面试题：ElasticSearch集群主节点选举分布式算法的基本原理

Question

请简要阐述ElasticSearch集群主节点选举所采用的分布式算法的基本原理，包括涉及到的主要概念和选举的大致流程。

Answer 1

基本原理

ElasticSearch集群主节点选举采用的是基于Bully算法思想的分布式算法。其核心原理是通过节点间的相互通信和比较，让具有较高“资格”的节点成为主节点。它依赖于节点之间的ping机制来检测节点的存活状态，并以此作为选举依据。

主要概念

1. 节点角色：
   • 主节点：负责集群的元数据管理，如索引的创建、删除，节点的加入和离开等操作。
   • 数据节点：主要负责存储和处理数据。
   • 协调节点：负责接收客户端请求，将请求分发到合适的数据节点，并汇总结果返回给客户端。
2. 节点ID：每个节点都有唯一的ID，在选举过程中，节点ID用于比较节点的优先级。
3. 版本号：每次集群状态变化时，版本号会递增，保证集群状态的一致性。

选举大致流程

1. 初始化：集群启动时，所有节点都认为自己是主节点候选人。
2. ping操作：节点之间相互发送ping请求，以发现其他节点并交换状态信息。
3. 资格比较：每个节点将自己的节点ID与接收到的其他节点ID进行比较。具有最高节点ID的节点认为自己是潜在的主节点。
4. 投票：节点向其他节点发送自己认为的主节点信息。如果多数节点（超过一半节点数量）认可某个节点为主节点，那么该节点就成为主节点。
5. 集群状态更新：当选的主节点更新集群状态，并将更新后的状态信息广播给其他所有节点，其他节点根据接收到的状态信息调整自己的状态，完成选举过程。