面试题：ElasticSearch数据副本模型中写故障快速恢复的基本原理

Question

请阐述在ElasticSearch数据副本模型下，写故障发生后进行快速恢复的基本原理和大致流程。

Answer 1

基本原理

1. 数据冗余：ElasticSearch 通过创建数据副本，将相同的数据存储在多个节点上。当写故障发生时，副本数据可以作为备份来恢复丢失或损坏的数据，确保数据的高可用性。
2. 分布式一致性协议：采用类似 Paxos 或 Raft 的分布式一致性协议，确保主副本和从副本之间的数据一致性。在正常情况下，写操作首先在主副本上执行，然后通过一致性协议同步到从副本。当主副本出现故障时，从副本可以依据一致性协议选举出新的主副本，继续提供服务。

大致流程

1. 故障检测
   • 节点之间通过心跳机制互相监测状态。当一个节点在一定时间内没有收到其他节点的心跳时，就会判定对应节点出现故障。例如，ElasticSearch 集群中的每个节点会定期向其他节点发送心跳包，默认的心跳间隔时间可以在配置中设置。
2. 主副本切换（如果必要）
   • 如果发生故障的节点是主副本所在节点，那么集群需要选举出新的主副本。
   • 符合选举条件的从副本节点（通常依据节点的权重、版本等因素）会参与选举。例如，权重高、数据版本新的从副本节点更有可能被选举为新的主副本。
   • 通过分布式一致性协议（如 Raft 的选举算法），从副本节点之间进行投票，得票超过半数的节点会被选举为新的主副本。
3. 数据恢复
   • 新的主副本节点会协调数据恢复过程。它会向其他拥有副本数据的节点请求缺失的数据。
   • 拥有完整副本数据的节点会将数据发送给新主副本节点，新主副本节点接收并重新应用写操作日志（如果存在），以确保数据的一致性和完整性。
   • 一旦新主副本节点的数据恢复完成，它会通知集群中的其他节点，整个集群恢复正常服务状态，可以继续处理新的写操作和读请求。