面试题：ElasticSearch删除快照协调节点流程中如何处理节点故障

Question

假设在ElasticSearch删除快照协调节点流程执行期间，某个关键节点发生故障，详细说明系统会采取哪些机制来确保删除快照操作的完整性与一致性，以及如何恢复流程继续执行。

Answer 1

1. 确保删除快照操作完整性与一致性的机制
   • 故障检测：
     • ElasticSearch 内部有心跳检测机制。节点之间通过周期性发送心跳包来检测彼此的状态。当关键节点（如协调节点）发生故障时，其他节点在规定时间内未收到心跳，就会判定该节点故障。
     • 集群状态的监控。ElasticSearch 集群状态包含了所有节点的信息，其他节点可以通过检查集群状态信息发现关键节点故障。
   • 分布式一致性协议：
     • ElasticSearch 使用基于 Raft 协议的变种来维护分布式一致性。在删除快照操作中，当关键节点故障时，其他节点会重新选举新的协调节点（如果需要）。新选举的协调节点会从故障节点停止的地方继续操作，以确保操作的一致性。
     • 写前日志（Write - Ahead Log，WAL）。在进行删除快照操作相关的变更时，操作会先记录到 WAL 中。这样即使节点故障，在恢复时可以通过重放 WAL 日志来恢复到故障前的状态，保证操作的完整性。
   • 元数据管理：
     • 快照的元数据存储在 ElasticSearch 的索引中，元数据记录了快照的状态等信息。当关键节点故障时，其他节点可以通过访问元数据来了解删除快照操作的进度，从而决定后续的处理方式。
2. 恢复流程继续执行的方法
   • 重新选举协调节点（如果需要）：
     • 剩余的节点会依据选举算法（如基于 Raft 变种的算法）重新选举新的协调节点。选举过程会考虑节点的状态、优先级等因素。
     • 新选举的协调节点会从集群状态和元数据中获取删除快照操作的当前状态，确定操作中断的位置。
   • 重放 WAL 日志：
     • 故障节点可能已经将部分删除快照操作记录到 WAL 日志中。新的协调节点会读取故障节点遗留的 WAL 日志（如果可获取，例如通过共享存储等方式），重放这些日志，恢复到故障前的状态。
     • 在重放 WAL 日志后，新协调节点会根据元数据中记录的操作进度，继续执行删除快照操作的剩余步骤，如删除相关的索引片段、清理快照存储等操作，确保删除快照操作完整执行。