负载均衡模式详解(图文全面总结)

负载均衡是大型架构的必备中间件,下面我重点来详解负载均衡模式@mikechen

负载均衡模式

负载均衡模式,是指实现负载均衡的技术路径、或架构方式。

常见的负载均衡模式包括:

负载均衡模式详解(图文全面总结)

模式 所属OSI层 转发依据 特点
二层负载均衡(L2) 数据链路层 MAC地址 性能极高,需同网段,部署复杂
三层负载均衡(L3) 网络层 IP地址 支持跨网段,灵活但有网络开销
四层负载均衡(L4) 传输层 IP+端口 高效支持TCP/UDP,通用但不支持应用层路由
七层负载均衡(L7) 应用层 URL、Header、Cookie等 支持复杂路由逻辑,扩展性强,性能略低

 

二层负载均衡

数据链路层,基于 MAC 地址进行流量转发,通常通过交换机、或支持桥接的方式实现。

负载均衡模式详解(图文全面总结)

优点:

  • 性能极高,几乎无额外协议处理;
  • 转发速度快、延迟低;

缺点:

  • 环境依赖强(同一二层网络);
  • 配置复杂(如修改后端网络栈);

适用场景:

  • 大量短连接、高并发访问的服务(如视频分发);
  • 对性能要求极高但路由逻辑简单的系统。

 

三层负载均衡

网络层,基于 IP 层转发,通常使用 IP 路由技术,实现目标服务访问。

负载均衡模式详解(图文全面总结)

优点

  • 支持跨网段部署;
  • 路由灵活,适合复杂网络拓扑;

缺点

  • 性能较 DR 模式略低;
  • 依赖系统路由规则,配置和调试复杂。

适用场景

  • 多机房跨网络负载均衡;
  • 云环境下多地域路由转发;

 

四层负载均衡

传输层,基于 TCP/UDP 协议的端口与 IP 信息,对请求进行负载分发。

主要实现有 LVS(IPVS)、HAProxy(L4模式)、硬件 F5。

负载均衡模式详解(图文全面总结)

优点

  • 高性能、低延迟;
  • 支持 TCP/UDP 等通用协议;

缺点

  • 路由能力有限,无法根据 URL、Header、Cookie 分发;
  • 配置静态,需配合监控系统实现自动化。

适用场景:网络核心网关、大规模接入层服务。

 

七层负载均衡

应用层,解析 HTTP、HTTPS、WebSocket 等应用协议。

根据请求内容(如 URI、Header、Query 参数)实现灵活路由与策略转发。

常见实现:Nginx、Envoy、HAProxy(L7 模式)、Traefik、Kong。

负载均衡模式详解(图文全面总结)

优点

  • 路由精细,支持复杂业务逻辑(如灰度发布、A/B测试);
  • 丰富的扩展能力(认证、日志、安全防护);

缺点

  • 需要解析完整请求报文,性能低于 L4;
  • 对资源消耗、和配置管理要求高;

适用场景

  • API 网关、微服务入口;
  • 多租户服务、动态路由系统;
  • 需要业务层策略调度和安全控制的系统。
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