四层LVS与七层Nginx负载均衡的区别

Posted 2022-02-05 张维鹏

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

总之，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。

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。

参考文章：https://www.jianshu.com/p/572005e00d16