面试题：ElasticSearch协调节点资源管理下对副本分片的动态调整策略

Question

当集群中的某个数据节点出现故障或者资源紧张时，ElasticSearch协调节点需要对副本分片进行动态调整以保证数据的可用性和集群性能。详细说明协调节点在资源管理过程中，针对副本分片的动态调整策略有哪些，以及这些策略是如何根据节点资源状态进行决策的。

Answer 1

动态调整策略

1. 副本分配策略
   • 均匀分配：协调节点尝试将副本分片均匀分配到不同的数据节点上，避免某个节点上副本过于集中，从而分散负载。例如，假设有3个数据节点，一个主分片有2个副本，协调节点会尽量将这2个副本分别分配到不同的数据节点，而非都放在一个节点上。
   • 感知节点权重：根据节点的资源状况为节点设置权重，如磁盘空间大、内存充足、CPU性能强的节点权重较高。协调节点在分配副本分片时，倾向于将副本分配到权重高的节点上，以更好地利用资源。
2. 副本迁移策略
   • 基于资源阈值：当某个数据节点的资源（如磁盘使用率超过90%、CPU使用率长期高于80%等）达到预先设定的阈值时，协调节点会将该节点上的部分副本分片迁移到其他资源相对充裕的节点。比如，节点A磁盘使用率过高，协调节点会把A节点上的部分副本迁移到磁盘使用率较低的节点B。
   • 故障转移：如果某个数据节点发生故障，协调节点会立即将该节点上的主分片对应的副本分片提升为主分片，并将其他副本分片迁移到健康的节点，以保证数据的可用性。例如节点C故障，C上的主分片对应的副本分片在其他节点被提升为主分片，同时其他副本分片迁移到另外的健康节点。

根据节点资源状态的决策方式

1. 资源监控：协调节点定期收集各个数据节点的资源信息，包括CPU使用率、内存使用率、磁盘空间、网络带宽等。通过这些实时数据来评估每个节点的资源状态。
2. 对比分析：协调节点将收集到的资源信息与预先设定的阈值以及其他节点的资源状况进行对比。例如，比较节点的CPU使用率是否超过阈值，或者比较各个节点的磁盘剩余空间大小。
3. 决策执行：基于上述对比分析结果，协调节点按照相应的动态调整策略进行操作。如果发现某个节点磁盘空间不足，且超过阈值，就按照副本迁移策略将该节点上的副本分片迁移到磁盘空间充足的节点；如果是节点故障，就执行故障转移策略，保证数据可用性和集群性能。