手把手带你搭建 Elasticsearch 集群

投稿做者：喜马拉雅以南
编辑整理：JackTian
微信公众号：杰哥的IT之旅（ID：Jake_Internet）

1、为何要搭建 Elasticsearch 的集群？
Elasticsearch 是一个开源的高扩展的分布式全文检索引擎。

经过简单的RESTful API来隐藏Lucene的复杂性，从而让全文搜索变得简单。

ES主要解决问题：
检索相关数据

返回统计结果

速度要快

1. 高可用性
经过设计减小系统不能提供服务的时间，假设某个时刻服务节点宕机则该节点为临时不可用，若是系统能一直提供服务，则它的可用性为100%，所以为了减小 Elasticsearch 服务不可用时间，集群的做用就体现出来了。

固然若是要保证在宕机期间，ES 的数据保证不丢失，则须要对其数据进行备份，所以有了分片和副本的概念。

分片：将数据切分红多个部分，在ES中全部数据都存储于索引(index)之上，但实际索引只是维护了与多个分片之间的联系，数据则是被路由到多个分片。例如一个索引有5个分片，则该索引将会有0,1,2,3,4,这五个分片，其指定每一个文档数据存储在哪一个分片是根据路由运算公式has(_routing)%number_of_primary_shards指定，使数据均匀分布在集群当中。

若是存在某个或某几个分片存储数据量特别大，可使用索引分区既index.routring_partition_size， 但使用后限制有没法建立join_feild 关系映射、_routing 将成为写入数据必要传入参数

副本：副本是主分片的复制分片，能够灵活调整，提升了整个集群的容错性，且须要注意的是副本分片不能与主分片在同一个节点。通常来讲，Elasticsearch 会尽可能把一个索引的不一样分片存储在不一样的主机上，分片的副本也尽量存在不一样的主机上，这样能够提升容错率，从而提升高可用性。
null

**2. 健康状态**
Elasticsearch集群存在三种健康状态，单节点 Elasticsearch 也能够算是一个集群。

green(绿色)：表明全部索引的主分片和副本均已分配且可用，集群是 100% 可用；

yellow(黄色)：主分片已分配且所有主分片可用，但全部的副本不所有可用，多是缺失，也有多是某个索引的副本未被分配，能够经过move cancel allocate命令所属的 API 进行分配或移动分片到指定节点，使用这里要注意主分片和其副本毫不能在同一节点。此时系统容错性和集群高可用被弱化；

red(红色)：全部的主分片不所有可用，这表明颇有可能存在丢失数据的风险，若是只有一个单节点 Elasticsearch 那么属于一种 yellow 状态，由于没有副本；

**3. 存储空间**
多个节点的 ES 集群，那么相对单节点来讲拥有更多的存储空间，能够设置elasticsearch.yml设置data和log的挂载目录。

**2、ES 集群及节点类型**
集群由多个节点构成，每一台主机则称为一台节点，在伪集群中每个 ES 实例则为一个节点。

![](https://s4.51cto.com/images/blog/202101/24/ac10f7ec04a30dea2844e0a76c043582.png?x-oss-process=image/watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

上述图中则为一个集群，其中 Node-1 是主节点，主节点有权限控制整个集群，有权限控制整个集群。每一个节点都有三个分片，其中P0 P1 P2表明 Primary 为主分片，R开头的则表明为每一个主分片对应的副本分片，一共是 3 个主分片，每一个主分片有两个对应的副本分片。

主节点：即 Master 节点。主节点的主要职责是和集群操做相关的内容，如建立或删除索引，跟踪哪些节点是群集的一部分，并决定哪些分片分配给相关的节点。稳定的主节点对集群的健康是很是重要的。默认状况下任何一个集群中的节点都有可能被选为主节点。索引数据和搜索查询等操做会占用大量的 cpu，内存，io 资源，为了确保一个集群的稳定，分离主节点和数据节点是一个比较好的选择。虽然主节点也能够协调节点，路由搜索和从客户端新增数据到数据节点，但最好不要使用这些专用的主节点。一个重要的原则是，尽量作尽可能少的工做；

数据节点：即 Data 节点。数据节点主要是存储索引数据的节点，主要对文档进行增删改查操做，聚合操做等。数据节点对 CPU、内存、IO 要求较高，在优化的时候须要监控数据节点的状态，当资源不够的时候，须要在集群中添加新的节点；

负载均衡节点：也称做 Client 节点，也称做客户端节点。当一个节点既不配置为主节点，也不配置为数据节点时，该节点只能处理路由请求，处理搜索，分发索引操做等，从本质上来讲该客户节点表现为智能负载平衡器。独立的客户端节点在一个比较大的集群中是很是有用的，他协调主节点和数据节点，客户端节点加入集群能够获得集群的状态，根据集群的状态能够直接路由请求；

预处理节点：也称做 Ingest 节点，在索引数据以前能够先对数据作预处理操做，全部节点其实默认都是支持 Ingest 操做的，也能够专门将某个节点配置为 Ingest 节点。以上就是节点几种类型，一个节点其实能够对应不一样的类型，如一个节点能够同时成为主节点和数据节点和预处理节点，但若是一个节点既不是主节点也不是数据节点，那么它就是负载均衡节点。具体的类型能够经过具体的配置文件来设置；

**Elasticsearch 处理查询请求时节点工做流程：**
请求被交给主节点；

主节点接收请求，将请求广播到该索引在数据节点上的每一个分片(shard)；

每一个分片执行搜索请求，并将结果返回；

分片的Result在主节点上进行合并，排序后返回给用户；

**3、搭建 Elasticsearch7.X 伪集群**
**一、下载 ES**

这里咱们把 ES 安装在服务器的opt目录下

# 使用华为镜像超快！！ 并重命名 elasticsearch7.4-x86.tar.gz（x86是系统指令架构）
$ wget -O elasticsearch7.4-x86.tar.gz https://mirrors.huaweicloud.com/elasticsearch/7.4.0/elasticsearch-7.4.0-linux-x86_64.tar.gz
# 解压
$ tar -zxvf elasticsearch7.4-x86.tar.gz

二、修改jvm.options和elasticsearch.yml配置 ES

# 进入es配置目录
$ cd /opt/elasticsearch7.4-x86/config

# 修改jvm相关参数，调整jvm堆内存大小
$ vim jvm.options

# 对es进行配置
$ vim elasticsearch.yml

jvm.options 配置

## 修改 IMPORTANT: JVM heap size ，内存小我就设置成这样了
-Xms512m
-Xmx512m

配置 elasticsearch.yml

# 不要在该文件中设置索引相关配置
cluster.name: waybill-center # 设置集群名比较重要！
# ------------------------------------ Node ------------------------------------
node.name: es-master # 配置节点名
node.master: true # 是否有资格被选举为master，ES默认集群中第一台机器为主节点
node.data: false # 是否存储索引数据，默认 true，大集群中推荐一个角色一个类节点，不要身兼多职
node.ingest: false #默认状况下全部节点都可以作ingest节点
# ----------------------------------- Paths ------------------------------------
#path.conf: /opt/elasticsearch7.4-x86/config # 设置配置文件存储路径，默认是es根目录下的config目录
path.data: /data/es-master/data # 设置索引数据存储路径，默认是es根目录下的data目录
path.logs: /data/es-master/log # 设置日志文件存储路径，默认是es根目录下的log目录
# ----------------------------------- Memory -----------------------------------
#bootstrap.memory_lock: true # 锁住内存不进行swapping，避免系统内存不够时压制JVM虚拟内存
# ---------------------------------- Network -----------------------------------
#network.host: 192.168.0.1 # 同时设置bind_host 和 publish_host
network.bind_host: 0.0.0.0 # 设置节点绑定ip，可用于http访问
network.publish_host: x.x.x.x # 设置其余节点与该节点交互ip，可使内网ip单必须是真实ip
# Set a custom port for HTTP:
http.port: 9200 # 设置对外服务http端口
transport.tcp.port: 9300 # 设置节点之间交互的tcp端口
transport.tcp.compress: true # 设置是否压缩tcp传输时的数据，默认为false
# --------------------------------- Discovery ----------------------------------
#
# Pass an initial list of hosts to perform discovery when this node is started:
# The default list of hosts is ["127.0.0.1", "[::1]"]
#
discovery.seed_hosts: ["x.x.x.x:9300", "x.x.x.x:9301","x.x.x.x:9302"]
# 集群各节点IP地址，也可使用els、els.shuaiguoxia.com等名称，须要各节点可以解析
#
# Bootstrap the cluster using an initial set of master-eligible nodes:
#
cluster.initial_master_nodes: ["es-master"]
discovery.zen.minimum_master_nodes: 2  # 为了不脑裂，集群节点数最少为 半数+1
# For more information, consult the discovery and cluster formation module documentation.
# ---------------------------------- Gateway -----------------------------------
gateway.recover_after_nodes: 3 # 设置集群中N个节点启动时进行数据恢复，默认为1

**三、配置 ES 使用本身的所带的 jdk (推荐)**

修改bin目录下的Elasticsearch脚本文件

source "`dirname "$0"`"/elasticsearch-env # 这里能够看出先加载的 elasticsearch-env 脚本设置环境
# use es internal jdk
export JAVA_HOME=$ES_HOME/jdk/
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

查看elasticsearch-env

#!/bin/bash

set -e -o pipefail

CDPATH=""

SCRIPT="$0"

# SCRIPT might be an arbitrarily deep series of symbolic links; loop until we
# have the concrete path
while [ -h "$SCRIPT" ] ; do
  ls=`ls -ld "$SCRIPT"`
  # Drop everything prior to ->
  link=`expr "$ls" : '.*-> \(.*\)$'`
  if expr "$link" : '/.*' > /dev/null; then
    SCRIPT="$link"
  else
    SCRIPT=`dirname "$SCRIPT"`/"$link"
  fi
done

# determine Elasticsearch home; to do this, we strip from the path until we find
# bin, and then strip bin (there is an assumption here that there is no nested
# directory under bin also named bin)
ES_HOME=`dirname "$SCRIPT"` # 这里能够看出已经设置了ES_HOME

# now make ES_HOME absolute
ES_HOME=`cd "$ES_HOME"; pwd`

while [ "`basename "$ES_HOME"`" != "bin" ]; do
  ES_HOME=`dirname "$ES_HOME"`
done
ES_HOME=`dirname "$ES_HOME"`

**四、复制当前 es 构建其余数据节点**

复制当前 ES 目录

# 复制两份数据节点的目录
cp -r /opt/elasticsearch7.4-x86 /opt/es-data-node1 
cp -r /opt/elasticsearch7.4-x86 /opt/es-data-node2

修改两个数据节点的配置文件，先修改第一数据节点

# vim /opt/es-data-node1/config/elasticsearch.yml
node.name: es-node1 # 配置节点名
node.ingest: false #默认状况下全部节点都可以作ingest节点
node.master: false # 是否有资格被选举为master，ES默认集群中第一台机器为主节点
node.data: true # 是否存储索引数据，默认 true
#path.conf: /opt/es-data-node1/config # 设置配置文件存储路径，默认是es根目录下的config目录
path.data: /data/es-node1/data # 设置索引数据存储路径，默认是es根目录下的data目录
path.logs: /data/es-node1/log # 设置日志文件存储路径，默认是es根目录下的log目录
http.port: 9201 # 设置对外服务http端口
transport.tcp.port: 9301 # 设置节点之间交互的tcp端口

修改两个数据节点的配置文件，再修改第二个数据节点

# vim /opt/es-data-node2/config/elasticsearch.yml
node.name: es-node2 # 配置节点名
node.master: false # 是否有资格被选举为master，ES默认集群中第一台机器为主节点
node.data: true # 是否存储索引数据，默认 true
#path.conf: /opt/es-data-node2/config # 设置配置文件存储路径，默认是es根目录下的config目录
path.data: /data/es-node2/data # 设置索引数据存储路径，默认是es根目录下的data目录
path.logs: /data/es-node2/log # 设置日志文件存储路径，默认是es根目录下的log目录
http.port: 9202 # 设置对外服务http端口
transport.tcp.port: 9302 # 设置节点之间交互的tcp端口

**五、建立 ES 存储数据和 log 目录**

# 根据以前每一个节点的配置文件内配置path进行建立或修改
mkdir -p /data/es-master/data
mkdir -p /data/es-node1/data
mkdir -p /data/es-node2/data
mkdir -p /data/es-master/log
mkdir -p /data/es-node1/log
mkdir -p /data/es-node2/log

**六、由于 ES 不能用 root 用户启动，因此要新建用户**

groupadd es # 新建用户组es
useradd es -g es# 新建用户并添加到es用户组
passwd es # 也能够更改用户密码（输入 123123）

**七、受权 ES 用户对目录的操做权限**

chown -R es:es /data/es-master/
chown -R es:es /data/es-node1/
chown -R es:es /data/es-node2/

**八、启动 ES 集群**

# 需切换为es用户
su es
# 启动服务
./opt/elasticsearch7.4-x86/bin/elasticsearch -d
./opt/es-data-node1/bin/elasticsearch -d
./opt/es-data-node2/bin/elasticsearch -d

后台运行 ES 能够加入 -p 命令，让 ES 在后台运行， -p 参数记录进程 ID 为一个文件 # 设置后台启动

./opt/elasticsearch7.4-x86/bin/elasticsearch  -p /tmp/elasticsearch-pid -d

结束进程

# 查看运行的pid
cat /tmp/elasticsearch-pid && echo
# 结束进程
kill -SIGTERM {pid}

**4、启动异常(系统资源限制层面)**
**一、超过当前最大文件描述符**

若是出现max file descriptions，修改limits.conf

vim /etc/security/limits.conf # 修改限制文件

向文件内添加文件数

• soft nofile 65536
• hard nofile 65536

**二、超过当前最大线程数**

若是出现max number of threads，修改limits.d/20-nproc.conf

vim /etc/security/limits.d/20-nproc.conf

修改参数

*  soft    nproc   4096
*  hard   nproc   4096
# 或者不限制也行
# root       soft    nproc     unlimited

三、超过当前最大虚拟内存

若是出现virtual memory areas，修改sysctl.conf

vim /etc/sysctl.conf
修改参数

vm.max_map_count=262144
# 也可以使用下面命令临时修改内存限制
sysctl -w vm.max_map_count=262144

**5、在主节点机器上进行验证**
当咱们配置好并启动集群后，由于主节点打开了http.port而且主节点主要用于整个集群的管理，因此建议在配置kibana时只配置主节点就好。

不过在咱们验证时能够经过如下命令进行验证集群的搭建情况

curl  -X GET http://localhost:9200/_cat/nodes # get请求查看集群健康状态

# 将会响应以下，带星号的就是指向的主节点
127.0.0.1 69 93 1 0.06 0.07 0.06 dilm * es-master
127.0.0.1 69 93 1 0.06 0.07 0.06 dil  - es-node1
127.0.0.1 56 93 1 0.06 0.07 0.06 dil  - es-node2