面试题：优化ElasticSearch临时Master选举负载均衡策略的方法

Question

假设你正在负责优化ElasticSearch集群中临时Master选举的负载均衡策略，现有集群在高并发写入时出现了Master节点负载过高的情况，请提出至少两种优化方案，并详细说明每种方案的原理、实施步骤以及可能带来的风险。

Answer 1

方案一：增加候选Master节点数量

• 原理：增加候选Master节点数量后，在进行临时Master选举时，更多的节点有机会参与选举成为Master。这可以分散选举压力，使得高并发写入时单个Master节点不会承担过重负载，因为写入操作的请求可以更均匀地分布到不同的Master节点（当选举结果产生变化时）。
• 实施步骤：
  1. 编辑每个节点的elasticsearch.yml配置文件，在其中添加或修改node.master: true配置，将更多节点设置为候选Master节点。需要注意，在设置前要评估新增节点的硬件资源是否满足Master节点运行要求。
  2. 重启这些设置为候选Master的节点，使其配置生效。重启过程中，要密切关注集群状态，通过_cluster/health API查看集群是否能正常恢复。
• 可能带来的风险：
  • 选举复杂性增加：更多的候选Master节点意味着选举过程可能变得更加复杂和耗时。如果网络不稳定或节点之间通信存在延迟，选举过程可能出现脑裂等异常情况，导致集群出现多个Master，破坏数据一致性。
  • 资源消耗增加：每个候选Master节点都需要维护一定的集群状态信息，这会增加内存和CPU等资源的消耗。过多的候选Master节点可能导致整个集群资源紧张，影响集群性能。

方案二：采用权重选举策略

• 原理：为每个候选Master节点设置不同的权重值。在选举过程中，权重高的节点优先被选举为Master。这样可以将Master角色分配给硬件资源更强大、处理能力更强的节点，使得在高并发写入时，能够更好地应对负载压力，因为性能更好的节点更能承受高负载。
• 实施步骤：
  1. 在每个节点的elasticsearch.yml配置文件中添加node.master_weight参数，并为不同节点设置合适的权重值。例如，对于硬件配置高的节点可以设置较高权重，如node.master_weight: 10，对于相对配置低的节点设置较低权重，如node.master_weight: 5。
  2. 重启节点使配置生效。重启后通过_cat/nodes?v命令查看节点权重信息是否正确显示，确保权重设置成功。
• 可能带来的风险：
  • 权重设置不合理风险：如果权重设置不合理，可能导致某些权重高的节点一直被选举为Master，一旦这些节点出现故障，集群选举可能会受到较大影响。而且如果权重设置没有准确反映节点实际性能，可能达不到预期的负载均衡效果。
  • 选举偏向性：可能造成选举结果的偏向性，使得一些权重低的节点几乎没有机会成为Master，这些节点的资源无法得到充分利用。