面试题：ElasticSearch 负载均衡策略在节点故障时如何调整分片分布

Question

假设 ElasticSearch 集群中有一个节点突然故障，描述负载均衡策略会采取哪些步骤来重新分配受影响的分片，以保证集群的正常运行和数据的可用性。

Answer 1

1. 检测故障：
   • 集群中的其他节点通过心跳机制检测到故障节点失联。Elasticsearch 内置的故障检测机制会定期发送心跳请求到各个节点，当连续多次未收到故障节点的响应时，判定该节点故障。
2. 标记受影响分片：
   • 确定故障节点上承载的所有分片，这些分片被标记为不可用。Elasticsearch 维护着集群状态信息，其中记录了每个分片的位置等详细信息，通过故障节点的标识，可快速定位其承载的分片。
3. 重新分配决策：
   • 主节点（如果是主节点故障，会先进行主节点选举产生新主节点）根据集群状态和配置的分配策略（如副本分配策略、节点负载均衡策略等）决定如何重新分配这些受影响的分片。
   • 考虑因素包括：
     • 节点负载：优先选择负载较低的节点来承载新分配的分片，以避免新节点因过载影响性能。Elasticsearch 会监控每个节点的 CPU、内存、磁盘 I/O 等资源使用情况来评估负载。
     • 副本分布：确保副本分片分布在不同的节点上，以提高数据的可用性和容错能力。例如，如果原故障节点上有主分片及其副本分片，重新分配时会将副本分片分配到与新主分片所在节点不同的其他节点。
     • 节点类型：某些情况下，会根据节点的角色（如数据节点、协调节点等）进行分配。数据节点负责存储和处理数据，会优先承担新分配的分片。
4. 重新分配执行：
   • 主节点向选定的目标节点发送重新分配分片的指令。
   • 目标节点接收到指令后，从其他节点（如果是副本分片，可能从原主分片所在节点或其他有最新数据的副本节点）复制数据，构建新的分片副本。
5. 集群状态更新：
   • 当重新分配完成后，主节点更新集群状态，将新的分片分配情况广播给集群中的所有节点，使整个集群达成一致状态，恢复正常运行和数据的可用性。