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7.1.9 四、七层负载均衡工作流程对比
按照七层网络协议栈的层划分，负载均衡设备可以划分为四层负载均衡和七层负载均衡。其中，四层负载均衡是基于IP+端口的，它能够对报文按IP进行分发，七层负载均衡是基于URL地址的服务器负载均衡，它能够针对七层报文内容进行解析，并根据其中的URL关键字进行逐包转发，比较常见的功能就是我们所说的“动静分离”（即将静态内容，如JPG、HTML、CSS和JS文件分发到Nginx服务器处理，PHP或JSP动态文件分发到Apache服务器或Tomcat服务器处理）。四层负载均衡的典型代表是LVS，七层负载均衡的典型代表是Nginx和HAProxy（另注：HAProxy既可以做四层均衡设备，又可以做七层负载均衡设备）。
下面以常见的LVS/DR模式来举例说明四层负载均衡的工作流程，如图7-3所示。
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图7-3 LVS/DR四层负载均衡工作流程
如图7-3所示，LVS/DR四层负载均衡工作流程如下：
1）客户机向负载均衡设备发出请求，源地址为客户机的IP地址，目的地地址为整个集群的VIP地址。
2）交换机转发客户机的请求。
3）LVS负载均衡服务器利用自带的算法（一般是wrr或wlc）进行算法调度，将请求转到后端的某一台真实的Web服务器。
4）此时请求报文的源地址仍为客户机的IP地址，目的地地址为集群VIP地址，但MAC地址被LVS负载均衡服务器更改为后端的真实服务器MAC地址。
5）后端的真实服务器发出响应，源地址为集群VIP地址，目的地地址为客户端IP地址，不通过LVS负载均衡服务器（报文仍然要经过交换机）直接与客户机发生联系，回应客户机最初发出的HTTP请求。
下面以常用的Nginx负载均衡设备来举例说明七层负载均衡的工作流程，如图7-4所示。
如图7-4所示，七层负载均衡工作流程如下：
图7-4 七层负载均衡工作流程
1）客户机向Nginx负载均衡设备发送请求，建立TCP连接，源地址为客户端IP地址，目的地地址为集群VIP地址。
2）Nginx均衡设备利用自带的算法（如wrr、ip_hash等）进行调度，建立TCP连接，将客户机的请求发送到后面的某一台真实的Web服务器上面，此时源地址为客户机IP地址，目的地地址为某台真实服务器的IP地址。
3）Nginx负载均衡设备向后端的某台真实服务器发出请求。
4）真实Web服务器端发出响应，此时源地址为真实服务器IP地址，目的地地址为客户端IP地址。
5）报文经过Nginx七层负载均衡设备时，源地址被还原为集群VIP地址，目的地地址为客户端IP地址。
以上就是四七层负载均衡设备的工作流程，我们通过对比可以发现：四层负载均衡设备（如LVS/DR）的优势在于面对大流量的冲击时，报文只是单方面经过四层负载均衡设备，负载均衡设备负担很小，不易成为网站或系统的瓶颈；而七层负载均衡在分流过程中能够对应用层协议进行深度识别，带来了更精细化均衡的可能，再加上HTTP协议应用广泛并且相对简单，所以七层负载均衡对HTTP请求进行负载均衡的商用能力最强，而四层负载均衡（LVS）因无法对七层业务实现按内容转发，限制了其适用范围，因此七层负载均衡（HAProxy或Nginx）目前已逐渐成为负载均衡技术的主流。
