四层负载均衡技术

作者&投稿:章徐 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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通常使用的nginx负载均衡技术, 在网络分层中处于应用层(第七层),nginx与客户端建立连接(握手),然后再根据请求信息以及本地配置信息,将请求灵活的分发到不同的服务上。nginx这类7层负载均衡的优缺点都很明显。

除了nginx这种7层负载均衡策略,还有基于传输层(4层)的负载均衡策略。通过分析请求的 IP地址以及端口号 进行请求的负载均衡。根据请求处理模式的不同,4层负载均衡 算法 可以分为: NAT , DR 以及 TUN隧道技术 等。4层负载均衡的实现方式有: LVS

NAT(Network Address Translation,网络地址转换)技术,在专用内部网络中,分配一台实现了NAT技术的路由或服务Load Balance Service。这台负载均衡服务器分配了公网IP(VIP, Virtual IP),所有客户端请求服务都请求此IP。LB通过不同的算法,将请求数据包的源IP以及目标IP修改,转发到真实服务器(Real Service)上进行业务处理。其具体的步骤可以分为:

可以看到通过NAT模式进行负载均衡,所有的请求以及响应都要通过LB服务器,当访问量较大时,LB服务器会成为瓶颈

DR(Direct Routing, 直接路由模式),LB通过修改请求数据包的目标MAC地址,并且在Real Service服务配置只有 自己可见的lo:VIP ,实现数据包的接收(自己没有VIP的话,服务并不会接收数据包)。整个转发的流程为:

TUN思想跟DR类似,在Real Service上配置一个内部可见的lo:VIP地址,LB通过封装或修改数据包信息实现请求的转发。不同于DR模式LB修改MAC地址,为了 实现不同网段 的Real Service负载,TUN模式通过在原有的数据包外 封装一层IP Tunnel ,实现数据的转发。由于封装完 IP Tunnel 后数据包和正常的数据包结构不同,所以Real Service的 OS需要支持Tunnel功能 。TUN转发的具体流程为:

LB虽然没有完全解析数据包无法得知请求信息,但是可以通过监听请求头信息(例如,SYN、FIN等)判断客户端与Real Service之间的连接情况。LB通过监听请求信息,维护了各个Real Service的连接信息表。通过这些信息实现不同的调度算法进行负载均衡。

LB将请求依次转发至不同的Real Service

给Real Service分配不同的权值,LB根据RS的权值的高低转发请求

根据请求的目标地址(资源,例如同一URL)进行Hash,转发至RS上

对客户端的域名或者IP进行Hash,转发至RS上

LB将请求转发至连接最少的RS上

LB通过加权轮询以及RS的连接情况来转发请求

LB维护 目标IP到一台RS 的映射表(目标IP最近使用的RS),通过映射表将请求转发至RS,若RS不存在或者超载,通过 最少连接 策略选出一台新的RS进行转发

LB维护 目标IP到一组RS 的映射表(目标IP最近使用的RS),通过 最少连接 策略从服务器组选择一个RS进行转发,若RS不存在或者超载,通过 最少连接 策略选出一台新的RS进行转发,并将此RS加入映射组中。




四层和七层负载均衡的区别
① 所谓四层就是基于IP+端口的负载均衡;七层就是基于URL等应用层信息的负载均衡;同理,还有基于MAC地址的二层负载均衡和基于IP地址的三层负载均衡。 换句换说,二层负载均衡会通过一个虚拟MAC地址接收请求,然后再分配到真实的MAC地址;三层负载均衡会通过一个虚拟IP地址接收请求,然后再分配到真实的IP地址;四层通过虚...

常见的负载均衡技术
四层负责均衡:主要是指通过判断报文的IP地址和端口并通过一定的负载均衡算法来决定转发到哪个指定目标,主要工作在OSI模型的第四层。四层负载均衡对数据包只是起一个数据转发的作用,并不会干预客户端与服务器之间应用层的通信(如:三次握手等)。所以能对数据所进行的操作也就很少,但相对于七层负载均衡来讲效率会高...

基于第四层交换技术的负载均衡
此时,Alteon第四层交换机将会根据一定的算法将这些请求合理地分配给S1、S2、S3实现动态的负载均衡。 以上简单介绍了第四层交换技术在服务器负载均衡方面的应用。然而第四层交换除了负载均衡功能外还支持其他功能,如基于应用类型和用户ID的传输流控制功能。采用多级排队技术,第四层交换机可以根据应用来标记传输流以及为传...

什么是负载均衡?有啥优缺点?
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负载均衡SLB高可用的四个层次
负载均衡SLB是支撑大型互联网企业如淘宝、天猫、阿里云的基石,它在流量分发和应对双11洪峰中发挥着关键作用。SLB架构巧妙地部署在华东1的多个可用区,通过LVS和Tengine的接力转发,实现了请求的高效处理。SLB的高可用性设计分为四个核心环节:应用处理、集群转发、跨可用区容灾和跨地域容灾。应用处理层(ECS...

四层负载均衡和七层负载均衡的区别
所以从这个技术原理上来看,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。  七层因为可以代理任意修改和处理用户的请求,所以可以使整个应用更加智能化和安全,代价就是设计和配置会更复杂。所以是否有必要使用七层负载均衡是一个需要权衡的...

四层和七层负载均衡的区别
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。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...

四层负载均衡和七层负载均衡的区别
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负载均衡概述及优缺点对比
因此,负载均衡关注的技术焦点有两个,分别是:网络通信、路由选择 网络通信分为以下几种方法。负载均衡服务器什么都不做,重定向响应 这种方法优点是简单,但是缺点也很明显:由于这些问题,这种方法,在现实中几乎没有人使用。每次请求DNS解析到IP地址不同,从而访问到不同到应用服务器。这种方法,性能...

淘宝底层技术框架,如何实现网站的分布式负载均衡?
2、负载均衡 负载均衡充当的角色就是“裁判”,它将大量并发流量分摊至多台节点服务器(集群)上进行处理,这样减少了用户等待响应时间。所以说负载均衡离不开服务集群。淘宝如何是如何实现分布式、集群和负载均衡的?1、动静分离 将动态请求与静态请求分别部署在不同服务器上,以便针对性进行优化。2、...

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祝连心脑: 配置方法如下:1.编译的时候加入四层负载均衡模块—with-stream2.配置文件中配置启用stream模块有关于配置方法,是在黑马程序员学习的时候老师教给我们的,还记得当时老师教的非常好,有责任心,你要是想学运维,可以去黑马程序员试听看看.

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