ElasticSearch架构介绍及原理解析

        Elasticsearch 是一个高度可扩展的开源全文搜索和分析引擎,用于处理大量的数据。它是由 Elasticsearch BV 公司开发,并且是用 Java 语言编写的。Elasticsearch 基于 Lucene 搜索引擎,提供了 RESTful API,允许你通过 JSON 格式的请求与其通信。
        Elasticsearch 的设计目的是为了使得全文搜索变得简单和高效。它被广泛应用于各种不同的场景,如日志数据分析、应用搜索、网站搜索等。Elasticsearch 支持分布式搜索,这意味着你可以将数据分布在多个服务器上,并能够并行处理大量的数据。


         Elasticsearch 架构
        Elasticsearch 的架构设计是为了满足现代应用程序的高性能、高可用性和高可扩展性需求。下面是 Elasticsearch 的一些关键组件和它们在架构中的作用:
        1. **节点(Nodes)**:
   - Elasticsearch 集群由多个节点组成,每个节点是一个独立的 Elasticsearch 实例。
   - 节点可以是主节点(Master Node)、数据节点(Data Node)或客户端节点(Client Node)。
   - 主节点负责集群的管理和控制,如创建、删除和分配索引。
   - 数据节点存储数据并提供搜索功能。
   - 客户端节点通常用于执行搜索请求,并将请求分发到数据节点。
        2. **集群(Cluster)**:
   - 集群是由多个节点组成的 Elasticsearch 实体,它能够处理跨节点的搜索和数据存储。
   - 集群有一个唯一的名字,默认是“elasticsearch”。
        3. **索引(Indices)**:
   - 索引是一个包含多个文档的数据库,文档是可搜索的数据单元。
   - 索引可以被看作是关系数据库中的数据库。
   - 每个索引由多个分片(Shards)组成,分片是数据的物理副本。
        4. **分片(Shards)**:
   - 分片是索引的物理分割,用于提高数据的可扩展性和可用性。
   - 分片可以分布在不同的数据节点上。
   - 每个分片可以有一个或多个副本(Replicas),副本提供高可用性和负载均衡。
        5. **映射(Mappings)**:
   - 映射定义了索引中文档的结构和类型。
   - 当你向索引中添加文档时,Elasticsearch 会根据映射的定义来解析文档。
        6. **搜索(Search)**:
   - Elasticsearch 支持丰富的搜索功能,如布尔搜索、范围搜索、聚合搜索等。
   - 搜索请求通过 Elasticsearch 的 RESTful API 发送,并返回 JSON 格式的结果。
        7. **副本(Replicas)**:
   - 副本是为了提高数据的可扩展性和可用性而创建的数据分片的副本。
   - 副本可以分布在不同的数据节点上,以实现数据的冗余和负载均衡。
        8. **协调节点(Coordinating Node)**:
   - 在多节点环境中,每个搜索请求都会被一个协调节点处理。
   - 协调节点负责将搜索请求分发到相关的数据节点,并收集结果。
        Elasticsearch 原理解析


        Elasticsearch 的核心原理是基于 Lucene 的搜索引擎。下面是 Elasticsearch 的一些关键原理:
        1. **文档索引**:
   - 当向 Elasticsearch 索引中添加文档时,它会将文档转换为 Lucene 的索引格式。
   - 索引包含文档的文本内容和元数据,如文档的 ID、类型和字段。
        2. **倒排索引(Inverted Index)**:
   - Lucene 使用倒排索引来存储索引数据,它是一种将单词映射到包含这些单词的文档的索引。
   - 倒排索引使得搜索操作非常高效,因为你可以快速找到包含特定单词的文档。
        3. **分片和副本**:
   - 分片是数据的物理分割,用于提高数据的可扩展性和可用性。
   - 副本提供数据的冗余和高可用性,当一个分片不可用时,Elasticsearch 可以使用副本来继续提供服务。
        4. **搜索和查询**:
   - 搜索请求通过 Elasticsearch 的 RESTful API 发送到协调节点。
   - 协调节点将请求分发到相关的数据节点,并收集结果。
   - Elasticsearch 支持丰富的查询语言,如布尔查询、范围查询和聚合查询。
        5. **高可用性和负载均衡**:
   - Elasticsearch 支持跨多个节点的搜索和数据存储,以实现高可用性和负载均衡。
- 主节点负责管理和协调集群中的节点,包括分配分片、处理集群级别的操作等。
- 数据节点负责存储数据和处理搜索请求,它们可以处理来自客户端的请求,也可以响应协调节点的搜索请求。
        6. **自动发现和集群健康监测**:
   - Elasticsearch 节点通过心跳机制自动发现集群中的其他节点。
   - 集群健康监测机制可以监控节点的状态和集群的整体健康状况,如果发现节点故障,Elasticsearch 可以将故障节点的分片重新分配到健康的节点上。
        7. **数据同步和更新**:
   - 当文档被添加到 Elasticsearch 时,它首先被写入到主分片上。
   - 然后,Elasticsearch 会自动将文档同步到副本分片上,以确保数据的冗余和可用性。
   - 如果文档被更新或删除,Elasticsearch 会同步这些更改到所有的副本分片上。
        8. **分布式搜索**:
   - 分布式搜索允许 Elasticsearch 跨多个节点并行处理搜索请求。
   - 协调节点将搜索请求分发到相关的数据节点,并收集结果,然后返回给客户端。
        总结
        Elasticsearch 是一个强大的全文搜索和分析引擎,它基于 Lucene 搜索引擎,并提供了丰富的功能和特性。Elasticsearch 的架构设计是为了满足现代应用程序的高性能、高可用性和高可扩展性需求。它的核心原理包括文档索引、倒排索引、分片和副本、搜索和查询、高可用性和负载均衡、数据同步和更新以及分布式搜索。

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