面试题：ElasticSearch临时Master选举极端异常场景处理

Question

设想一种极端场景，在ElasticSearch集群进行大规模数据迁移时，同时遭遇严重的网络抖动，导致临时Master选举陷入混乱，大量节点状态不一致。请阐述如何在这种情况下快速恢复集群的稳定，并且保证数据的一致性和完整性，同时说明对现有集群架构和选举算法改进的思路。

Answer 1

恢复集群稳定并保证数据一致性和完整性的方法

1. 暂停数据迁移
   • 立即停止正在进行的大规模数据迁移操作，防止因网络抖动和节点状态不一致导致更多的数据同步问题和选举干扰。
2. 稳定网络环境
   • 排查网络抖动原因，如网络设备故障、带宽不足等，与网络团队协作解决，确保网络连接稳定。例如，增加带宽、修复网络设备硬件故障等。
3. 手动干预选举
   • 若临时Master选举陷入混乱，可考虑手动指定稳定且数据完整的节点作为Master节点。在Elasticsearch配置文件中，通过设置node.master: true和node.data: false来明确指定Master节点。同时，将其他节点的discovery.seed_hosts配置指向该指定的Master节点，引导集群重新加入并同步状态。
4. 数据一致性检查与修复
   • 利用Elasticsearch自带的工具，如_cat/recovery API查看分片恢复状态，_cat/shards API查看分片分布及状态。对于不一致的分片，可通过重新分配或强制同步操作来修复。例如，使用_cluster/reroute API来手动调整分片分布，确保数据一致性。

对现有集群架构改进思路

1. 增加网络冗余
   • 在集群架构层面，采用双网络链路或多网络供应商，以避免因单一网络故障导致网络抖动。例如，同时接入两家不同运营商的网络，当其中一条链路出现抖动时，可自动切换到另一条链路。
2. 引入缓存层
   • 在数据迁移过程中，引入分布式缓存（如Redis）作为中间层。先将数据写入缓存，待网络稳定后再批量从缓存写入Elasticsearch集群，降低网络抖动对数据迁移的直接影响。
3. 优化节点布局
   • 根据节点的硬件性能、地理位置等因素进行合理布局。将性能相近、网络延迟低的节点划分到同一区域，减少跨区域通信带来的网络风险。

对选举算法改进思路

1. 增强选举稳定性
   • 在选举算法中，增加节点状态检查的频率和深度，不仅检查节点的连通性，还检查节点的数据完整性和负载情况。例如，当节点参与选举时，需先通过一系列完整性和负载检查，符合条件才能参与选举，避免因状态异常的节点参与选举导致混乱。
2. 选举权重调整
   • 根据节点的硬件资源（如CPU、内存、磁盘IO）、网络质量等因素为节点设置选举权重。资源更优、网络更稳定的节点具有更高的选举优先级，这样能在网络抖动情况下更大概率选举出稳定的Master节点。
3. 引入预选举机制
   • 在正式选举Master之前，进行一轮预选举。预选举过程中，节点之间交换状态信息，评估网络稳定性和节点状态。只有在预选举通过的节点才能进入正式选举流程，以此提高选举的成功率和稳定性。