二层负载均衡(数据链路层) VIP
三层负载均衡(网络层)
四层负载均衡(传输层) LVS
七层负载均衡(应用层) Nginx
负载均衡可以根据网络协议的层数进行分类,我们这里以ISO模型为准,从下到上分为:
物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。
当客户端发起请求,会经过层层的封装,发给服务器,服务器收到请求后经过层层的解析,获取到对应的内容。
二层负载均衡
二层负债均衡是基于数据链路层的负债均衡,即让负债均衡服务器和业务服务器绑定同一个虚拟IP(即VIP),客户端直接通过这个VIP进行请求,那么如何区分相同IP下的不同机器呢?没错,通过MAC物理地址,每台机器的MAC物理地址都不一样,当负载均衡服务器接收到请求之后,通过改写HTTP报文中以太网首部的MAC地址,按照某种算法将请求转发到目标机器上,实现负载均衡。
这种方式负载方式虽然控制粒度比较粗,但是优点是负载均衡服务器的压力会比较小,负载均衡服务器只负责请求的进入,不负责请求的响应(响应是有后端业务服务器直接响应给客户端),吞吐量会比较高。
三层负载均衡
三层负载均衡是基于网络层的负载均衡,通俗的说就是按照不同机器不同IP地址进行转发请求到不同的机器上。
这种方式虽然比二层负载多了一层,但从控制的颗粒度上看,并没有比二层负载均衡更有优势,并且,由于请求的进出都要经过负载均衡服务器,会对其造成比较大的压力,性能也比二层负载均衡要差。
四层负载均衡
四层负载均衡是基于传输层的负载均衡,传输层的代表协议就是TCP/UDP协议,除了包含IP之外,还有区分了端口号,通俗的说就是基于IP+端口号进行请求的转发。相对于上面两种,控制力度缩小到了端口,可以针对同一机器上的不用服务进行负载。
这一层以LVS为代表。
七层负载均衡
七层负载均衡是基于应用层的负载均衡,应用层的代表协议有HTTP,DNS等,可以根据请求的url进行转发负载,比起四层负载,会更加的灵活,所控制到的粒度也是最细的,使得整个网络更"智能化"。例如访问一个网站的用户流量,可以通过七层的方式,将对图片类的请求转发到特定的图片服务器并可以使用缓存技术;将对文字类的请求可以转发到特定的文字服务器并可以使用压缩技术。可以说功能是非常强大的负载。
这一层以Nginx为代表。
在普通的应用架构中,使用Nginx完全可以满足需求,对于一些大型应用,一般会采用DNS+LVS+Nginx的方式进行多层次负债均衡,以上这些说明都是基于软件层面的负载均衡,在一些超大型的应用中,还会在前面多加一层物理负载均衡,比如知名的F5。