背景

我们在使用负载均衡器的时候，往往会听到七层负载或四层负载这两个名词，许多负载均衡软件提供的方式也不同，那么七层和四层区别在哪呢？为什么有的支持有的不支持呢？

负载均衡简介

负载均衡建立在现有网络结构之上，提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、增强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

简单来讲：负载均衡将大量的并发处理转发给后端多个节点处理，减少工作响应时间；处理完成后返回给负载均衡器，再返回给用户。目前负载均衡大多数用于提高诸如在Web服务器、FTP服务器和其他关键任务服务器上的Internet服务器陈股的可用性和可伸缩性。

负载均衡分类

• 二层负载：一般是虚拟Mac地址方式，外部对虚拟MAC地址请求，负载均衡接收后分配后端实际的MAC地址响应。(mac)
• 三层负载：一般采用虚拟IP地址方式，外部对虚拟的IP地址请求，负载均衡器接收后分配后端实际的IP地址相应。(ip)
• 四层负载：在三层负载的基础之上，用ip+端口接收请求，再转发到对应的机器(tcp)
• 七层负载：根据虚拟的URL或IP，主机名接收请求，再转向相应的处理服务器。(如http)

负载均衡算法

• 轮询
• 权重轮询
• 随机
• 权重随机
• 响应速度
• 最少连接数
• 处理能力
• DNS相应

四层负载

四层负载就是基于IP+Port的负载均衡；在三层负载的基础之上，通过发布三层的IP地址，然后加上四层的端口号，来决定哪些流量需要做负载均衡。 四层负载均衡器主要分析IP和TCP/UDP层，实现负载均衡；但是它不理解应用层协议，也就是我们常常提到的HTTP协议，其他协议如FTP、Mysql协议等。

支持四层负载的软硬负载均衡器

F5、nginx、lvs、haproxy

七层负载

七层负载均衡基于虚拟的URL或主机IP的负载均衡：在四层负载均衡的基础上(没有四层负载就不可能有七层负载)，再考虑应用层的特征，比如同一个web服务器的负载均衡，除了根据vip和80端口辨别是否需要处理的流量，还可以根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否需要进行负载均衡。

七层负载均衡器除了支持四层负载均衡以外，还有分析应用层的信息，如HTTP协议URI或Cookie信息，实现七层负载均衡。此种负载均衡器能理解应用协议。(所以支持Mysql，RabbitMQ等协议的负载)

支持七层负载的软硬件负载均衡器

haproxy、nginx

总的来说，一般是lvs做四层负载；nginx做7层负载(默认只支持HTTP反向代理，可以考虑加入nginx_tcp_proxy_module模块实现对tcp的代理)；haproxy比较灵活7层负载和四层负载都能做。

七层负载最关注的是Http协议，对其他协议关注度并不是很高，其他如Mysql、RabbitMQ等中间件的负载可以考虑使用四层负载，因为四层负载是基于IP+端口的负载，这个往往就够了。

四层和七层的对比

第一，技术原理上的区别

所谓四层负载均衡，也就是主要通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。

以常见的TCP为例，负载均衡设备在接收到第一个来自客户端的SYN 请求时，即通过上述方式选择一个最佳的服务器，并对报文中目标IP地址进行修改(改为后端服务器IP)，直接转发给该服务器。

TCP的连接建立，即三次握手是客户端和服务器直接建立的，负载均衡设备只是起到一个类似路由器的转发动作。在某些部署情况下，为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备，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。

4层

所谓七层负载均衡，也称为“内容交换”，也就是主要通过报文中的真正有意义的应用层内容，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。

七层负载均衡明显的对负载均衡设备的要求更高，处理七层的能力也必然会低于四层模式的部署方式。

7层

第二，应用场景的需求

七层应用负载的好处，是使得整个网络更"智能化"。

对图片、静态资源做缓存、对header重写、对url重写、对请求进行校验、做黑白名单等等

总体对比

1.智能性 七层负载均衡由于具备OIS七层的所有功能，所以在处理用户需求上能更加灵活，从理论上讲，七层模型能对用户的所有跟服务端的请求进行修改。例如对文件header添加信息，根据不同的文件类型进行分类转发。四层模型仅支持基于网络层的需求转发，不能修改用户请求的内容。

2.安全性 七层负载均衡由于具有OSI模型的全部功能，能更容易抵御来自网络的攻击；四层模型从原理上讲，会直接将用户的请求转发给后端节点，无法直接抵御网络攻击。

3.复杂度 四层模型一般比较简单的架构，容易管理，容易定位问题；七层模型架构比较复杂，通常也需要考虑结合四层模型的混用情况，出现问题定位比较复杂。

4.效率比 四层模型基于更底层的设置，通常效率更高，但应用范围有限；七层模型需要更多的资源损耗，在理论上讲比四层模型有更强的功能，现在的实现更多是基于http应用。