面试题：ElasticSearch路由机制在集群扩容时如何保障数据的均衡分布

Question

当ElasticSearch集群进行扩容操作，新节点加入后，路由机制怎样调整以确保数据能在各个节点间均衡分布，避免数据倾斜问题，阐述其具体原理和实现步骤。

Answer 1

原理

1. 分片和副本机制：Elasticsearch 中的索引由多个分片组成，每个分片可以有多个副本。当新节点加入集群时，集群会根据节点负载和数据分布情况，自动将部分分片及其副本迁移到新节点上。
2. 负载均衡算法：Elasticsearch 采用基于权重的负载均衡算法，考虑节点的 CPU、内存、磁盘 I/O 等资源使用情况，以及已分配的分片数量等因素，来决定如何分配新的分片。这样能使数据在各个节点间尽可能均衡分布，减少数据倾斜。
3. 自动发现和重平衡：Elasticsearch 集群具有自动发现机制，新节点加入后会自动被集群发现。集群管理器（Master 节点）会负责协调重平衡过程，通过重新分配分片来达到数据均衡。

实现步骤

1. 新节点加入：新节点启动并配置好与集群的连接信息后，向集群发送加入请求。
2. 集群发现：Master 节点检测到新节点加入，更新集群状态信息，并将新节点信息广播给其他节点。
3. 计算重平衡策略：Master 节点根据当前集群的负载情况（包括每个节点的资源使用、已分配分片数量等），计算出需要迁移哪些分片到新节点，以实现数据均衡。
4. 分片迁移：Master 节点向相关节点发送迁移指令，源节点将指定分片及其副本的数据传输到新节点。在此过程中，Elasticsearch 会确保数据的一致性和完整性。
5. 更新集群状态：迁移完成后，Master 节点更新集群状态，记录新的分片分布情况，并将最新状态广播给所有节点。此时，新节点正式融入集群，数据在各个节点间达到新的均衡分布。