面试题：ElasticSearch集群状态管理之故障恢复

Question

假设ElasticSearch集群中的某个节点突然故障，描述从故障发生到恢复集群正常状态的详细过程，包括涉及到的ElasticSearch内部机制以及可能需要的手动干预措施。

Answer 1

故障发生时Elasticsearch内部机制

1. 节点失联检测：Elasticsearch集群中的节点通过定期的ping请求来相互监测状态。当一个节点在一定时间内（默认30秒）没有收到来自故障节点的响应时，该节点会被标记为失联。
2. 主节点重新选举（如果故障节点是主节点）：Elasticsearch采用基于Quorum的选举机制。当主节点故障后，剩余的候选节点（具有master资格的节点）会发起选举。它们相互交换投票信息，得票数超过半数（quorum值，quorum = (master eligible nodes / 2) + 1）的节点会被选举为新的主节点。
3. 分片重新分配：Elasticsearch中的数据以分片（shard）的形式存储。每个索引都有一个或多个主分片以及零个或多个副本分片。当某个节点故障后，存储在该节点上的主分片会丢失，此时集群会将这些主分片对应的副本分片提升为主分片。同时，集群会根据分片分配策略，将新的副本分片分配到其他健康节点上，以恢复数据的冗余性和高可用性。

恢复集群正常状态的详细过程

1. 自动恢复：
   • 新主节点确认：一旦新的主节点选举出来，它会负责协调集群状态的更新，向所有节点广播新的集群状态信息，包括哪些分片需要重新分配等。
   • 副本提升与分配：新主节点会将故障节点上的主分片对应的副本分片提升为主分片。同时，它会根据集群的负载情况、节点的健康状况等因素，计算出最佳的分片重新分配方案，并向相关节点发送指令，将新的副本分片分配到其他健康节点上。
2. 手动干预措施（可能需要）：
   • 检查节点日志：在故障节点重启或替换后，查看其日志文件，确定故障原因，如硬件故障、网络问题、配置错误等。例如，如果是磁盘空间不足导致节点故障，需要清理磁盘空间或增加存储设备。
   • 调整配置参数：根据故障原因，可能需要调整Elasticsearch的配置参数。比如，如果是因为内存分配不足导致节点崩溃，可以适当增加ES_HEAP_SIZE等内存相关配置。
   • 重新加入节点：如果故障节点是可修复的，在解决故障原因后，修改其配置文件使其符合集群的设置（如集群名称、节点名称、网络配置等），然后启动该节点，它会自动尝试加入集群。新加入的节点会从其他节点同步缺失的分片数据，以恢复到正常状态。
   • 数据一致性检查：在集群恢复正常后，可以使用Elasticsearch提供的工具（如_cat/shards API）检查所有分片的状态，确保数据的一致性和完整性。如果发现数据不一致，可以通过重新索引等操作来修复。