面试题：ElasticSearch 协调节点故障对集群状态维护的影响及恢复措施

Question

当 ElasticSearch 协调节点出现故障时，会对集群状态的维护产生哪些影响？集群是如何通过故障恢复机制来重新稳定集群状态并保证数据一致性的？请详细阐述。

Answer 1

协调节点故障对集群状态维护的影响

1. 请求路由中断：协调节点负责接收客户端请求，并将其路由到相应的数据节点进行处理。故障发生时，新的请求无法被正确路由，导致客户端请求失败。例如，查询、索引、删除等操作都无法正常执行。
2. 集群状态信息同步受阻：协调节点在集群中也承担着同步和传播集群状态信息的职责。故障后，集群状态更新无法及时传递给所有节点，可能造成部分节点对集群状态认知不一致，影响集群的整体协调和资源分配。

故障恢复机制及保证数据一致性的方式

1. 选举新的协调节点：
   • Elasticsearch 集群采用基于 Bully 算法的选举机制。当检测到当前协调节点故障后，其他具备成为协调节点资格的节点（通常是具有 master 资格的节点）会发起选举。
   • 选举过程中，节点会比较自己的节点 ID 等信息，具有最高优先级（一般是节点 ID 最大）的节点会被选举为新的协调节点。
2. 数据副本同步：
   • Elasticsearch 通过数据副本机制保证数据一致性。每个分片都有主分片和多个副本分片。
   • 当协调节点故障恢复过程中，新的协调节点会检查各个分片的状态。如果某个主分片所在的数据节点故障，副本分片会被提升为新的主分片。
   • 随后，新的主分片会与其他副本分片进行数据同步，确保所有副本分片的数据与新主分片一致。同步过程基于版本号等机制，只有版本号更高的数据才会被接受，从而保证数据一致性。
3. 集群状态更新与传播：
   • 新选举出的协调节点会从集群状态存储（如 ZooKeeper，在 Elasticsearch 7.0 之后内置了类似功能）中获取最新的集群状态。
   • 然后，新协调节点会将集群状态的更新信息传播给集群中的其他节点，确保所有节点对集群状态的认知一致，重新稳定集群状态，使得集群能够正常对外提供服务。