面试题：ElasticSearch数据副本模型在高可用性方面的应用

Question

请阐述ElasticSearch数据副本模型是如何保障系统高可用性的，在实际应用场景中，当某个节点发生故障时，副本机制是怎样快速恢复数据访问的？

Answer 1

ElasticSearch数据副本模型保障系统高可用性的方式

1. 数据冗余存储：ElasticSearch通过创建副本分片（Replica Shard），将主分片（Primary Shard）的数据复制到多个节点上。这样，即使某个节点出现故障，存储在该节点上的主分片数据丢失，也能从其他节点上的副本分片中获取相同的数据，确保数据不会丢失，保障了数据的可用性。
2. 负载均衡：副本分片不仅用于数据冗余，还参与搜索和读取操作。在集群中，请求会被均衡分配到主分片和副本分片上，减轻了单个分片的负载压力。当集群中有节点故障时，原本发往故障节点分片的请求可以被重新分配到其他正常节点的副本分片上，维持系统的正常运行，提高了系统整体的可用性和性能。

节点故障时副本机制快速恢复数据访问的过程

1. 故障检测：ElasticSearch集群中的节点会定期通过ping机制互相通信，以检测其他节点的状态。当某个节点在一定时间内没有响应ping请求时，集群会判定该节点发生故障。
2. 主分片重新分配：ElasticSearch的Master节点（负责集群的元数据管理和节点状态维护）会检测到节点故障，并识别出该故障节点上的主分片。Master节点会从该主分片对应的副本分片中选择一个晋升为新的主分片。这个选择过程通常基于副本分片的状态、节点负载等因素，以确保新的主分片能够稳定提供服务。
3. 数据同步：新晋升的主分片开始负责处理读写请求，同时，集群会自动在其他可用节点上创建新的副本分片，以维持副本数量的设定。新副本分片的数据通过与新主分片进行同步来保证一致性，同步过程通常基于日志复制等机制，将主分片上的最新数据变更同步到新副本分片上。
4. 恢复数据访问：一旦新的主分片和副本分片状态稳定，集群就恢复到正常的运行状态，数据访问也恢复正常。客户端请求可以再次被均衡分配到各个分片上，系统继续提供高效的数据访问服务。