四层和七层负载均衡的区别

一、四层负载均衡

        四层就是ISO参考模型中的第四层。四层负载均衡器也称为四层交换机，它主要时通过分析IP层和TCP/UDP层的流量实现的基于“IP+端口”的负载均衡。常见的基于四层的负载均衡器有LVS、F5等。

       以常见的TCP应用为例，负载均衡器在接收到第一个来自客户端的SYN请求时，会通过设定的负载均衡算法选择一个最佳的后端服务器，同时将报文中目标IP地址修改为后端服务器IP，然后直接转发给该后端服务器，这样一个负载均衡请求就完成了。从这个过程来看，一个TCP连接是客户端和服务器直接建立的，而负载均衡器只不过完成了一个类似路由器的转发动作。在某些负载均衡策略中，为保证后端服务器返回的报文可以正确传递给负载均衡器，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。整个过程如图。

 二、七层负载均衡

       7层负载均衡器也称为7层交换机，位于OSI的最高层，即应用层，此时负载均衡器支持多种应用协议，常见的有HTTP、FTP、SMTP等。7层负载均衡器可以根据报文内容，再配合负载均衡算法来选择后端服务器，因此也称为“内容交换器”。比如，对于Web服务器的负载均衡，7层负载均衡器不但可以根据“IP+端口”的方式进行负载分流，还可以根据网站的URL、访问域名、浏览器类别、语言等决定负载均衡的策略。例如，有两台Web服务器分别对应中英文两个网站，两个域名分别是A、B，要实现访问A域名时进入中文网站，访问B域名时进入英文网站，这在4层负载均衡器中几乎是无法实现的，而7层负载均衡器可以根据客户端访问域名的不同选择对应的网页进行负载均衡处理。常见的7层负载均衡器有HAProxy、Nginx等。

        这里仍以常见的TCP应用为例，由于负载均衡器要获取到报文的内容，因此只能先代替后端服务器和客户端建立连接，接着，才能收到客户端发送过来的报文内容，然后再根据该报文中特定字段加上负载均衡器中设置的负载均衡算法来决定最终选择的内部服务器。纵观整个过程，7层负载均衡器在这种情况下类似于一个代理服务器。整个过程如图。

 三、区别

        对比4层负载均衡器和7层负载均衡器运行的整个过程，可以看出，在7层负载均衡器模式下，负载均衡器与客户端及后端的服务器会分别建立一次TCP连接，而在4层负载均衡器模式下，仅建立一次TCP连接。

       由此可知，7层负载均衡器对负载均衡设备的要求更高，而7层负载均衡器的处理能力也必然低于4层模式的负载均衡器。