負荷分散は、ネットワークの開放型システム間相互接続 (OSI) 参照モデルのさまざまなレイヤーで実行できます。 ここでは、モデル内の 2 つの異なるレイヤーにおける 2 つの負荷分散オプションの概要を示します。
レイヤー 4 の負荷分散は中間トランスポート層で動作し、メッセージの内容に関係なくメッセージの配信を処理します。 伝送制御プロトコル (TCP) は、インターネット上のハイパーテキスト転送プロトコル (HTTP)トラフィック用のレイヤー 4 プロトコルです。 レイヤー 4 ロード バランサは、パケットの内容を検査せずに、ネットワーク パケットをアップストリーム サーバーとの間で転送するだけです。 TCP ストリームの最初の数パケットを検査することで、限定的なルーティング決定を行うことができます。
レイヤー 7 の負荷分散は、各メッセージの実際の内容を処理する高レベルのアプリケーションレイヤーで動作します。 HTTP は、インターネット上の Web サイト トラフィックに使用される主要なレイヤー 7 プロトコルです。 レイヤー 7 ロード バランサは、レイヤー 4 ロード バランサよりもはるかに洗練された方法でネットワーク トラフィックをルーティングします。これは、特に HTTP などの TCP ベースのトラフィックに適用されます。 レイヤー 7 ロード バランサはネットワーク トラフィックを終了し、その中のメッセージを読み取ります。 メッセージの内容 (URL や Cookie など) に基づいて負荷分散の決定を行うことができます。 次に、選択したアップストリーム サーバーに新しい TCP 接続を確立し (または、 HTTP キープアライブを使用して既存の接続を再利用し)、サーバーに要求を書き込みます。
レイヤー 7 ロード バランシングは、パケットベースのレイヤー 4 ロード バランシングよりも CPU を大量に消費しますが、最新のサーバーではパフォーマンスが低下することはほとんどありません。 レイヤー 7 の負荷分散により、ロード バランサーはよりスマートな負荷分散の決定を下し、コンテンツに最適化や変更 (圧縮や暗号化など) を適用できるようになります。 バッファリングを使用して、上流サーバーからの低速接続の負荷を軽減し、パフォーマンスを向上させます。
レイヤー 7 の負荷分散を実行するデバイスは、リバース プロキシ サーバーと呼ばれることがよくあります。
簡単な例を見てみましょう。 ユーザーがトラフィックの多い Web サイトにアクセスします。 ユーザーのセッション中に、画像やビデオなどの静的コンテンツ、ニュース フィードなどの動的コンテンツ、さらには注文ステータスなどのトランザクション情報を要求する場合があります。 レイヤー 7 ロード バランシングにより、ロード バランサーは、要求されているコンテンツの種類など、要求自体の情報に基づいて要求をルーティングできます。 そのため、画像やビデオのリクエストは、それを保存し、マルチメディア コンテンツを提供するために高度に最適化されたサーバーにルーティングできるようになりました。 割引価格などのトランザクション情報の要求は、価格管理を担当するアプリケーション サーバーにルーティングできます。 レイヤー 7 の負荷分散により、ネットワークおよびアプリケーション アーキテクトは、信頼性が高く、需要に合わせて効率的に拡張できる、高度に調整および最適化されたサーバー インフラストラクチャまたはアプリケーション配信ネットワークを作成できます。
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