​四层负载均衡与七层负载均衡在工作原理

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。

七层与四层的请求过程

用户访问一个网站的域名时，DNS会把域名解析成公网IP，并且会把用户的报文进行封装，因为是跨网络，会把报文的目标地址指为要访问网站的公网IP，源地址为客户端的IP地址，路由器先会对用户请求的IP做与运算，发现不在同一个网段，所以会把报文进行转发，指定路由器的下一跳的地址，请求的过程中会经过多个路由器，最终到达网站的IP（企业防火墙上的公网IP）；最终目标的IP地址就为网站的公网IP，访问到防火墙上的公网IP后，会把报文再次转发，源地址就为企业的内网地址，目标地址就为haproxy所对应的IP地址，然后会基于haproxy是四层负载还是七层负载来决定；如果是四层负载，则haproxy会根据调度算法，把用户的请求调度到一台后端的webserver上，报文的源地址就为haproxy的地址，目标地址为webserver的地址（修改源地址和目标地址是为了回复报文准确的返还给haproxy，防止发送给别的服务器）；如果haproxy是七层负载，则haproxy会再次通过TCP三次握手，与后端的webserver建立连接，而不是作为转发。

​​负载均衡的软件​

在四层（tcp）实现负载均衡的软件：
    　　lvs------>重量级
    　　nginx------>轻量级，带缓存功能，正则表达式较灵活
    　　haproxy------>模拟四层转发，较灵活
    　　在七层（http）实现反向代理的软件：
    　　haproxy------>天生技能，全面支持七层代理，会话保持，标记，路径转移；
    　　nginx------>只在http协议和mail协议上功能比较好，性能与haproxy差不多；
    　　apache------>功能较差

HAProxy与LVS的异同

​1）两者都是软件负载均衡产品，但是LVS是基于Linux操作系统实现的一种软负载均衡，而HAProxy是基于第三应用实现的软负载均衡。

2）LVS是基于四层的IP负载均衡技术，而HAProxy是基于四层和七层技术、可提供TCP和HTTP应用的负载均衡综合解决方案。

3）LVS工作在ISO模型的第四层，因此其状态监测功能单一，而HAProxy在状态监测方面功能强大，可支持端口、URL、脚本等多种状态检测方式。

4）HAProxy虽然功能强大，但是整体处理性能低于四层模式的LVS负载均衡，而LVS拥有接近硬件设备的网络吞吐和连接负载能力。​