四层负载均衡与七层负载均衡区别到底在哪里?

2024-04-25 00:20

本文主要是介绍四层负载均衡与七层负载均衡区别到底在哪里?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

  • 为何叫四层/七层?
  • 技术实现原理
  • 安全
  • 常见的负载均衡设备
  • 参考


为何叫四层/七层?

OSI(Open System Interconnection)七层参考模型,是参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。它从低到高分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

四层负载均衡工作在OSI第四层,也就是传输层
七层负载均衡工作在最高层,也就是应用层
在这里插入图片描述


技术实现原理

  • 所谓四层负载均衡就是使用IP加端口的方式进行路由转发;七层负载均衡一般是基于请求URL地址的方式进行代理转发。
    同理,还有基于MAC地址信息(虚拟MAC地址到真实MAC地址)进行转发的二层负载均衡和基于IP地址(虚拟IP到真实IP)的三层负载均衡。

  • 四层负载均衡具体实现方式为:通过报文中的IP地址和端口,再加上负载均衡设备所采用的负载均衡算法,最终确定选择后端哪台下游服务器。以TCP为例,客户端向负载均衡发送SYN请求建立第一次连接,通过配置的负载均衡算法选择一台后端服务器,并且将报文中的IP地址信息修改为后台服务器的IP地址信息,因此TCP三次握手连接是与后端服务器直接建立起来的。
    七层服务均衡在应用层选择服务器,只能先与负载均衡设备进行TCP连接,然后负载均衡设备再与后端服务器建立另外一条TCP连接通道。因此,七层设备在网络性能损耗会更多一些。


安全

四层负载均衡与服务器直接建立起TCP连接,很容易遭受SYN Flood攻击。SYN Flood是一种广为人知的DDoS(分布式拒绝服务攻击)的方式之一,这是一种利用TCP协议缺陷,发送大量伪造的TCP连接请求,从而使得被攻击方资源耗尽的攻击方式。从技术实现原理上可以看出,四层负载均衡很容易将垃圾流量转发至后台服务器,而七层设备则可以过滤这些恶意并清洗这些流量,但要求设备本身具备很强的抗DDOS流量的能力。

总的来说,四层负载均衡主要关注传输层的信息,而七层负载均衡除了关注传输层的信息,还关注应用层的特征。因此,七层负载均衡对负载均衡设备的要求更高,处理七层的能力也相对较低。同时,七层负载均衡可以实现更智能化的流量分发,提高系统的灵活性和安全性。


常见的负载均衡设备

  • Nginx:一款高性能的开源负载均衡器和反向代理服务器,它可以处理高并发的网络流量。Nginx支持四层负载均衡和七层负载均衡,具有轻量级和带缓存功能的特点,正则表达式较灵活。
  • LVS(Linux Virtual Server):基于Linux内核的开源负载均衡解决方案,它可以将大量的后端服务器组成一个虚拟的服务地址,通过集群调度算法将请求转发到后端服务器上。LVS是一个重量级的四层负载软件。
  • HAProxy:一款高性能的开源负载均衡软件,支持TCP和HTTP协议。HAProxy不仅可以实现四层负载均衡,还具备全面的七层代理功能,包括会话保持、标记、路径转移等。
  • 还有一些其他的负载均衡器,如F5、A10、深信服等,这些通常是硬件负载均衡器,功能强大但成本较高。

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/34904010
https://www.cnblogs.com/sunsky303/p/14308800.html

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http://www.chinasem.cn/article/933239

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