学好Elasticsearch系列-核心概念

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公司使用Elasticsearch的场景还是挺多的，打算开个新的坑，写一个关于Elasticsearch的系列，这是第一章。
这章主要是对Elasticsearch中的基本概念以及涉及到的一些名词做下讲解，能够对Elasticsearch有一个初步的认识。

节点

• 每个Elasticsearch节点实际上就是一个Java进程，就是一个Elasticsearch的实例。
• 一个节点 ≠一台服务器，也就是说我可以在一台服务器上启动多个Elasticsearch实例。

角色

集群节点角色可以在配置文件elasticsearch.yml中通过node.roles配置，如果配置了节点角色，那么该节点将只会执行配置的角色功能。

master：候选节点

所谓master节点，就是在主节点down机的时候，可以参与选举，取而代之的节点。举个例子：主节点好比班长，在班长不在的时候（主节点down机了），要选举出一个临时班长（master中选举）。master节点不仅有选举权还有被选举权。每个master节点主要负责索引创建、索引删除、追踪节点信息和决定分片分配节点等。

配置节点（下面节点配置方法同）：

node.roles: [ master ]

data：数据节点

数据节点顾名思义就是存放数据的节点，数据节点负责存储文档数据和数据的CRUD操作。因此该节点是CPU和IO密集型，需要实时监控该节点资源信息，以免过载。数据节点又分为：data_content，data_hot，data_warm，data_code。

• data_content：数据内容节点，目录节点负责存储常量数据，且不随着时间的推移，改变数据的温层（hot、warm、cold）。且该节点的查询优先级是高于其它IO操作，所以该节点search和aggregations都会较快一些。
• data_hot：热节点，保存热数据，经常会被访问，用于存储最近频繁搜索和修改的时序数据。
• data_code：冷节点，保存冷数据，很少会被访问，当数据不再更新，那么可以将该数据移动到冷数据节点；冷数据节点用于存储只读，且访问频率较低的数据。该节点机器性能可以低一点。
• data_warm：温节点，介于热节点和冷节点之间（温节点是我自己翻译的），当数据访问频率下降，可以将其移动到温节点，温节点用于存储修改较少，但仍然有查询的数据。查询的频率肯定比热点节点要少。

Ingest：预处理节点

作用类似于Logstash中的Filter，Ingest其实就是管道的入口节点，比如说我们在做日志分析的时候，可以把日志输出的数据交给预处理节点做预处理。

ml：机器学习节点

机器学习节点负责处理机器学习相关请求。

remote_ cluster_ client：候选客户端节点

远程候选节点可以作为远程集群的客户端，主要负责搜索远程集群数据和同步两个集群间数据。

transform：转换节点

转换节点会进行一种特殊操作，通过特定聚集语句计算，然后将结果写到新的索引中。

voting_ only：仅投票节点

在master选举过程中，仅投票节点顾名思义就是仅仅投票，不会被选举为master。

Coordinating only node：协调节点

协调节点主要负责根据集群状态路由分发搜索，路由分发bulk操作。此外每个节点都是自带协调节点功能。

分片

分片的思想在很多分布式应用和海量数据处理的场所非常常见，通常来说，面对海量数据的存储，单个节点显得力不从心。通俗解释，分片就是将数据拆分多份，放到不同的服务器节点。

Elasticsearch里的分片为为2种：主分片和副本分片。

Shards主分片

es可以把一个完整的索引分成多个分片，这样的好处是可以把一个大的索引拆分成多个，分布到不同的节点上。构成分布式搜索。分片的数量只能在索引创建前指定，并且索引创建后不能更改。这里和索引分片的算法有关，因为是通过取模算法去判断分到哪，如果改变了就无法正常查询之前的索引。

当客户端发起创建document的时候，es需要确定这个document放在该index哪个shard上。这个过程就是数据路由。路由算法：shard = hash(routing) % number_of_primary_shards。这里的routing指的就是document的id，如果number_of_primary_shards在查询的时候取余发生的变化，无法获取到该数据。

Replicas副本分片

代表索引副本，es可以设置多个索引的副本，副本的作用一是提高系统的容错性，当某个节点某个分片损坏或丢失时可以从副本中恢复。二是提高es的查询效率，es会自动对搜索请求进行负载均衡。

• 一个索引包含一个或多个分片，在7.0之前默认五个主分片，每个主分片一个副本；在7.0之后默认一个主分片。副本可以在索引创建之后修改数量，但是主分片的数量一旦确定不可修改，只能创建索引。
• 每个分片都是一个Lucene实例，有完整的创建索引和处理请求的能力。
• ES会自动在nodes上做分片均衡。
• 一个doc不可能同时存在于多个主分片中，但是当每个主分片的副本数量不为一时，可以同时存在于多个副本中。
• 每个主分片和其副本分片不能同时存在于同一个节点上，所以最低的可用配置是两个节点互为主备。
• 副本分片是不能直接写入数据的，只能通过主分片做数据同步。
• 增减节点时，shard会自动在nodes中负载均衡。

集群

上面所说的节点角色构成了整个集群。

集群状态

• Green：主/副分片都已经分配好且可用，集群处于最健康的状态100%可用。
• Yellow：主分片可用，但是至少有一个副本是未分配的。这种情况下数据也是完整的，但是集群的高可用性会被弱化。
• Red：至少有一个不可用的主分片。此时只是部分数据可以查询，已经影响到了整体的读写，需要重点关注。

健康值检查

//查看集群健康状况
_cat/health
_cluster/health

返回参数说明

示例：

{
  "cluster_name" : "elastic-log-xxx",
  "status" : "green",
  "timed_out" : false,
  "number_of_nodes" : 24,
  "number_of_data_nodes" : 21,
  "active_primary_shards" : 27777,
  "active_shards" : 27804,
  "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" : 100.0
}

索引和文档

es中索引类比为关系型数据库中的Table，在7.0版本之前index由若干个type组成，type实际上是文档的逻辑分类，而文档是es存储的最小单元。7.0及之后弱化了type的概念，7.x版本index只有一个type：_doc。文档（doc）可以类比为关系型数据库中的行，每个文档都有一个文档id。

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