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2020
11-30

ES(Elasticsearch)集群内的原理

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1.空集群

如果我们启动了一个单独的节点,里面不包含任何的数据和索引,那我们的集群看起来就是一个 Figure 1, “包含空内容节点的集群”。

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一个运行中的 Elasticsearch 实例称为一个节点,而集群是由一个或者多个拥有相同 cluster.name 配置的节点组成, 它们共同承担数据和负载的压力。当有节点加入集群中或者从集群中移除节点时,集群将会重新平均分布所有的数据。

当一个节点被选举成为 主 节点时, 它将负责管理集群范围内的所有变更,例如增加、删除索引,或者增加、删除节点等。而主节点并不需要涉及到文档级别的变更和搜索等操作,所以当集群只拥有一个主节点的情况下,即使流量的增加它也不会成为瓶颈。任何节点都可以成为主节点。我们的示例集群就只有一个节点,所以它同时也成为了主节点。


2.集群健康

Elasticsearch 的集群监控信息中包含了许多的统计数据,其中最为重要的一项就是 集群健康 , 它在 status 字段中展示为 green 、 yellow 或者 red 。

GET /_cluster/health 响应结果: { "cluster_name": "elasticsearch", "status": "green", "timed_out": false, "number_of_nodes": 2, "number_of_data_nodes": 2, "active_primary_shards": 5, "active_shards": 10, "relocating_shards": 0, "initializing_shards": 0, "unassigned_shards": 0, "delayed_unassigned_shards": 0, "number_of_pending_tasks": 0, "number_of_in_flight_fetch": 0, "task_max_waiting_in_queue_millis": 0, "active_shards_percent_as_number": 100 }

status 字段是我们最关心的。

status 字段指示着当前集群在总体上是否工作正常。它的三种颜色含义如下:

green

所有的主分片和副本分片都正常运行。

yellow

所有的主分片都正常运行,但不是所有的副本分片都正常运行。

red

有主分片没能正常运行。

让我们在包含一个空节点的集群内创建名为 blogs 的索引。索引在默认情况下会被分配5个主分片, 但是为了演示目的,我们将分配3个主分片和一份副本(每个主分片拥有一个副本分片):

PUT /blogs
{ "settings" : { "number_of_shards" : 3, "number_of_replicas" : 1 }
}

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3.添加故障转移

当集群中只有一个节点在运行时,意味着会有一个单点故障问题——没有冗余。幸运的是,我们只需再启动一个节点即可防止数据丢失。

启动第二个节点

为了测试第二个节点启动后的情况,你可以在同一个目录内,完全依照启动第一个节点的方式来启动一个新节点。多个节点可以共享同一个目录。

当你在同一台机器上启动了第二个节点时,只要它和第一个节点有同样的 cluster.name 配置,它就会自动发现集群并加入到其中。但是在不同机器上启动节点的时候,为了加入到同一集群,你需要配置一个可连接到的单播主机列表。

如果启动了第二个节点,我们的集群将会如Figure 3, “拥有两个节点的集群——所有主分片和副本分片都已被分配”所示。

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这个时候集群 status 值为 green 。

我们的集群现在不仅仅是正常运行的,并且还处于 始终可用 的状态。


4.水平扩容

怎样为我们的正在增长中的应用程序按需扩容呢?当启动了第三个节点,我们的集群将会看起来如Figure 4, “拥有三个节点的集群——为了分散负载而对分片进行重新分配”所示。

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Node 1 和 Node 2 上各有一个分片被迁移到了新的 Node 3 节点,现在每个节点上都拥有2个分片,而不是之前的3个。这表示每个节点的硬件资源(CPU, RAM, I/O)将被更少的分片所共享,每个分片的性能将会得到提升。

分片是一个功能完整的搜索引擎,它拥有使用一个节点上的所有资源的能力。我们这个拥有6个分片(3个主分片和3个副本分片)的索引可以最大扩容到6个节点,每个节点上存在一个分片,并且每个分片拥有所在节点的全部资源。


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