分布式ElasticSearch简介

这里我们解释一些通用的术语，例如集群(cluster)、节点(node)和分片(shard)，Elasticsearch的扩展机制，以及它如何处理硬件故障。在此将探索如何创建你的集群(cluster)、节点(node)和分片(shards)，使其按照你的需求进行扩展，并保证在硬件故障时数据依旧安全。

一个节点(node)就是一个Elasticsearch实例，而一个集群(cluster)由一个或多个节点组成，它们具有相同的cluster.name，它们协同工作，分享数据和负载。当加入新的节点或者删除一个节点时，集群就会感知到并平衡数据。

集群中一个节点会被选举为主节点(master),它将临时管理集群级别的一些变更，例如新建或删除索引、增加或移除节点等。主节点不参与文档级别的变更或搜索，这意味着在流量增长的时候，该主节点不会成为集群的瓶颈。任何节点都可以成为主节点。我们例子中的集群只有一个节点，所以它会充当主节点的角色。

做为用户，我们能够与集群中的任何节点通信，包括主节点。每一个节点都知道文档存在于哪个节点上，它们可以转发请求到相应的节点上。我们访问的节点负责收集各节点返回的数据，最后一起返回给客户端。这一切都由Elasticsearch处理。

集群健康

在Elasticsearch集群中可以监控统计很多信息，但是只有一个是最重要的：集群健康(cluster health)。集群健康有三种状态：green、yellow或red。

GET /_cluster/health

在我这里可以看到：

{
   "cluster_name": "elasticsearch",
   "status": "yellow",
   "timed_out": false,
   "number_of_nodes": 1,
   "number_of_data_nodes": 1,
   "active_primary_shards": 10,
   "active_shards": 10,
   "relocating_shards": 0,
   "initializing_shards": 0,
   "unassigned_shards": 10,
   "number_of_pending_tasks": 0,
   "number_of_in_flight_fetch": 0
}

status字段提供一个综合的指标来表示集群的的服务状况。三种颜色各自的含义：

颜色意义green所有主要分片和复制分片都可用yellow所有主要分片可用，但不是所有复制分片都可用red不是所有的主要分片都可用

在接下来将说明什么是主要分片(primary shard)和复制分片(replica shard)，并说明这些颜色（状态）在实际环境中的意义。

为了将数据添加到Elasticsearch，我们需要索引(index)——一个存储关联数据的地方。实际上，索引只是一个用来指向一个或多个分片(shards)的“逻辑命名空间(logical namespace)”.

一个分片(shard)是一个最小级别“工作单元(worker unit)”,它只是保存了索引中所有数据的一部分。在接下来的《深入分片》一章，我们将详细说明分片的工作原理，但是现在我们只要知道分片就是一个Lucene实例，并且它本身就是一个完整的搜索引擎。我们的文档存储在分片中，并且在分片中被索引，但是我们的应用程序不会直接与它们通信，取而代之的是，直接与索引通信。

分片是Elasticsearch在集群中分发数据的关键。把分片想象成数据的容器。文档存储在分片中，然后分片分配到你集群中的节点上。当你的集群扩容或缩小，Elasticsearch将会自动在你的节点间迁移分片，以使集群保持平衡。

分片可以是主分片(primary shard)或者是复制分片(replica shard)。你索引中的每个文档属于一个单独的主分片，所以主分片的数量决定了索引最多能存储多少数据。

理论上主分片能存储的数据大小是没有限制的，限制取决于你实际的使用情况。分片的最大容量完全取决于你的使用状况：硬件存储的大小、文档的大小和复杂度、如何索引和查询你的文档，以及你期望的响应时间。

复制分片只是主分片的一个副本，它可以防止硬件故障导致的数据丢失，同时可以提供读请求，比如搜索或者从别的shard取回文档。

当索引创建完成的时候，主分片的数量就固定了，但是复制分片的数量可以随时调整。

集群的健康状态yellow表示所有的主分片(primary shards)启动并且正常运行了——集群已经可以正常处理任何请求——但是复制分片(replica shards)还没有全部可用。事实上所有的三个复制分片现在都是unassigned状态——它们还未被分配给节点。在同一个节点上保存相同的数据副本是没有必要的，如果这个节点故障了，那所有的数据副本也会丢失。

现在我们的集群已经功能完备，但是依旧存在因硬件故障而导致数据丢失的风险。

在单一节点上运行意味着有单点故障的风险——没有数据备份。幸运的是，要防止单点故障，我们唯一需要做的就是启动另一个节点。文档的索引将首先被存储在主分片中，然后并发复制到对应的复制节点上。这可以确保我们的数据在主节点和复制节点上都可以被检索。这样以来我们的集群不仅是功能完备的，而且是高可用的。随着应用需求的增长，我们该如何扩展？如果我们启动第三个节点，我们的集群会重新组织自己。

分片本身就是一个完整的搜索引擎，它可以使用单一节点的所有资源。如果我们拥有6个分片（3个主分片和三个复制分片），最多可以扩展到6个节点，每个节点上有一个分片，每个分片可以100%使用这个节点的资源。