一、四层与七层负载均衡在原理上的区别

图示:

四层负载均衡与七层负载均衡在工作原理上的简单区别如下图:

概述:

1.四层负载均衡工作在OSI模型中的四层,即传输层。四层负载均衡只能根据报文中目标地址和源地址对请求进行转发,而无法修改或判断所请求资源的具体类型,然后经过负载均衡内部的调度算法转发至要处理请求的服务器。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。

2.七层负载均衡工作在OSI模型的第七层应用层,所以七层负载均衡可以基于请求的应用层信息进行负载均衡,例如根据请求的资源类型分配到后端服务器,而不再是根据IP和端口选择。七层负载均衡的功能更丰富更灵活,也能使整个网络更智能。如上图所示,在七层负载均衡两端(面向用户端和服务器端)的连接都是独立的。

3.简言之,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、常用负载均衡软件对比

LVS的特点:
1、抗负载能力强。抗负载能力强、性能高,能达到F5硬件的60%;对内存和cpu资源消耗比较低
2、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。
2、稳定性、可靠性好,自身有完美的热备方案;(如:LVS+Keepalived)
3、应用范围比较广,工作在四层,所以不用考虑要处理的具体应用,可以对所有应用做负载均衡;
4、不支持正则处理,不能做动静分离。
5、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)
6、配置 复杂,对网络依赖比较大,稳定性很高。

Ngnix的特点:
1、工作在网络的7层之上,可以针对http应用做一些分流的策略,比如针对域名、目录结构;
2、Nginx对网络的依赖比较小,理论上能ping通就就能进行负载功能;
3、Nginx安装和配置比较简单,测试起来比较方便;
4、也可以承担高的负载压力且稳定,一般能支撑超过1万次的并发;
5、对后端服务器的健康检查,只支持通过端口来检测,不支持通过url来检测。
6、Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载;
7、Nginx仅能支持http、https和Email协议,这样就在适用范围较小。
8、不支持Session的直接保持,但能通过ip_hash来解决。
9、支持负载均衡算法:Round-robin(轮循)、Weight-round-robin(带权轮循)、Ip-hash(Ip哈希)
10、Nginx还能做Web服务器即Cache功能。

HAProxy的特点:
1、支持两种代理模式:TCP(四层)和HTTP(七层),支持虚拟主机;
2、能够补充Nginx的一些缺点比如Session的保持,Cookie的引导等工作
3、支持url检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助。
4、更多的负载均衡策略比如:动态加权轮循(Dynamic Round Robin),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)已经实现
5、单纯从效率上来讲HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度。
6、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。
9、支持负载均衡算法:Round-robin(轮循)、Weight-round-robin(带权轮循)、source(原地址保持)、RI(请求URL)、rdp-cookie(根据cookie)
10、不能做Web服务器即Cache

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