
(2)稳定性、可靠性好,自身有完美的热备方案;(如:LVS+Keepalived
(3)工作网络4层,通过vrrp协议转发(仅作分发之用),具体的流量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策略比如针对域名目录结构,但是 Nginx 仅能支持 httphttps 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)、Iphash(Ip哈希
(4)Nginx 对网络依赖小,理论上能ping通就能进行负载功能安装配置简单测试方便;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支持通过端口检测,不支持 URL 来检测
(6)不支持 Session直接保持,但能通过 ip_hash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)、rdpcookie(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服务器程序可用性和可伸缩性。
 

第四、总体对比

(1)智能
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文件header添加信息,根据不同文件类型进行分类转发。四层模型仅支持基于网络层需求转发,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;四层模型原理上讲,会直接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
四层模型基于底层设置,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。

 

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