Elasticsearch数据库

1. 什么是ElasticSearch

1.1 概念及特点

  1. Elasticsearch和MongoDB/Redis/Memcache一样是非关系型数据库。是一个接近实时的搜索平台从索引这个文档到这个文档能够被搜索到只有一个轻微的延迟企业应用定位采用Restful API标准的可扩展和高可用的实时数据分析的全文搜索工具。

  2. 可拓展支持一主多从且扩容简易只要cluster.name一致且在同一个网络中就能自动加入当前集群本身就是开源软件也支持很多开源的第三方插件。

  3. 高可用在一个集群的多个节点中进行分布式存储索引支持shards和复制即使部分节点down掉也能自动进行数据恢复和主从切换。

  4. 数据存储的最小单位是文档本质上是一个JSON 文本

在这里插入图片描述

1.2 ElasticSearch适用场景概述

  1. 维基百科类似百度百科全文检索高亮搜索推荐

  2. The Guardian国外新闻网站类似搜狐新闻用户行为日志点击浏览收藏评论+社交网络数据对某某新闻的相关看法数据分析给到每篇新闻文章的作者让他知道他的文章的公众反馈好坏热门垃圾鄙视崇拜

  3. Stack Overflow国外的程序异常讨论论坛IT问题程序的报错提交上去有人会跟你讨论和回答全文检索搜索相关问题和答案程序报错了就会将报错信息粘贴到里面去搜索有没有对应的答案

  4. GitHub开源代码管理搜索上千亿行代码

  5. 电商网站检索商品

  6. 国内站内搜索电商招聘门户等等IT系统搜索OACRMERP等等数据分析ES热门的一个使用场景

2. 安装ElasticSearch

2.1 下载安装包

官网下载地址
https://www.elastic.co/cn/downloads/past-releases

2.2 环境说明

//系统版本
[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)
//关闭防火墙
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
[root@localhost ~]# sed -i '7s/enforcing/disabled/g' /etc/selinux/config
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# getenforce
Permissive

2.3 创建es的用户

[root@localhost ~]# groupadd es
[root@localhost ~]# useradd -g es -s /bin/bash -md /home/es es

2.4 创建es存储位置

//存放在/var/es根据实际需求
[root@localhost ~]# mkdir /var/es && cd /var/es
[root@localhost es]# mkdir data && mkdir log
[root@localhost es]# chown -Rf es:es /var/es/

2.5 安装es

//创建文件夹并将安装包上传到这里
[root@localhost ~]# mkdir /usr/local/es && cd /usr/local/es
//上传安装包
[root@localhost src]# ls
debug  elasticsearch-6.8.20.tar.gz  kernels
//解压安装包
[root@localhost src]# tar xf elasticsearch-6.8.20.tar.gz -C /usr/local/es/
[root@localhost src]# cd /usr/local/es/
[root@localhost es]# chown -Rf es:es /usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/

2.5 修改配置文件

//编辑配置文件
[root@localhost es]# vim /usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/config/elasticsearch.yml
//取消cluster.name前的#号注释改成自己起的名字。注意前面的数字代表行号
17 cluster.name: my-application
//node.name取消#号
23 node.name: node-1
//设置path.data取消#号改为如下的
33 path.data: /var/es/data
//设置path.logs取消#号改为如下的
37 path.logs: /var/es/log
//network.host取消#号改为0.0.0.0允许所有ip访问
55 network.host: 0.0.0.0
//取消http.port#
59 http.port: 9200
//在文件的最后添加以下配置
 89 bootstrap.memory_lock: false
 90 bootstrap.system_call_filter: false

2.6 系统优化

//修改文件1
[root@localhost es]# vi /etc/security/limits.conf
末尾添加
62 es soft nofile 65536
63 es hard nofile 65536
64 es soft nproc 4096
65 es hard nproc 4096
//修改文件2
[root@localhost es]# vim /etc/sysctl.conf 
末尾添加
11 vm.max_map_count = 655360
[root@localhost es]# sysctl -p
vm.max_map_count = 655360

2.7 安装jdk环境

//上传jdk安装包
[root@localhost src]# ls
debug  elasticsearch-6.8.20.tar.gz  jdk-8u131-linux-x64.tar.gz  kernels
//解压安装包
[root@localhost src]# tar xf jdk-8u131-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/
//添加环境变量
[root@localhost src]# vim /etc/profile
末尾添加
 78 #JAVA_HOME
 79 export JAVA_HOME=/usr/local/java
 80 #JRE_HOME
 81 export JRE_HOME=/usr/local/java/jre
 82 #CALSSPATH
 83 export CLASSPATH=$CLASSPATH:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
 84 #PATH
 85 export PATH=$PATH:${JAVA_HOME}/bin:${JRE_HOME}/bin

//重命名
[root@localhost ~]# mv /usr/local/jdk1.8.0_131/ /usr/local/java
[root@localhost ~]# source /etc/profile
[root@localhost ~]# java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

2.8 切换es用户启动数据库

[root@localhost ~]# su es
[es@localhost root]$ /usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/bin/elasticsearch &

2.9 systemctl管理

2.10 访问

用浏览器访问ip:9200安装的设备9200端口看到如下的说明安装成功
在这里插入图片描述

3. kibana

3.1 kibana介绍

Kibana是一个开源的分析与可视化平台设计出来用于和Elasticsearch一起使用的。你可以用kibana搜索、查看存放在Elasticsearch中的数据。KibanaElasticsearch的交互方式是各种不同的图表、表格、地图等直观的展示数据从而达到高级的数据分析与可视化的目的。
ElasticsearchLogstashKibana这三个技术就是我们常说的ELK技术栈可以说这三个技术的组合是大数据领域中一个很巧妙的设计。一种很典型的MVC思想模型持久层视图层和控制层。Logstash担任控制层的角色负责搜集和过滤数据。Elasticsearch担任数据持久层的角色负责储存数据。而我们这章的主题Kibana担任视图层角色拥有各种维度的查询和分析并使用图形化的界面展示存放在Elasticsearch中的数据。

3.2 安装kibana

官网下载地址
https://www.elastic.co/cn/downloads/past-releases#kibana

3.3 上传安装包

//使用rz命令或者xftp上传
[root@localhost src]# ls
debug  elasticsearch-6.8.20.tar.gz  jdk-8u131-linux-x64.tar.gz  kernels  kibana-6.8.20-linux-x86_64.tar.gz

3.4 解压文件

[root@localhost src]# tar xf kibana-6.8.20-linux-x86_64.tar.gz -C /usr/local/

3.5 修改配置文件

//下列的序号为行号
[root@localhost src]# vim /usr/local/kibana-6.8.20-linux-x86_64/config/kibana.yml
7 server.host: "192.168.5.55"                           //ES服务器主机地址
28 elasticsearch.hosts: ["http://192.168.5.55:9200"]    //ES服务器地址

3.6 启动

[root@localhost src]# cd /usr/local/kibana-6.8.20-linux-x86_64/
[root@localhost kibana-6.8.20-linux-x86_64]# ./bin/kibana &

3.7 浏览器访问

http://192.168.5.55:5601/app/kibana
在这里插入图片描述

4. Elasticsearch高可用集群

4.1 ES是如何解决高并发

ES是一个分布式全文检索框架隐藏了复杂的处理机制核心内容 分片机制、集群发现、分片负载请求路由。

4.2 ES基本概念名词

Cluster

代表一个集群集群中有多个节点其中有一个为主节点这个主节点是可以通过选举产生的主从节点是对于集群内部来说的。es的一个概念就是去中心化字面上理解就是无中心节点这是对于集群外部来说的因为从外部来看es集群在逻辑上是个整体你与任何一个节点的通信和与整个es集群通信是等价的。

Shards

代表索引分片es可以把一个完整的索引分成多个分片这样的好处是可以把一个大的索引拆分成多个分布到不同的节点上。构成分布式搜索。分片的数量只能在索引创建前指定并且索引创建后不能更改

replicas

代表索引副本es可以设置多个索引的副本副本的作用一是提高系统的容错性当某个节点某个分片损坏或丢失时可以从副本中恢复。二是提高es的查询效率es会自动对搜索请求进行负载均衡。

Recovery

代表数据恢复或叫数据重新分布es在有节点加入或退出时会根据机器的负载对索引分片进行重新分配挂掉的节点重新启动时也会进行数据恢复。

4.3 ES为什么要实现集群

ES集群中索引可能由多个分片构成并且每个分片可以拥有多个副本。通过将一个单独的索引分为多个分片我们可以处理不能在一个单一的服务器上面运行的大型索引简单的说就是索引的大小过大导致效率问题。不能运行的原因可能是内存也可能是存储。由于每个分片可以有多个副本通过将副本分配到多个服务器可以提高查询的负载能力。

ES集群核心原理分析

  1. 每个索引会被分成多个分片shards进行存储默认创建索引是分配5个分片进行存储。
    每个分片都会分布式部署在多个不同的节点上进行部署该分片成为primary shards。
    注意索引的主分片primary shards定义好后后面不能做修改。

  2. 为了实现高可用数据的高可用主分片可以有对应的备分片replics shardsreplic shards分片承载了负责容错、以及请求的负载均衡。

注意: 每一个主分片为了实现高可用都会有自己对应的备分片主分片对应的备分片不能存放同一台服务器上单台ES没有备用分片的。主分片primary shards可以和其他replics shards存放在同一个node节点上。
在往主分片服务器存放数据时候会对应实时同步到备用分片服务器

在这里插入图片描述
但是查询时候所有主、备都进行查询。

主的可以存放副的
在这里插入图片描述
Node1 P1+P2+R3组成了完整 的数据 分布式存储

ES核心存放的核心数据是索引!
如果ES实现了集群的话会将单台服务器节点的索引文件使用分片技术分布式存放在多个不同的物理机器上。
分片就是将数据拆分成多台节点进行存放
在ES分片技术中分为主primary分片、副(replicas)分片。这样做是为了容错性

5. 高可用ES集群部署

5.1 环境说明

系统环境
[es@localhost root]$ cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)

主机

IP地址节点数据库版本可视化工具
192.168.5.55node1主elasticsearch-6.8.20kibana-6.8.20
192.168.5.56node2elasticsearch-6.8.20
192.168.5.100node3elasticsearch-6.8.20

5.2 安装过程

需要准备好三台主机已经安装好ES数据库安装的过程请查看目录第二节
注关闭防火墙

5.3 修改配置文件

修改192.168.5.55配置文件
[root@localhost config]# pwd
/usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/config
[root@localhost config]# vim elasticsearch.yml
注前面的序号为行号标记多少行

前面省略……
17 cluster.name: myes   //集群名称保证三台集群名字相同
23 node.name: node-1   //当前节点名称集群内节点名字不能相同
33 path.data: /var/es/data //数据存放目录
37 path.logs: /var/es/log  //日志存放目录
55 network.host: 0.0.0.0   //主机  
59 http.port: 9200        //端口号
68 discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["192.168.5.55", "192.168.5.56","192.168.5.100"]  //多个服务集群ip
72 discovery.zen.minimum_master_nodes: 1   //最少主节点数量
89 bootstrap.memory_lock: false     //添加以下两行开放网络权限
90 bootstrap.system_call_filter: false

剩下的两台利用scp命令远程覆盖配置文件
注意记得修改节点名称集群内节点名字不能相同
[root@localhost ~]# cd /usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/config/
[root@localhostconfig]# scp elasticsearch.yml root@192.168.5.56:/usr/local/es/  
elasticsearch-6.8.20/config/

5.4 启动es数据库

三台依次启动
[root@localhost config]# su es
[es@localhost config]$ /usr/local/es/elasticsearch-6.8.20/bin/elasticsearch &

5.5 集群测试

通过浏览器访问如下地址查看集群启动状态
192.168.5.55:9200/_cat/health?v
在这里插入图片描述

//查看集群信息
[root@localhost config]# curl 192.168.5.55:9200/_cat/nodes
192.168.5.56  14 96 1 0.05 0.15 0.13 mdi - node-2
192.168.5.100 14 90 0 0.00 0.06 0.06 mdi - node-3
192.168.5.55  23 97 2 0.00 0.04 0.05 mdi * node-1  带*号表示主节点
//检查分片是否正常

 [root@localhost ~]# curl 192.168.5.55:9200/_cat/shards
.kibana_task_manager            0 p STARTED     2   6.8kb 192.168.5.55  node-1
.kibana_task_manager            0 r STARTED     2   6.8kb 192.168.5.56  node-2
.kibana_1                       0 p STARTED     4  19.8kb 192.168.5.56  node-2
.kibana_1                       0 r STARTED     4  19.8kb 192.168.5.100 node-3
.monitoring-kibana-6-2023.05.15 0 p STARTED  2194 747.9kb 192.168.5.55  node-1
.monitoring-kibana-6-2023.05.15 0 r STARTED  2194 680.4kb 192.168.5.100 node-3
.monitoring-kibana-6-2023.05.12 0 p STARTED  1180   420kb 192.168.5.56  node-2
.monitoring-kibana-6-2023.05.12 0 r STARTED  1180   420kb 192.168.5.100 node-3
.monitoring-es-6-2023.05.15     0 p STARTED 28065    14mb 192.168.5.55  node-1
.monitoring-es-6-2023.05.15     0 r STARTED 28065    14mb 192.168.5.56  node-2
.monitoring-es-6-2023.05.12     0 p STARTED 11490   5.6mb 192.168.5.55  node-1
.monitoring-es-6-2023.05.12     0 r STARTED 11490   5.6mb 192.168.5.100 node-3

P 表示primar shard 主分片前面的数字表示分片数量
R 表示 replica shard 副本分片

5.6 验证ES集群故障转移

注意实心星号的是主节点我们尝试将 192.168.5.55 节点服务关闭验证主节点是否进行重新选举并再次启动 192.168.5.55看看是否变成候选节点
[root@localhost ~]# ps -ef | grep /usr/local/es/ela
[root@localhost ~]# kill -9 3184

[es@localhost config]$ curl 192.168.5.56:9200/_cat/nodes
192.168.5.56  21 96 1 0.03 0.02 0.05 mdi - node-2
192.168.5.100 24 95 1 0.30 0.10 0.07 mdi * node-3
发现 192.168.5.100变成了主节点然后启动 192.168.5.55验证其是否变成了候选节点
[root@localhost ~]# curl 192.168.5.55:9200/_cat/nodes
192.168.5.100 27 94 2 0.08 0.08 0.07 mdi * node-3
192.168.5.55  26 96 1 0.97 0.25 0.12 mdi - node-1
192.168.5.56  22 96 1 0.03 0.03 0.05 mdi - node-2

6. 配置kibana监控集群

6.1 修改配置文件

安装过程请查看目录第三部分

修改配置kibana配置文件
[root@localhost ~]# vim /usr/local/kibana-6.8.20-linux-x86_64/config/kibana.yml
7 server.host: "0.0.0.0"  //服务器主机地址
//集群ip端口号
28 elasticsearch.hosts: ["http://192.168.5.55:9200","http://192.168.5.56:9200",
"http://192.168.5.100:9200"]
[root@localhost ~]# cd /usr/local/kibana-6.8.20-linux-x86_64/bin/
[root@localhost bin]# ./bin/kibana &

6.2 访问

成功监控到整个集群
在这里插入图片描述

6.3 验证分片

三个节点正常的时候下面显示是16个分片
Node15个
Node2: 6个
Node35个
在这里插入图片描述
模拟故障
现在把node1节点关掉正常应该是node1节点的五个分片会重新分配给剩下的两个节点使总数到达16个分片

[root@localhost kibana-6.8.20-linux-x86_64]# netstat –tunlp
[root@localhost kibana-6.8.20-linux-x86_64]# kill -9 2036

在这里插入图片描述
验证成功可以看到node1挂了剩下的两个节点各自分配了8个分片

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标签: 数据库