负载均衡是一种对流量进行按需分发的服务，通过将流量分发到不同的后端服务器来扩展应用系统的吞吐能力，并且可以消除系统中的单点故障，提升应用系统的可用性。
为什么需要负载均衡？
负载均衡的出现主要是为了解决用户在网络服务中面临的以下问题：
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单台服务器性能不足
中大规模系统/网站访问流量比较大，单台服务器处理能力不足，使用多台服务器提供服务，因此需要负载均衡做流量调度，提升服务能力。
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业务需要灵活调度
对于访问量巨大的网站/系统，对流量处理调度要求很高，此时需要负载均衡的超强性能+调度算法甚至高级转发能力实现对业务的灵活调度。
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单点故障
关键系统/网站需要多服务器做负载均衡高可用，避免一台服务器故障业务就受影响，需要负载均衡进行健康检查，可及时发现和屏蔽故障服务。
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业务对外暴露需要
负载均衡可以提供反向代理能力，通过负载均衡的统一对外提供服务，用户后端服务无需直接对外暴露，提升业务的安全性。
负载均衡是如何工作的？
负载均衡的工作原理示意图如下：
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负载均衡通过监听网络流量，将请求从客户端传递到负载均衡服务。负载均衡服务接收到请求后，会根据预定义的调度算法，决定将请求分发到哪个后端服务器上。
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负载均衡服务会维护一个或多个服务器组，其中包含多个后端服务器。负载均衡服务会根据服务器的健康状态和负载情况，选择合适的服务器来接收请求。这样可以确保每个服务器能够均衡地处理请求，避免单个服务器负载过重导致性能下降或服务不可用。
四层/七层负载均衡器区别
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四层负载均衡 像是一个快递分拣中心 。它只看快递上的地址标签（目标IP和端口），然后迅速将其扔给对应的线路。它不关心包裹里是什么。
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七层负载均衡 则像是一个智能前台 。它会拆开快递，阅读里面的信件内容（HTTP头、URL、Cookie等），然后根据内容决定交给哪个部门处理（比如把退换货交给售后，把询价单交给销售）。假如需要根据url等转发，比如nginx的各种rewrite都是工作在7层负载均衡器。
核心机制对比
| 对比维度 | 四层负载均衡 (L4) | 七层负载均衡 (L7) |
|---|---|---|
| 工作层级 | 传输层 (TCP/UDP协议) | 应用层 (HTTP/HTTPS/WebSocket等) |
| 处理依据 | IP地址 + 端口号 | 内容 (URL、域名、HTTP头、Cookie、请求参数) |
| 核心机制 | 转发/路由 。 L4设备建立一个透明的数据转发通道。它解析TCP/UDP包，获取目标IP和端口，然后将整个数据包原样转发给后端服务器。 | 代理/交换 。 L7设备会先终结 客户端的连接，解析出应用层内容，然后像客户端一样，新建一个连接向后端服务器请求数据。 |
| 会话保持 | 通常基于源IP地址。 | 支持更高级的方式，如基于Cookie植入，或根据HTTP Header等信息实现。 |
| 安全性 | 防护能力较弱，只能做基础的IP黑白名单或SYN Flood防护。 | 更强。可以深度分析数据包内容，阻挡SQL注入、CC攻击、非法词汇过滤等。 |
| 性能 | 高，延迟低。因为不需要拆包查看内容，数据拷贝少，CPU开销小。 | 相对较低。因为需要解包和重新封装，对计算资源要求高，延迟略高于L4。 |
| 典型产品 | F5硬件，LVS，AWS NLB，阿里云NLB | Nginx，HAProxy，AWS ALB，阿里云CLB (7层模式) |
阿里云负载均衡器类型
阿里云负载均衡服务支持以下类型的负载均衡：
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应用型负载均衡ALB：专门面向七层，提供超强的业务处理性能，例如HTTPS卸载能力。单实例每秒查询数QPS（Query Per Second）可达100万次。同时ALB提供基于内容的高级路由特性，例如基于HTTP报头、Cookie和查询字符串进行转发、重定向和重写等，是阿里云官方云原生Ingress网关。
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网络型负载均衡NLB：面向万物互联时代推出的新一代四层负载均衡，支持超高性能和自动弹性能力，单实例可以达到1亿并发连接，帮您轻松应对高并发业务。NLB面向海量终端连接、高并发消息服务、音视频传输等业务场景针对性地推出了TCPSSL卸载、新建连接限速、全端口监听等高级特性，在物联网MQTTS加密卸载等场景为用户提供多种辅助手段，是适合IoT业务的新一代负载均衡。
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传统型负载均衡CLB：支持TCP、UDP、HTTP和HTTPS协议，具备良好的四层处理能力，以及基础的七层处理能力。既能工作在4层，也能工作在7层，具体和配置的协议有关，假如配置的https，http就是7层；如果配置的是tcp（一般作为应用clb，只做简单转发）类似于4层负载均衡器。