四层负载均衡和七层负载均衡的区别

Posted 2021-03-20 terry-wu

关于负载均衡，经常听到四层负载均衡和七层负载均衡的说法，他们之间有什么关系和区别呢，今天就简单总结概括下。

概述

用一句话来说，四层负载均衡就是工作在计算机网络OSI七层分层的第四层（传输层）的，七层负载军和则是工作在第七层（应用层）的。

也就是说，四层负载均衡是基于IP+端口的负载均衡，七层负载均衡是基于URL等应用层信息的负载均衡。

同理，还有基于MAC地址的二层负载均衡和基于IP地址的三层负载均衡。

• 二层负载均衡(mac)
  一般是用虚拟mac地址方式,外部对虚拟MAC地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的MAC地址响应。
• 三层负载均衡(ip)
  一般采用虚拟IP地址方式,外部对虚拟的ip地址请求,负载均衡接收后分配后端实际的IP地址响应。
• 四层负载均衡(tcp)
  用虚拟ip+port接收请求,再转发到对应的真实机器。
• 七层负载均衡(http)
  用虚拟的url或主机名接收请求,再转向相应的处理服务器。

在实际应用中,比较常见的就是四层负载及七层负载。这里也重点说下这两种负载。

  所谓的四到七层负载均衡，就是在对后台的服务器进行负载均衡时，依据四层的信息或七层的信息来决定怎么样转发流量。 比如四层的负载均衡，就是通过发布三层的IP地址（VIP），然后加四层的端口号，来决定哪些流量需要做负载均衡，对需要处理的流量进行NAT处理，转发至后台服务器，并记录下这个TCP或者UDP的流量是由哪台服务器处理的，后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。七层的负载均衡，就是在四层的基础上（没有四层是绝对不可能有七层的），再考虑应用层的特征，比如同一个Web服务器的负载均衡，除了根据VIP加80端口辨别是否需要处理的流量，还可根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否要进行负载均衡。举个例子，如果你的Web服务器分成两组，一组是中文语言的，一组是英文语言的，那么七层负载均衡就可以当用户来访问你的域名时，自动辨别用户语言，然后选择对应的语言服务器组进行负载均衡处理。

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具体区别

负载均衡器通常称为四层交换机或七层交换机。那么四层和七层两者到底区别在哪里？

1. 技术原理区别

• 所谓四层负载均衡，也就是主要通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。

  以常见的TCP为例，负载均衡设备在接收到第一个来自客户端的SYN 请求时，即通过上述方式选择一个最佳的服务器，并对报文中目标IP地址进行修改(改为后端服务器IP），直接转发给该服务器。TCP的连接建立，即三次握手是客户端和服务器直接建立的，负载均衡设备只是起到一个类似路由器的转发动作。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还会对报文原来的源地址进行修改。

 

四层和七层交换机原理

• 所谓七层负载均衡，也称为“内容交换”，也就是主要通过报文中的真正有意义的应用层内容，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。

  以常见的TCP为例，负载均衡设备如果要根据真正的应用层内容再选择服务器，只能先代理最终的服务器和客户端建立连接(三次握手)后，才可能接受到客户端发送的真正应用层内容的报文，然后再根据该报文中的特定字段，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。负载均衡设备在这种情况下，更类似于一个代理服务器。负载均衡和前端的客户端以及后端的服务器会分别建立TCP连接。所以从这个技术原理上来看，七层负载均衡明显的对负载均衡设备的要求更高，处理七层的能力也必然会低于四层模式的部署方式。

2.应用场景区别

  七层因为可以代理任意修改和处理用户的请求，所以可以使整个应用更加智能化和安全，代价就是设计和配置会更复杂。所以是否有必要使用七层负载均衡是一个需要权衡的问题。

  现在的7层负载均衡，主要还是着重于应用HTTP协议，所以其应用范围主要是众多的网站或者内部信息平台等基于B/S开发的系统。 4层负载均衡则对应其他TCP应用，例如基于C/S开发的ERP等系统。

 

 

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