对负载均衡的全面理解

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title: 对负载均衡的全面理解
date: 2021-07-10 21:41:24

tags: TCP/IP

对负载均衡服务(LBS)大名入行不多久就一直听闻，后来的工作中，也了解到 软件负载均衡器，如被合入Linux内核的章文嵩的LVS，还有以应用程序形式出现的HAProxy、KeepAlived，以及更熟悉的Nginx 等

也知道价格高昂的硬件负载均衡器如F5，A10 (甚至搬运过报废的F5)

但长期以来，也有一些疑惑不解，比如

• 常说的四层负载均衡是不是就是在传输层实现负载均衡？
• 四层负载均衡中常听到的三角传输模式，IP隧道模式，NAT模式，有何区别？哪个性能最好？
• 四层负载均衡性能好，那为何还有如nginx这样名气更大的七层负载均衡的出现？（Nginx也可以用来做四层代理）
• 负载均衡与反向代理有何异同？
• 转发和代理有何本质不同？

这是几年前记的笔记,显然存有谬误。

计算机网络中常见缩略词翻译及简明释要

通读 凤凰架构--负载均衡一章，可知

• 四层负载均衡 主要工作在第二层和第三层，即 数据链路层和网络层 (通过改写 MAC 地址和IP 地址 实现转发)​​​
• “三角传输模式”（Direct Server Return，DSR），是作用于 数据链路层负载均衡，也称“单臂模式”（Single Legged Mode）或者“直接路由”（Direct Routing）。 通过修改请求数据帧中的 MAC 目标地址，让用户原本是发送给负载均衡器的请求的数据帧，被二层交换机根据新的 MAC 目标地址转发到服务器集群中对应的服务器（“真实服务器”）的网卡上。 效率高性能好，但有些场景不能满足

• 网络层负载均衡：IP隧道模式，NAT模式

IP隧道模式：

NAT模式：

在流量压力比较大的时候，NAT 模式的负载均衡会带来较大的性能损失，比起直接路由和 IP 隧道模式，甚至会出现数量级上的下降

• 四层负载均衡进行转发，只有一条TCP通道； 七层负载均衡只能进行代理，需要有两条TCP通道

• 七层负载均衡器就属于反向代理中的一种；
• 如果只论网络性能，七层均衡器肯定是无论如何比不过四层均衡器的；但其工作在应用层，可以感知应用层通信的具体内容，往往能够做出更明智的决策，玩出更多的花样来。

负载均衡的两大职责是“选择谁来处理用户请求”和“将用户请求转发过去”。上面讲的都是怎样将用户请求转发过去；

至于选择哪台应用服务器来处理用户请求(翻牌子)，则有很多算法，如下图就是F5的一些选择算法

B站：一次性讲清楚四层负载均衡中的NAT模式和IP隧道模式

Shadowsocks源码解读——什么是代理？什么是隧道？

NAT模式、路由模式、桥接模式的区别

VLAN是二层技术还是三层技术？

四层负载均衡详解

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