四层负载均衡和七层负载均衡的区别

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)
    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)
    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。


具体区别

负载均衡器通常称为四层交换机七层交换机。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。

四层负载均衡和七层负载均衡的区别
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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