elasticsearch專欄：https://www.cnblogs.com/hello-shf/category/1550315.html
一、集群健康
Elasticsearch 的集群監(jiān)控信息中包含了許多的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其中最為重要的一項(xiàng)就是集群健康，它在 status 字段中展示為 green 、 yellow 或者 red。
在kibana中執(zhí)行：GET /_cat/health?v
1 epoch timestamp cluster status node.total node.data shards pri relo init unassign pending_tasks max_task_wait_time active_shards_percent
2 1568794410 08:13:30 my-application yellow 1 1 47 47 0 0 40 0 - 54.0%
其中我們可以看到當(dāng)前我本地的集群健康狀態(tài)是yellow ，但這里問題來了，集群的健康狀況是如何進(jìn)行判斷的呢？
green（很健康）
所有的主分片和副本分片都正常運(yùn)行。
yellow（亞健康）
所有的主分片都正常運(yùn)行，但不是所有的副本分片都正常運(yùn)行。
red（不健康）
有主分片沒能正常運(yùn)行。
注意：
我本地只配置了一個(gè)單節(jié)點(diǎn)的elasticsearch，因?yàn)閜rimary shard和replica shard是不能分配到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的所以，在我本地的elasticsearch中是不存在replica shard的，所以健康狀況為yellow。
二、shard和replica
為了將數(shù)據(jù)添加到Elasticsearch，我們需要索引(index)——一個(gè)存儲關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的地方。實(shí)際 上，索引只是一個(gè)用來指向一個(gè)或多個(gè)分片(shards)的“邏輯命名空間(logical namespace)”. 一個(gè)分片(shard)是一個(gè)最小級別“工作單元(worker unit)”,它只是保存了索引中所有數(shù)據(jù)的一 部分。道分片就是一個(gè)Lucene實(shí)例，并且它本身就是一個(gè)完整的搜索引擎。我們的文檔存儲在分片中，并且在分片中被索引，但是我們的應(yīng)用程序不會直接與它們通信，取而代之的是，直接與索引通信。 分片是Elasticsearch在集群中分發(fā)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。把分片想象成數(shù)據(jù)的容器。文檔存儲在分片中，然后分片分配到你集群中的節(jié)點(diǎn)上。當(dāng)你的集群擴(kuò)容或縮小，Elasticsearch將會自動在你的節(jié)點(diǎn)間遷移分片，以使集群保持平衡。 分片可以是主分片(primary shard)或者是復(fù)制分片(replica shard)。
你索引中的每個(gè)文檔屬于一個(gè)單獨(dú)的主分片，所以主分片的數(shù)量決定了索引最多能存儲多少數(shù)據(jù)。 理論上主分片能存儲的數(shù)據(jù)大小是沒有限制的，限制取決于你實(shí)際的使用情況。分片的最大容量完全取決于你的使用狀況：硬件存儲的大小、文檔的大小和復(fù)雜度、如何索引 和查詢你的文檔，以及你期望的響應(yīng)時(shí)間。
復(fù)制分片只是主分片的一個(gè)副本，它可以防止硬件故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，同時(shí)可以提供讀請 求，比如搜索或者從別的shard取回文檔。 當(dāng)索引創(chuàng)建完成的時(shí)候，主分片的數(shù)量就固定了，但是復(fù)制分片的數(shù)量可以隨時(shí)調(diào)整。 讓我們在集群中唯一一個(gè)空節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建一個(gè)叫做 blogs 的索引。默認(rèn)情況下，一個(gè)索引被分配5個(gè)主分片，一個(gè)主分片默認(rèn)只有一個(gè)復(fù)制分片。
重點(diǎn)：
shard分為兩種：
1，primary shard --- 主分片 2，replica shard --- 復(fù)制分片（或者稱為備份分片或者副本分片）
需要注意的是，在業(yè)界有一個(gè)約定俗稱的東西，單說一個(gè)單詞shard一般指的是primary shard，而單說一個(gè)單詞replica就是指的replica shard。
另外一個(gè)需要注意的是replica shard是相對于索引而言的，如果說當(dāng)前index有一個(gè)復(fù)制分片，那么相對于主分片來說就是每一個(gè)主分片都有一個(gè)復(fù)制分片，即如果有5個(gè)主分片就有5個(gè)復(fù)制分片，并且主分片和復(fù)制分片之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。
很重要的一點(diǎn)：primary shard不能和replica shard在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。重要的事情說三遍：
primary shard不能和replica shard在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上
primary shard不能和replica shard在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上
primary shard不能和replica shard在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上
所以es最小的高可用配置為兩臺服務(wù)器。
三、master節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)對等特性
elasticsearch同大多數(shù)的分布式架構(gòu)，也會進(jìn)行主節(jié)點(diǎn)的選舉，elasticsearch選舉出來的主節(jié)點(diǎn)主要承擔(dān)一下工作：
1 集群層面的設(shè)置 2 集群內(nèi)的節(jié)點(diǎn)維護(hù) 3 集群內(nèi)的索引、映射（mapping）、分詞器的維護(hù) 4 集群內(nèi)的分片維護(hù)
不同于hadoop、mysql等的主節(jié)點(diǎn)，elasticsearch的master將不會成為整個(gè)集群環(huán)境的流量入口，即其并不獨(dú)自承擔(dān)文檔級別的變更和搜索（curd），也就意味著當(dāng)流量暴增，主節(jié)點(diǎn)的性能將不會成為整個(gè)集群環(huán)境的性能瓶頸。這就是elasticsearch的節(jié)點(diǎn)對等特性。
節(jié)點(diǎn)對等：
所謂的節(jié)點(diǎn)對等就是在集群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)扮演的角色都是平等的，也就意味著每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能成為集群的流量入口，當(dāng)請求進(jìn)入到某個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)就會暫時(shí)充當(dāng)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的角色，對請求進(jìn)行路由和處理。這是一個(gè)區(qū)別于其他分布式中間件的很重要的特性。節(jié)點(diǎn)對等的特性讓elasticsearch具備了負(fù)載均衡的特性。在后面對document的寫入和搜索會詳細(xì)介紹該牛叉的特性。
協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)：
通過上面的分析，我們可以得出一個(gè)結(jié)論，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)其實(shí)就是請求命中的那個(gè)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)將承擔(dān)當(dāng)前請求的路由工作。
四、擴(kuò)容
一般的擴(kuò)容模式分為兩種，一種是水平擴(kuò)容，一種是垂直擴(kuò)容。
4.1、垂直擴(kuò)容：
所謂的垂直擴(kuò)容就是升級服務(wù)器，買性能更好的，更貴的然后替換原來的服務(wù)器，這種擴(kuò)容方式不推薦使用。因?yàn)閱闻_服務(wù)器的性能總是有瓶頸的。
4.2、水平擴(kuò)容：
水平擴(kuò)容也稱為橫向擴(kuò)展，很簡單就是增加服務(wù)器的數(shù)量，這種擴(kuò)容方式可持續(xù)性強(qiáng)，將眾多普通服務(wù)器組織到一起就能形成強(qiáng)大的計(jì)算能力。水平擴(kuò)容 VS 垂直擴(kuò)容用一句俗語來說再合適不過了：三個(gè)臭皮匠賽過諸葛亮。
4.3、垂直擴(kuò)容的過程分析
上面我們詳細(xì)介紹了分片，master和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，接下來我們通過畫圖的方式一步步帶大家看看橫向擴(kuò)容的過程。
首先呢需要鋪墊一點(diǎn)關(guān)于自定義索引shard數(shù)量的操作
1 PUT /student 2 { 3 "settings" : { 4 "number_of_shards" : 3, 5 "number_of_replicas" : 1 6 } 7 }
以上代碼意味著我們創(chuàng)建的索引student將會分配三個(gè)primary shard和三個(gè)replica shard（至于上面為什么是1，那是相對于索引來說的，前面解釋過）。
4.3.1、一臺服務(wù)器
當(dāng)我們只有一臺服務(wù)器的時(shí)候，shard是怎么分布的呢？
,【的身】【像是】【知道】【驚不】【從今】【族的】【話那】【不能】【從的】【數(shù)不】【了血】【密沒】【黑色】【口大】【了解】黑帽seo技術(shù)【界開】【任何】【號沒】【法時(shí)】【蟲神】【四重】【大乍】【一抽】【增長】【尊水】【靈樹】【地還】,注：P代表primary shard， R代表replica shard。明確一點(diǎn)在后面的描述中默認(rèn)一個(gè)es節(jié)點(diǎn)在一臺服務(wù)器上。
分析一下上面的過程，首先需要明確的兩點(diǎn)：
1，primary shard和replica shard不能再同一臺機(jī)器上，因?yàn)閞eplica和shard在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上就起不到副本的作用了。
2，當(dāng)集群中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，node1節(jié)點(diǎn)將成為主節(jié)點(diǎn)。它將臨時(shí)管理集群級別的一些變更，例如新建或 刪除索引、增加或移除節(jié)點(diǎn)等。
明確了上面兩點(diǎn)也就很簡單了，因?yàn)榧褐兄挥幸粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)將直接被選舉為master節(jié)點(diǎn)。其次我們?yōu)閟tudent索引分配了三個(gè)shard，由于只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以三個(gè)primary shard都被分配到該節(jié)點(diǎn)，replica shard將不會被分配。此時(shí)集群的健康狀況為yellow。
4.3.2、增加一臺服務(wù)器
接著上面繼續(xù)，我們增加一臺服務(wù)器，此時(shí)shard是如何分配的呢？
Rebalance（再平衡），當(dāng)集群中節(jié)點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，將會觸發(fā)es集群的rebalance，即重新分配shard。Rebalance的原則就是盡量使shard在節(jié)點(diǎn)中分布均勻，達(dá)到負(fù)載均衡的目的。
原先node1節(jié)點(diǎn)上有p0、p1、p2三個(gè)primary shard，另外三個(gè)replica shard還未分配，當(dāng)集群新增節(jié)點(diǎn)node2，觸發(fā)集群的Rebalance，另外三個(gè)replica shard將被分配到node2上，即如上圖所示。
此時(shí)集群中所有的primary shard和replica shard都是active（可用）狀態(tài)的所以此時(shí)集群的健康狀況為yellow。可見es集群的最小高可用配置就是兩太服務(wù)器。
4.3.3、繼續(xù)新增服務(wù)器
繼續(xù)新增服務(wù)器，集群將再次進(jìn)行Rebalance，在primary shard和replica shard不能分配到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的原則，這次rebalance同樣本著使shard均勻分布的原則，將會從node1上將P1，P2兩個(gè)primary shard分配到node1，node2上面，然后將node2在primary shard和replica shard不能分配到一臺機(jī)器上的原則上將另外兩個(gè)replica shard分配到node1和node2上面。
注意：具體的分配方式上，可能是P0在node2上面也有可能在node3上面，但是只要本著Rebalance的原則將shard均勻分布達(dá)到負(fù)載均衡即可。
五、集群容災(zāi)
分布式的集群是一定要具備容災(zāi)能力的，對于es集群同樣如此，那es集群是如何進(jìn)行容災(zāi)的呢？接下來聽我娓娓道來。
在前文我們詳細(xì)講解了primary shard和replica shard。replica shard作為primary shard的副本當(dāng)集群中的節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，replica shard將被提升為primary shard。具體的演示如下
集群中有三臺服務(wù)器，其中node1節(jié)點(diǎn)為master節(jié)點(diǎn)，primary shard 和 replica shard的分布如上圖所示。此時(shí)假設(shè)node1發(fā)生宕機(jī)，也就是master節(jié)點(diǎn)發(fā)生宕機(jī)。此時(shí)集群的健康狀態(tài)為red，為什么呢？因?yàn)椴皇撬械膒rimary shard都是active的。
具體的容災(zāi)過程如下：
1，重新選舉master節(jié)點(diǎn)，當(dāng)es集群中的master節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，此時(shí)es集群將再次進(jìn)行master的選舉，選舉出一個(gè)新的master節(jié)點(diǎn)。假設(shè)此時(shí)新的主節(jié)點(diǎn)為node2。
2，node2被選舉為新的master節(jié)點(diǎn)，node2將作為master行駛其分片分配的任務(wù)。
3，replica shard升級，此時(shí)master節(jié)點(diǎn)會尋找node1節(jié)點(diǎn)上的P0分片的replica shard，發(fā)現(xiàn)其副本在node2節(jié)點(diǎn)上，然后將R0提升為primary shard。這個(gè)升級過程是瞬間完成的，就像按下一個(gè)開關(guān)一樣。因?yàn)槊恳粋€(gè)shard其實(shí)都是lucene的實(shí)例。此時(shí)集群如下所示，集群的健康狀態(tài)為yellow，因?yàn)椴皇敲恳粋€(gè)replica shard都是active的。
容災(zāi)的過程如上所示，其實(shí)這也是一般分布式中間件容災(zāi)備份的一般手段。如果你很了解kafka的話，這個(gè)就很容易理解了。
參考文獻(xiàn)：
《elasticsearch-權(quán)威指南》
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