⭐《ElasticSearch核心技术与实战》笔记 - 3. 管理集群

[TOC]

TODO: 暂时略过, 后续再补课.

(这部分暂时以截图为主)

https://github.com/geektime-g...

这一整节的内容 pdf, 可以搜索复制文本.

保护你的数据

集群身份认证与用户鉴权

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开启并配置 X-Pack 的认证与鉴权

  1. 修改配置文件, 打开认证与授权 elasticsearch.yml

    xpack.security.enabled: true
    # xpack.license.self_generated.type: basic
    # xpack.security.transport.ssl.enabled: true
  2. 启动 ES
  3. 创建默认的用户和分组

    bin/elasticsearch-setup-passwords interactive

    会创建用户:

    • elastic
    • apm_system
    • kibana
    • kibana_system
    • logstash_system
    • beats_system
    • remote_monitoring_user
  4. 配置 Kibana 身份认证 kibana.yml

    elasticsearch.username: "kibana_system"
    elasticsearch.password: "......"
  5. 配置 Logstash 身份认证 logstash.yml

    • 启用 X-Pack Monitoring(Basic Free)

      xpack.monitoring.enabled: true
      
      xpack.monitoring.elasticsearch.username: "logstash_system"
      
      xpack.monitoring.elasticsearch.password: "...."
      
      xpack.monitoring.elasticsearch.hosts: ["http://ip:9200"]
    • 在 logstash 定义 conf 时, 记得加上账号密码

      input {
        elasticsearch {
          ...
          user => "logstash_system"
          password => .....
        }
      }
      
      filter {
        elasticsearch {
          ...
          user => "logstash_system"
          password => .....
        }
      }
      
      output {
        elasticsearch {
          ...
          user => "logstash_system"
          password => "....."
          #ssl => true
          #cacert => '/path/to/cert.pem'
        }
      }
注意, 若是在生产环境, 启动 ES 时会强制进行 Bootstrap Check, 在开启了 xpack.security.enabled: true 情况下会要求配置 xpack.security.transport.ssl, 具体见下面的 "集群内部安全通信" 一节.

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在 kibana 中 manager 的 security 可以方便图形化地添加 用户/角色

集群内部安全通信

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ES 内部使用 9300 端口传输

生成节点证书

# 直接一路回车, 然后会在 elasticsearch 的安装目录下生成一个文件: *elastic-stack-ca.p12*
bin/elasticsearch-certutil ca


# 一路回车, 会在 elasticsearch 的安装目录下生成一个文件: *elastic-certificates.p12*
bin/elasticsearch-certutil cert --ca elastic-stack-ca.p12


# 统一将上述生成的证书文件都放到 elasticsearch 安装目录下 certs 目录中
# 若使用 rpm 方式安装, 那么配置文件和 elasticsearch 安装目录不在一起, 此时可以将这些证书移到 /etc/elasticsearch/certs 中
# 注意证书文件的权限, 需确保至少 elasticsearch 可读
mkdir certs
mv *.p12 ./certs
https://www.elastic.co/guide/...

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默认生成的 CA 文件名: elastic-stack-ca.p12

默认生成的节点证书文件名: elastic-certificates.p12

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配置节点间通讯

xpack.security.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.enabled: true
xpack.security.transport.ssl.verification_mode: "certificate"
xpack.security.transport.ssl.keystore.path: "certs/elastic-certificates.p12"
xpack.security.transport.ssl.truststore.path: "certs/elastic-certificates.p12"

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集群与外部间的安全通信

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↑ kibana 使用的证书格式是 pem, 而之前 es 生成的节点证书(默认文件名: elastic-certificates.p12)是p12 格式, 因此需要使用 openssl 将其转换为 pem 格式.img

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↑ 将上述生成的 elastic-stack-ca.zip 解压得到 ca.crt 文件和 ca.key 文件.

配置 config/kibana.yml:

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由于这里的证书是自签的, kibana启动时会报错, 只是做测试, 可以忽略.

水平扩展 ES 集群

常见的集群部署方式

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Hot & Warm 架构与Shard Filtering

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当使用 force awareness, 都指定了不存在的 zone, 那么会导致分片(副本)无法分配.

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分片设计及管理

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↑ 7.0 之前是默认创建5个主分片...

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如何对集群进行容量规划

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后文有提到说, 搜索类的按照 1:16, 日志类的按照 1:48 ~ 1:96 之间.

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在私有云上管理 ES 集群的一些方法

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在公有云上管理与部署 ES 集群

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生产环境中的集群运维

生产环境常用配置与上线清单

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需配置 discovery.seed_hosts, discovery.seed_providers, cluster.initial_master_nodes 这几个中至少一个, 比如:

discovery.seed_hosts: ["127.0.0.1"]
cluster.initial_master_nodes: ["node-1"]

剩下的 50% 的物理内存要分配给 Lucene 使用.

分配给JVM 的内存建议不要超过 32GB, 超过之后性能反而会下降...

JVM 有 Server 和 Cli 这两种模式

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> 官方文档中 Import Elasticsearch configuration 这一节中介绍了一些重要的 ES 参数配置项

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> 需要对 Linux 主机进行相关设定, 否则在生产环境模式是无法通过检查, 启动报错.

> 具体参见 Bootstrap Checks 一节

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> 这里的内存大小指的是给 JVM 分配的大小, 系统应该额外预留系统的另外一半内存给 Lucene.

> 也就是上面单个节点分配给JVM 31G内存, 那么这台主机实际内存占用在 64GB 左右

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监控 ES 集群

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诊断集群的潜在问题

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解决集群 Yellow 与 Red 的问题

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https://github.com/geektime-g...

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提升集群写性能

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↓ 文档建模的一些最佳实践

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一个索引设定的例子

PUT my_test
{
  "mappings": {
    // 避免不必要的字段索引.
    // 必要时可以通过 update by query 索引必要的字段
    "dynamic": "false",
    "properties": {}
  },
  "settings": {
    "index": {
      "routing": {
        "allocation": {
          // 控制该索引的在每个节点的分片数, 避免数据热点
          "total_shards_per_node": "3"
        }
      },
      // 30 秒一次 Refresh
      "refresh_interval": "30s",
      "number_of_shards": "2",
      // 降低 translog 落盘
      "translog": {
        "sync_interval": "30s",
        "durability": "async"
      },
      "number_of_replicas": "0"
    }
  }
}

提升集群读性能

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集群压力测试

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段合并优化及注意事项

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缓存及使用 Breaker 限制内存使用

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一些运维的相关建议

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索引生命周期管理

使用 Shrink 与 Rollover API 有效管理序列索引

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*Demo*

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Demo

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示例1

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示例2

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Rollover API

Rollover API

  • 类似 Log4J 记录日志的方式,索引尺寸或者时间超过一定值后,创建新的
  • 支持的条件判断(满足任一条件)

    • 存活时间 max_age
    • 最大文档数 max_docs
    • 最大的索引大小 max_size
  • Rollover API 是一次性的, ES 仅在调用时进行判断并处理, 后续并不会进行监控.

    若需要持续监控, 并在满足条件时 rollover 时, 则应使用 ILM(Index Lifecycle Management Policies) 结合使用

    这特别适合索引数据量持续增大, 且容易过大的.
  • 当调用 Rollover API 时, 若满足条件将会创建新索引, "写别名"(write alias)会被更新为指向新的索引, 后续更新都会被写入新的索引.
  • Rollover 对于别名指向的索引中显示设置了 is_write_index: true 的, 并不会简单地将别名指向新索引, 而是 rollover 设置了 is_write_index: true 的那个旧索引(指向的多个索引中只能有1个设置了该值), 在创建了新的索引后, 将别名新增指向该索引, 并设置 write 到新索引, 同时从所有已存在的索引中 read.

    示例

    PUT my_logs_index-000001
    {
      "aliases": {
         // configures my_logs_index as the write index for the logs alias
        "logs": { "is_write_index": true } 
      }
    }
    
    PUT logs/_doc/1
    {
      "message": "a dummy log"
    }
    
    POST logs/_refresh
    
    POST /logs/_rollover
    {
      "conditions": {
        "max_docs":   "1"
      }
    }
    
    // newly indexed documents against the logs alias will write to the new index: my_logs_index-000002
    PUT logs/_doc/2 
    {
      "message": "a newer log"
    }
    
    
    // 此时 alias 的配置如下:
    /*
    {
      "my_logs_index-000002": {
        "aliases": {
          "logs": { "is_write_index": true }
        }
      },
      "my_logs_index-000001": {
        "aliases": {
          "logs": { "is_write_index" : false }
        }
      }
    }
    */

新创建的索引名

  • 如果是对 alias 做 rollover, 并且 alias 指向的已存在的索引的命名格式是 - 加上一个数字( 比如 logs-1), 那么新创建的索引会按照这个模式, 并递增数字序号来创建.

    新的数字序号是用 0 作填充的 6 位数(不管旧的索引的数字位数是多少位), 比如 logs-000002

  • Rollover API 支持 date math, 因此若旧的索引命名是按照 date math, 那么 rollover 新创建的索引也会是按照 date math 来创建

    示例

    // 注意, 这里必须用 urlencode 的来作为 uri path, 否则会报错.
    // 示例, 这里实际创建的索引名是 logs_2016.10.31-1
    // PUT / with URI encoding:
    PUT /%3Clogs-%7Bnow%2Fd%7D-1%3E 
    {
      "aliases": {
        "logs_write": {}
      }
    }
    
    
    PUT logs_write/_doc/1
    {
      "message": "a dummy log"
    }
    
    
    POST logs_write/_refresh
    
    // Wait for a day to pass
    
    // 如果是在当天执行, 那么这里创建的新索引名会是 logs_2016.10.31-000002
    // 如果是隔天, 那么就是 logs_2016.11.01-000002
    POST /logs_write/_rollover 
    {
      "conditions": {
        "max_docs":   "1"
      }
    }

为什么要使用 Rollover API

  • 不断膨胀的历史数据(特别是时间序列数据)需要加以限制
  • rollover 功能可以以紧凑的聚合格式保存旧数据, 仅保存您感兴趣的数据

Rollover API Demo

// 当加上参数 ?dry_run ,那么仅仅是测试, 可以方便地查看是否满足 rollover 条件(及具体哪个条件), 并没有实际执行 rollover 操作.
// 比如 POST //_rollover?dry_run

POST //_rollover
{
    "conditions": {
        // 如果时间超过7天,那么自动rollover,也就是使用新的index
        "max_age": "7d",
        // 如果文档的数目超过14000个,那么自动rollover
        "max_docs": 100000,
        // 如果index的大小超过5G(仅针对主分片统计, 副本分片不会被算进来),那么自动rollover
        "max_size": "5gb"
    }
}


// 也可以指定具体新创建的索引的名子
POST //_rollover/

Path 路径参数

  • 可以是 alias(索引别名) 或 data stream

    必选参数

    根据不同的 target, rollover 的行为也不一样

    • 若是指向一个单独索引的 alias

      1. 创建新索引
      2. alias 指向新的索引
      3. 从原来的索引上移除 alias
    • 若指向(多个)索引的 alias, 且这些索引中有(且只能是)一个设置了 is_write_index: true

      1. 创建新索引
      2. 对新创建的索引设置 is_write_index: true
      3. 对旧的索引设置 is_write_index: false
> 此时 alias 会同时指向这些索引, 但只会 write 到新建的索引(即此时 `is_write_index: true` 的那个索引), read 依旧是从所有索引中读.
    • 若是"data stream"

      1. 创建新索引
      2. 在 data stream 上将新建的索引添加进去作为 backing index 和 write index
      3. 增加 data stream 属性的 generation 值.
    • 可以指定新创建的索引的名字

      可选参数.

      是 data stream, 则不支持设置该参数.

      是 alias, 且对应的索引名不符合规则(以 -数字 为结尾, 比如 logs-001 是符合规则的), 那么就必须手动指定该参数.

      命名需满足规则

      • 仅小写
      • 不能包含 \/*"<>| (空格字符)、,#
      • ES 7.0 之前可以包含冒号(:),但从 7.0 开始就不支持了
      • 不能以 -_+ 作为索引名开头
      • 不可能是 ...
      • 不能超过 255个字节(多字节的要注意)
      • . 开头的索引不建议使用(deprecated), 除了隐藏索引( hidden indices)以及插件管理的内部索引外.

    建议索引命名格式: xxxxxxx-6位数字, 比如从 xxxxx-000001 开始

    Query 查询参数

    • dry_run 仅仅是测试是否满足 rollover 条件(包括查看索引名), 并不实际执行 rollover.

      可选

    Request boyd 请求体

    • aliases 索引别名
    • conditions rollover 条件

      • max_age
      • max_docs
      • max_size
      这里的 docs 和 size 都只算主分片的, 并不会受副本分片影响.
    • mappings 设置新索引的 mapping
    • settings 设置新索引的 settings

    filebeat 自动创建的 ILM 示例中配置的 rollover

    PUT _ilm/policy/filebeat
    {
      "policy": {
        "phases": {
          "hot": {
            "min_age": "0ms",
            "actions": {
              "rollover": {
                "max_age": "30d",
                "max_size": "50gb"
              },
              "set_priority": {
                "priority": null
              }
            }
          }
        }
      }
    }

    索引全生命周期管理及工具介绍

    索引生命周期管理(ILM)特别适合处理时间序列的索引.

    时间序列的索引是指:

    • 索引中的数据随着时间,持续不断增长.
    • 数据量大, 且早期的数据价值越来越低(很少写甚至是只读, 到完全无用)
    • 按照时间序列划分索引

      • 管理更方便(比如完整删除一个索引的操作会比 delete_by_query 性能更好)

    ILM 将索引生命周期按时间顺序划分为以下几个阶段(单向变化)

    1. Hot: 索引还存在着大量的读写操作
    2. Warm:索引不存在写操作,还有被查询的需要
    3. Cold:数据不存在写操作,读操作也不多
    4. Delete:索引不再需要,可以被安全删除
    Hot -> Warm -> Cold -> Delete

    并不要求所有阶段都要设置, 比如 filebeat 创建的 ILM 就只有一个 Hot

    ILM 能做的事:

    • 根据条件修改索引的生命周期

      比如 Cold 阶段的数据存放在性能比较差的 ES 节点上.
    • 定期关闭或删除索引

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    filebeat 的示例

    ILM Policy

    PUT _ilm/policy/filebeat
    {
      "policy": {
        "phases": {
          "hot": {
            "min_age": "0ms",
            "actions": {
              "rollover": {
                "max_age": "30d",
                "max_size": "50gb"
              },
              "set_priority": {
                "priority": null
              }
            }
          },
          "delete": {
            "min_age": "180d",
            "actions": {
              "delete": {
                "delete_searchable_snapshot": true
              }
            }
          }
        }
      }
    }

    Index Template

    PUT /_template/filebeat-7.9.3
    {
        "index_patterms": [
            "filebeat-7.9.3-*"
        ],
        "settings": {
      "index": {
        "lifecycle": {
          "name": "filebeat",
          "rollover_alias": "filebeat-7.9.3"
        },
        "mapping": {
          "total_fields": {
            "limit": "10000"
          }
        },
        // 将 refresh interval 设置为 5s 以提高性能
        "refresh_interval": "5s",
        "number_of_shards": "1",
        // 这个是我自己加的, 因为我在部署时是单节点的 ES 集群
        "number_of_replicas": "0",
        "max_docvalue_fields_search": "200",
        "query": {
          "default_field": [
            "message",
            "tags",
            "agent.ephemeral_id",
            "agent.id",
            "agent.name",
            "agent.type",
            "agent.version",
            ...
            ...
            ...
            "fields.*"
          ]
        }
      }
    }
    }
    PUT _template/filebeat-7.9.3?include_type_name
    {
      "order": 1,
      "index_patterns": [
        "filebeat-7.9.3-*"
      ],
      "settings": {
        "index": {
          "lifecycle": {
            "name": "filebeat",
            "rollover_alias": "filebeat-7.9.3"
          },
          "mapping": {
            "total_fields": {
              "limit": "10000"
            }
          },
          // 将 refresh interval 设置为 5s 以提高性能
          "refresh_interval": "5s",
          "number_of_shards": "1",
          // 这个是我自己加的, 因为我在部署时是单节点的 ES 集群因此将副本分片设为 0
          "number_of_replicas": "0",
          "max_docvalue_fields_search": "200",
          "query": {
            "default_field": [
              "message",
              "tags",
              "agent.ephemeral_id",
              "agent.id",
              "agent.name",
              "agent.type",
              "agent.version",
              "as.organization.name",
              // 这里省略大量字段
              ...
              ...
              ...
              "fields.*"
            ]
          }
        }
      },
      "mappings": {
        "_doc": {
          "dynamic": true,
          "numeric_detection": false,
          "date_detection": false,
          "_source": {
            "enabled": true,
            "includes": [],
            "excludes": []
          },
          "_meta": {
            "beat": "filebeat",
            "version": "7.9.3"
          },
          "_routing": {
            "required": false
          },
          "dynamic_templates": [
            {
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            },
            {
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                },
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              }
            },
            {
              "dns.answers": {
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              }
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            {
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            },
            {
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            {
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              }
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            {
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            {
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              }
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            {
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            {
              "strings_as_keyword": {
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            }
          ],
          "properties": {
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            },
            ...
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          }
        }
      }
    }
    这是我自己敲的, 不能完全确保没敲错

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