四層負載均衡和七層負載均衡有什么區(qū)別？

負載均衡就是一種計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用來在多個計算機（計算機集群）、網(wǎng)絡(luò)連接、CPU、磁碟驅(qū)動器或其它資源中分配負載，以達到最佳化資源使用、最大化吞吐率、最小化響應(yīng)時間、同時避免過載的目的。這種計算機技術(shù)的實現(xiàn)方式有多種。其中最常用的是四層和七層負載均衡。
一、負載均衡的分類
1、二層負載均衡。負載均衡服務(wù)器對外依然提供一個VIP（虛IP），集群中不同的機器采用相同IP地址，但機器的MAC地址不一樣。當負載均衡服務(wù)器接受到請求之后，通過改寫報文的目標MAC地址的方式將請求轉(zhuǎn)發(fā)到目標機器實現(xiàn)負載均衡。三層負載均衡和二層負載均衡類似，負載均衡服務(wù)器對外依然提供一個VIP（虛IP），但集群中不同的機器采用不同的IP地址。當負載均衡服務(wù)器接受到請求之后，根據(jù)不同的負載均衡算法，通過IP將請求轉(zhuǎn)發(fā)至不同的真實服務(wù)器。四層負載均衡2、四層負載均衡。工作在OSI模型的傳輸層，由于在傳輸層，只有TCP/UDP協(xié)議，這兩種協(xié)議中除了包含源IP、目標IP以外，還包含源端口號及目的端口號。四層負載均衡服務(wù)器在接受到客戶端請求后，以后通過修改數(shù)據(jù)包的地址信息（IP 端口號）將流量轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器。
3、七層負載均衡。七層負載均衡工作在OSI模型的應(yīng)用層，應(yīng)用層協(xié)議較多，常用http、radius、DNS等。七層負載就可以基于這些協(xié)議來負載。這些應(yīng)用層協(xié)議中會包含很多有意義的內(nèi)容。比如同一個Web服務(wù)器的負載均衡，除了根據(jù)IP加端口進行負載外，還可根據(jù)七層的URL、瀏覽器類別、語言來決定是否要進行負載均衡。
二、四層和七層兩者的區(qū)別
負載均衡設(shè)備也常被稱為”四到七層交換機”，那么四層和七層兩者到底區(qū)別在哪里?
1、技術(shù)原理上的區(qū)別。
所謂四層負載均衡，也就是主要通過報文中的目標地址和端口，再加上負載均衡設(shè)備設(shè)置的服務(wù)器選擇方式，決定最終選擇的內(nèi)部服務(wù)器。
以常見的TCP為例，負載均衡設(shè)備在接收到第一個來自客戶端的SYN 請求時，即通過上述方式選擇一個最佳的服務(wù)器，并對報文中目標IP地址進行修改(改為后端服務(wù)器IP)，直接轉(zhuǎn)發(fā)給該服務(wù)器。TCP的連接建立，即三次握手是客戶端和服務(wù)器直接建立的，負載均衡設(shè)備只是起到一個類似路由器的轉(zhuǎn)發(fā)動作。在某些部署情況下，為保證服務(wù)器回包可以正確返回給負載均衡設(shè)備，在轉(zhuǎn)發(fā)報文的同時可能還會對報文原來的源地址進行修改。
所謂七層負載均衡，也稱為“內(nèi)容交換”，也就是主要通過報文中的真正有意義的應(yīng)用層內(nèi)容，再加上負載均衡設(shè)備設(shè)置的服務(wù)器選擇方式，決定最終選擇的內(nèi)部服務(wù)器。
以常見的TCP為例，負載均衡設(shè)備如果要根據(jù)真正的應(yīng)用層內(nèi)容再選擇服務(wù)器，只能先代理最終的服務(wù)器和客戶端建立連接(三次握手)后，才可能接受到客戶端發(fā)送的真正應(yīng)用層內(nèi)容的報文，然后再根據(jù)該報文中的特定字段，再加上負載均衡設(shè)備設(shè)置的服務(wù)器選擇方式，決定最終選擇的內(nèi)部服務(wù)器。負載均衡設(shè)備在這種情況下，更類似于一個代理服務(wù)器。負載均衡和前端的客戶端以及后端的服務(wù)器會分別建立TCP連接。所以從這個技術(shù)原理上來看，七層負載均衡明顯的對負載均衡設(shè)備的要求更高，處理七層的能力也必然會低于四層模式的部署方式。
2，應(yīng)用場景的需求。
七層應(yīng)用負載的好處，是使得整個網(wǎng)絡(luò)更”智能化“。例如訪問一個網(wǎng)站的用戶流量，可以通過七層的方式，將對圖片類的請求轉(zhuǎn)發(fā)到特定的圖片服務(wù)器并可以使用緩存技術(shù);將對文字類的請求可以轉(zhuǎn)發(fā)到特定的文字服務(wù)器并可以使用壓縮技術(shù)。當然這只是七層應(yīng)用的一個小案例，從技術(shù)原理上，這種方式可以對客戶端的請求和服務(wù)器的響應(yīng)進行任意意義上的修改，極大的提升了應(yīng)用系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)層的靈活性。很多在后臺，例如Nginx或者Apache上部署的功能可以前移到負載均衡設(shè)備上，例如客戶請求中的Header重寫，服務(wù)器響應(yīng)中的關(guān)鍵字過濾或者內(nèi)容插入等功能。
另外一個常常被提到功能就是安全性。網(wǎng)絡(luò)中最常見的SYN Flood攻擊，即黑客控制眾多源客戶端，使用虛假IP地址對同一目標發(fā)送SYN攻擊，通常這種攻擊會大量發(fā)送SYN報文，耗盡服務(wù)器上的相關(guān)資源，以達到Denial of Service(DoS)的目的。從技術(shù)原理上也可以看出，四層模式下這些SYN攻擊都會被轉(zhuǎn)發(fā)到后端的服務(wù)器上;而七層模式下這些SYN攻擊自然在負載均衡設(shè)備上就截止，不會影響后臺服務(wù)器的正常運營。另外負載均衡設(shè)備可以在七層層面設(shè)定多種策略，過濾特定報文，例如SQL Injection等應(yīng)用層面的特定攻擊手段，從應(yīng)用層面進一步提高系統(tǒng)整體安全。
現(xiàn)在的7層負載均衡，主要還是著重于應(yīng)用HTTP協(xié)議，所以其應(yīng)用范圍主要是眾多的網(wǎng)站或者內(nèi)部信息平臺等基于B/S開發(fā)的系統(tǒng)。 4層負載均衡則對應(yīng)其他TCP應(yīng)用，例如基于C/S開發(fā)的ERP等系統(tǒng)。
3，七層應(yīng)用需要考慮的問題。
1：是否真的必要，七層應(yīng)用的確可以提高流量智能化，同時必不可免的帶來設(shè)備配置復(fù)雜，負載均衡壓力增高以及故障排查上的復(fù)雜性等問題。在設(shè)計系統(tǒng)時需要考慮四層七層同時應(yīng)用的混雜情況。
2：是否真的可以提高安全性。例如SYN Flood攻擊，七層模式的確將這些流量從服務(wù)器屏蔽，但負載均衡設(shè)備本身要有強大的抗DDoS能力，否則即使服務(wù)器正常而作為中樞調(diào)度的負載均衡設(shè)備故障也會導(dǎo)致整個應(yīng)用的崩潰。
3：是否有足夠的靈活度。七層應(yīng)用的優(yōu)勢是可以讓整個應(yīng)用的流量智能化，但是負載均衡設(shè)備需要提供完善的七層功能，滿足客戶根據(jù)不同情況的基于應(yīng)用的調(diào)度。最簡單的一個考核就是能否取代后臺Nginx或者Apache等服務(wù)器上的調(diào)度功能。能夠提供一個七層應(yīng)用開發(fā)接口的負載均衡設(shè)備，可以讓客戶根據(jù)需求任意設(shè)定功能，才真正有可能提供強大的靈活性和智能性。
負載均衡服務(wù)支持四層和七層會話保持技術(shù)，可以通過多種負載算法將請求轉(zhuǎn)發(fā)到不同上， 在后端云服務(wù)器宕機時，會自動將對應(yīng)節(jié)點從負載均衡的轉(zhuǎn)發(fā)列表中移出，保證服務(wù)的高可用，可針對負載均衡規(guī)格、帶寬進行變更操作，靈活滿足業(yè)務(wù)需求：http://muchs.cn/

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