33-Elasticsearch-部分相關概念-01：

1、索引（Index）

一個索引就是一個擁有幾分相似特征的文檔的集合。比如說，一個產品目錄的索引，還有一個訂單數據的索引。一個索引由一個名字來標識（必 須全部是小寫字母），并且當我們要對這個索引中的文檔進行索引、搜索、更新和刪除的時 候，都要使用到這個名字。在一個集群中，可以定義任意多的索引。 能搜索的數據必須索引，這樣的好處是可以提高查詢速度，比如：新華字典前面的目錄就是索引的意思，目錄可以提高查詢速度。

Elasticsearch 索引的精髓：一切設計都是為了提高搜索的性能。

2、類型（Type）

在一個索引中，你可以定義一種或多種類型。 一個類型是你的索引的一個邏輯上的分類/分區，其語義完全由你來定。通常，會為具有一組共同字段的文檔定義一個類型。不同的版本，類型發生了不同的變化 。

3、文檔（Document）

一個文檔是一個可被索引的基礎信息單元，也就是一條數據

比如：你可以擁有某一個客戶的文檔，某一個產品的一個文檔，當然，也可以擁有某個

訂單的一個文檔。文檔以 JSON（Javascript Object Notation）格式來表示，而 JSON 是一個

到處存在的互聯網數據交互格式。

在一個 index/type 里面，你可以存儲任意多的文檔。

3、字段（Field）

相當于是數據表的字段，對文檔數據根據不同屬性進行的分類標識。

4、映射（Mapping）

mapping 是處理數據的方式和規則方面做一些限制，如：某個字段的數據類型、默認值、

分析器、是否被索引等等。這些都是映射里面可以設置的，其它就是處理 ES 里面數據的一

些使用規則設置也叫做映射，按著最優規則處理數據對性能提高很大，因此才需要建立映射，

并且需要思考如何建立映射才能對性能更好。

5、 分片（hards）

一個索引可以存儲超出單個節點硬件限制的大量數據。比如，一個具有 10 億文檔數據

的索引占據 1TB 的磁盤空間，而任一節點都可能沒有這樣大的磁盤空間。或者單個節點處

理搜索請求，響應太慢。為了解決這個問題，Elasticsearch 提供了將索引劃分成多份的能力，

每一份就稱之為分片。當你創建一個索引的時候，你可以指定你想要的分片的數量。每個分

片本身也是一個功能完善并且獨立的“索引”，這個“索引”可以被放置到集群中的任何節點

上。

分片很重要，主要有兩方面的原因：

1）允許你水平分割 / 擴展你的內容容量。

2）允許你在分片之上進行分布式的、并行的操作，進而提高性能/吞吐量。

至于一個分片怎樣分布，它的文檔怎樣聚合和搜索請求，是完全由 Elasticsearch 管理的，

對于作為用戶的你來說，這些都是透明的，無需過分關心。

被混淆的概念是，一個 Lucene 索引 我們在 Elasticsearch 稱作 分片 。 一個

Elasticsearch 索引 是分片的集合。 當 Elasticsearch 在索引中搜索的時候， 他發送查詢

到每一個屬于索引的分片(Lucene索引)，然后合并每個分片的結果到一個全局的結果集。

6、副本（Replicas）

在一個網絡 / 云的環境里，失敗隨時都可能發生，在某個分片/節點不知怎么的就處于

離線狀態，或者由于任何原因消失了，這種情況下，有一個故障轉移機制是非常有用并且是

強烈推薦的。為此目的，Elasticsearch 允許你創建分片的一份或多份拷貝，這些拷貝叫做復

制分片(副本)。

復制分片之所以重要，有兩個主要原因：

1、在分片/節點失敗的情況下，提供了高可用性。因為這個原因，注意到復制分片從不與

原/主要（original/primary）分片置于同一節點上是非常重要的。

2、擴展你的搜索量/吞吐量，因為搜索可以在所有的副本上并行運行。

總之，每個索引可以被分成多個分片。一個索引也可以被復制 0 次（意思是沒有復制）

或多次。一旦復制了，每個索引就有了主分片（作為復制源的原來的分片）和復制分片（主

分片的拷貝）之別。分片和復制的數量可以在索引創建的時候指定。在索引創建之后，你可

以在任何時候動態地改變復制的數量，但是你事后不能改變分片的數量。默認情況下，

Elasticsearch 中的每個索引被分片 1 個主分片和 1 個復制，這意味著，如果你的集群中至少

有兩個節點，你的索引將會有 1 個主分片和另外 1 個復制分片（1 個完全拷貝），這樣的話

每個索引總共就有 2 個分片，我們需要根據索引需要確定分片個數。

7、分配（Allocation）

將分片分配給某個節點的過程，包括分配主分片或者副本。如果是副本，還包含從主分

片復制數據的過程。這個過程是由 master 節點完成的。

4.2 系統架構

一個運行中的 Elasticsearch 實例稱為一個節點，而集群是由一個或者多個擁有相同

cluster.name 配置的節點組成，

它們共同承擔數據和負載的壓力。當有節點加入集群中或者從集群中移除節點時，集群將會重新平均分布所有的數據。當一個節點被選舉成為主節點時， 它將負責管理集群范圍內的所有變更，例如增加、 刪除索引，或者增加、刪除節點等。 而主節點并不需要涉及到文檔級別的變更和搜索等操作，所以當集群只擁有一個主節點的情況下，即使流量的增加它也不會成為瓶頸。 任何節 點都可以成為主節點。我們的示例集群就只有一個節點，所以它同時也成為了主節點。作為用戶，我們可以將請求發送到集群中的任何節點 ，包括主節點。 每個節點都知道任意文檔所處的位置，并且能夠將我們的請求直接轉發到存儲我們所需文檔的節點。 無論 我們將請求發送到哪個節點，它都能負責從各個包含我們所需文檔的節點收集回數據，并將最終結果返回給客戶端。 Elasticsearch 對這一切的管理都是透明的。

單節點集群

啟動單節點

查看所有節點

我們在包含一個空節點的集群內創建名為 users 的索引，為了演示目的，我們將分配 3

個主分片和一份副本（每個主分片擁有一個副本分片）

{"settings" : {"number_of_shards" : 3,"number_of_replicas" : 1} }

查看創建的users索引的相關信息

集群現在是擁有一個索引的單節點集群。所有 3 個主分片都被分配在 node-1 。

通過 elasticsearch-head 插件查看集群情況

1、解壓縮

2、瀏覽器右上角-更多工具-擴展程序-加載該插件，修改ip，連接如下所示

集群健康值:yellow( 4 of 8 ) : 表示當前集群的全部主分片都正常運行，但是副本分片沒有全部處在正常狀 態

node-1: 3 個主分片正常

Unassigned: 3 個副本分片都是 Unassigned —— 它們都沒有被分配到任何節點。

在同 一個節點上既保存原始數據又保存副本是沒有意義的，因為一旦失去了那個節點，我們也將丟失該節點上的所有副本數據。 (副本沒起到作用)

故障轉移

當集群中只有一個節點在運行時，意味著會有一個單點故障問題——沒有冗余。 當你在同一臺機器上啟動了第二個節點時，只要它和第一個節點有同樣的 cluster.name 配置，它就會自動發現集群并加入到其中。 但是在不同機器上啟動節點的時候，為了加入到同一集群，你需要配置一個可連接到的單播 主機列表。之所以配置為使用單播發現，以防止節點無意中加入集群。只有在同一臺機器上 運行的節點才會自動組成集群。 如果啟動了第二個節點，我們的集群將會擁有兩個節點的集群 : 所有主分片和副本分片都已被分配

水平擴容

當啟動了第三個節點，我們的集群將 會擁有三個節點的集群 : 為了分散負載而對分片進行重新分配

集群健康值:green( 6 of 6 ) : 表示所有 6 個分片（包括 3 個主分片和 3 個副本分片）都在正常運行。

Node 1 和 Node 2 上各有一個分片被遷移到了新的 Node 3 節點，現在每個節點上都擁有 2 個分片，

而不是之前的 3 個。 這表示每個節點的硬件資源（CPU, RAM, I/O）將被更少的分片所共享，每個分片

的性能將會得到提升。

分片是一個功能完整的搜索引擎，它擁有使用一個節點上的所有資源的能力。 我們這個擁有 6 個分

片（3 個主分片和 3 個副本分片）的索引可以最大擴容到 6 個節點，每個節點上存在一個分片，并且每個分片擁有所在節點的全部資源。

但是如果我們想要擴容超過 6 個節點怎么辦呢？

主分片的數目在索引創建時就已經確定了下來。實際上，這個數目定義了這個索引能夠

存儲 的最大數據量。（實際大小取決于你的數據、硬件和使用場景。） 但是，讀操作——

搜索和返回數據——可以同時被主分片 或 副本分片所處理，所以當你擁有越多的副本分片

時，也將擁有越高的吞吐量。

在運行中的集群上是可以動態調整副本分片數目的，我們可以按需伸縮集群。讓我們把

副本數從默認的 1 增加到 2

http://192.168.1.102:9200/users/_settings {"number_of_replicas" : 2 }

應對故障

我們關閉一個節點，這時集群的狀態為:關閉了一個節點后的集群。 我們關閉的節點是一個主節點。而集群必須擁有一個主節點來保證正常工作，所以發生 的第一件事情就是選舉一個新的主節點： Node 2 。在我們關閉 Node 1 的同時也失去了主 分片 1 和 2 ，并且在缺失主分片的時候索引也不能正常工作。 如果此時來檢查集群的狀 況，我們看到的狀態將會為 red ：不是所有主分片都在正常工作。 幸運的是，在其它節點上存在著這兩個主分片的完整副本， 所以新的主節點立即將這 些分片在 Node 2 和 Node 3 上對應的副本分片提升為主分片， 此時集群的狀態將會為 yellow。這個提升主分片的過程是瞬間發生的，如同按下一個開關一般。

為什么我們集群狀態是 yellow 而不是 green 呢？

雖然我們擁有所有的三個主分片，但是同時設置了每個主分片需要對應 2 份副本分片，而此

時只存在一份副本分片。 所以集群不是 green 的狀態，如果我 們同樣關閉了 Node 2 ，我們的程序 依然 可以保持在不丟任何數據的情況下運行，因為 Node 3 為每一個分片都保留著一份副本。 如果我們重新啟動 Node 1 ，集群可以將缺失的副本分片再次進行分配，那么集群的狀 態也將恢復成之前的狀態。 如果 Node 1 依然擁有著之前的分片，它將嘗試去重用它們， 同時僅從主分片復制發生了修改的數據文件。和之前的集群相比，只是 Master 節點切換了。

置了每個主分片需要對應 2 份副本分片，而此

時只存在一份副本分片。 所以集群不是 green 的狀態，如果我 們同樣關閉了 Node 2 ，我們的程序 依然 可以保持在不丟任何數據的情況下運行，因為 Node 3 為每一個分片都保留著一份副本。 如果我們重新啟動 Node 1 ，集群可以將缺失的副本分片再次進行分配，那么集群的狀 態也將恢復成之前的狀態。 如果 Node 1 依然擁有著之前的分片，它將嘗試去重用它們， 同時僅從主分片復制發生了修改的數據文件。和之前的集群相比，只是 Master 節點切換了。

總結

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