日誌分析平台ELK之搜索引擎Elasticsearch集群
- 2020 年 10 月 1 日
- 筆記
- elasticsearch, ELK, 搜索引擎, 日誌分析平台
一、簡介
什麼是ELK？ELK是Elasticsearch、Logstash、Kibana這三個軟件的首字母縮寫；其中elasticsearch是用來做數據的存儲和搜索的搜索引擎；logstash是數據收集處理平台，它能夠對特定的數據做分析、切詞、收集、過濾等等處理，通常用於對日誌的處理；kibana是用於把處理後的數據做可視化展示，提供一個web界面，方便我們去elasticsearch中檢索想要的數據；elasticsearch是一個高度可擴展的開源全文搜索和分析引擎，它可實現數據的實時全文搜索，支持分佈式實現高可用，提供RUSTfull風格的API接口，可以處理大規模日誌數據；
elasticsearch是基於java語言在lucene的框架上進行開發實現；lucene是java中的一個成熟免費的開源搜索類庫，本質上lucene只是提供編程API接口，要想使用lucene框架做搜索引擎，需要用戶自行開發lucene的外殼，實現調用lucene的API接口實現全文檢索和搜尋；elasticsearch就是以lucene為信息檢索庫的搜索引擎；
elasticsearch的基本組件
索引（index）：文檔容器，具有類似屬性的文檔的集合。類似關係型數據庫中的表的概念；在elasticsearch中索引名稱必須使用小寫字母；
類型（type）：類型是索引內部的邏輯分區，其意義完全取決於用戶需求。一個索引內部可定義一個或多個類型。一搬來說，類型就是擁有相同的域的文檔的預定義；
文檔（document）：文檔是lucene索引和搜索的原子單位，它包含了一個或多個域。是域的容器，基於JSON格式表示。一個域由一個名字，一個或多個值組成；擁有多個值得域，通常我們稱為多值域；
映射(mapping)：原始內容存儲為文檔之前需要事先進行分析，例如切詞、過濾掉某些詞等；映射用於定義此分析機制該如何實現；除此之外，ES（elasticsearch）還為映射提供了諸如將域中的內容排序等功能。
elasticsearch集群組件
cluster：ES的集群標識為集群名稱；默認為”elasticsearch”。節點就是靠此名字來決定加入到哪個集群中。一個節點只能屬於於一個集群。
Node：運行了單個ES實例的主機即為節點。用於存儲數據、參與集群索引及搜索操作。節點的標識靠節點名。
Shard：將索引切割成為的物理存儲組件；但每一個shard都是一個獨立且完整的索引；創建索引時，ES默認將其分割為5個shard，用戶也可以按需自定義，創建完成之後不可修改。shard有兩種類型primary shard和replica。Replica用於數據冗餘及查詢時的負載均衡。每個主shard的副本數量可自定義，且可動態修改。
ES Cluster工作過程
啟動時，通過多播(默認)或單播方式在9300/tcp查找同一集群中的其它節點，並與之建立通信。集群中的所有節點會選舉出一個主節點負責管理整個集群狀態，以及在集群範圍內決定各shards的分佈方式。站在用戶角度而言，每個node均可接收並響應用戶的各類請求。
集群有狀態：green, red, yellow；green表示集群狀態健康，各節點上的shard和我們定義的一樣；yellow表示集群狀態亞健康，可能存在shard和我們定義的不一致，比如某個節點宕機了，它上面的shard也隨着消失，此時集群的狀態就是亞健康狀態；一般yellow狀態是很容易轉變為green狀態的；red表示集群狀態不健康，比如3個節點有2個節點都宕機了，那麼也就意味着這兩個節點上的shard丟失，當然shard丟失，對應的數據也會隨之丟失；所以red狀態表示集群有丟失數據的風險；
二、elasticsearch集群部署
環境說明
某個服務如果以分佈式或集群的模式工作，首先我們要把各節點的時間進行同步，這是集群的基本原則；其次，一個集群的名稱解析不能也不應該依賴外部的dns服務來解析，因為一旦dns服務掛掉，它會影響整個集群的通信，所以如果需要用到名稱解析，我們應該首先考慮hosts文件來解析各節點名稱；如果集群各節點間需要互相拷貝數據，我們應該還要做ssh 互信；以上三個條件是大多數集群的最基本條件；
| 名稱 | ip地址 | 端口 |
| es1 | 192.168.0.41 | 9200/9300 |
| es2 | 192.168.0.42 | 9200/9300 |
各節點安裝jdk
yum install -y java-1.8.0-openjdk-devel
提示：不同的es版本對jdk的版本要求也不一樣，這個可以去官方文檔中看，對應es版本需要用到的jdk版本；
導出JAVA_HOME
驗證java版本和JAVA_HOME環境變量
下載elasticsearch rpm包
[root@node01 ~]# wget //artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.8.12.rpm --2020-10-01 20:44:29-- //artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.8.12.rpm Resolving artifacts.elastic.co (artifacts.elastic.co)... 151.101.110.222, 2a04:4e42:36::734 Connecting to artifacts.elastic.co (artifacts.elastic.co)|151.101.110.222|:443... connected. HTTP request sent, awaiting response... 200 OK Length: 148681336 (142M) [application/octet-stream] Saving to: 『elasticsearch-6.8.12.rpm』 100%[==========================================================================>] 148,681,336 133MB/s in 1.1s 2020-10-01 20:45:07 (133 MB/s) - 『elasticsearch-6.8.12.rpm』 saved [148681336/148681336]
安裝elasticsearch rpm包
[root@node01 ~]# ll total 145200 -rw-r--r-- 1 root root 148681336 Aug 18 19:38 elasticsearch-6.8.12.rpm [root@node01 ~]# yum install ./elasticsearch-6.8.12.rpm Loaded plugins: fastestmirror Examining ./elasticsearch-6.8.12.rpm: elasticsearch-6.8.12-1.noarch Marking ./elasticsearch-6.8.12.rpm to be installed Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package elasticsearch.noarch 0:6.8.12-1 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved =================================================================================================================================== Package Arch Version Repository Size =================================================================================================================================== Installing: elasticsearch noarch 6.8.12-1 /elasticsearch-6.8.12 229 M Transaction Summary =================================================================================================================================== Install 1 Package Total size: 229 M Installed size: 229 M Is this ok [y/d/N]: y Downloading packages: Running transaction check Running transaction test Transaction test succeeded Running transaction Creating elasticsearch group... OK Creating elasticsearch user... OK Installing : elasticsearch-6.8.12-1.noarch 1/1 ### NOT starting on installation, please execute the following statements to configure elasticsearch service to start automatically using systemd sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable elasticsearch.service ### You can start elasticsearch service by executing sudo systemctl start elasticsearch.service Created elasticsearch keystore in /etc/elasticsearch Verifying : elasticsearch-6.8.12-1.noarch 1/1 Installed: elasticsearch.noarch 0:6.8.12-1 Complete! [root@node01 ~]#
編輯配置文件
提示：es的主配置文件是/etc/elasticsearch/elasticsearch.yml；其中我們需要配置cluster.name，node.name，path.data，path.log，這四項是非常重要的，cluster.name是配置的集群名稱，同一集群各主機就是依賴這個配置判斷是否是同一集群，所以在同一集群的其他節點的配置，這個名稱必須一致；node.name是用於標識節點名稱，這個名稱在集群中是唯一的，也就說這個名稱在同一集群的其他節點必須唯一，不能重複；path.data用於指定es存放數據的目錄，建議各節點都配置同一個目錄方便管理；其次這個目錄還建議掛載一個存儲；path.logs用於指定es的日誌存放目錄；
提示：bootstrap.memory_lock: true這項配置表示啟動es時，立即分配jvm.options這個文件中定義的內存大小；默認沒有啟用，如果要啟用，我們需要主機節點內存是否夠用，以及elasticsearch用戶是否能夠申請對應大小的內存；network.host用於指定es監聽的ip地址，0.0.0.0表示監聽本機所有可用地址；http.port用於指定對用戶提供服務的端口地址；discovery.zen.ping.unicast.hosts指定對那些主機做單播通信來發現節點；discovery.zen.minimum_master_nodes指定master節點的的最小數量；不指定默認就是1；
完整的配置
[root@node01 ~]# cat /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml # ======================== Elasticsearch Configuration ========================= # # NOTE: Elasticsearch comes with reasonable defaults for most settings. # Before you set out to tweak and tune the configuration, make sure you # understand what are you trying to accomplish and the consequences. # # The primary way of configuring a node is via this file. This template lists # the most important settings you may want to configure for a production cluster. # # Please consult the documentation for further information on configuration options: # https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/index.html # # ---------------------------------- Cluster ----------------------------------- # # Use a descriptive name for your cluster: # cluster.name: test-els-cluster # # ------------------------------------ Node ------------------------------------ # # Use a descriptive name for the node: # node.name: node01 # # Add custom attributes to the node: # #node.attr.rack: r1 # # ----------------------------------- Paths ------------------------------------ # # Path to directory where to store the data (separate multiple locations by comma): # path.data: /els/data # # Path to log files: # path.logs: /els/logs # # ----------------------------------- Memory ----------------------------------- # # Lock the memory on startup: # #bootstrap.memory_lock: true # # Make sure that the heap size is set to about half the memory available # on the system and that the owner of the process is allowed to use this # limit. # # Elasticsearch performs poorly when the system is swapping the memory. # # ---------------------------------- Network ----------------------------------- # # Set the bind address to a specific IP (IPv4 or IPv6): # network.host: 0.0.0.0 # # Set a custom port for HTTP: # http.port: 9200 # # For more information, consult the network module documentation. # # --------------------------------- Discovery ---------------------------------- # # Pass an initial list of hosts to perform discovery when new node is started: # The default list of hosts is ["127.0.0.1", "[::1]"] # discovery.zen.ping.unicast.hosts: ["node01", "node02"] # # Prevent the "split brain" by configuring the majority of nodes (total number of master-eligible nodes / 2 + 1): # discovery.zen.minimum_master_nodes: 1 # # For more information, consult the zen discovery module documentation. # # ---------------------------------- Gateway ----------------------------------- # # Block initial recovery after a full cluster restart until N nodes are started: # #gateway.recover_after_nodes: 3 # # For more information, consult the gateway module documentation. # # ---------------------------------- Various ----------------------------------- # # Require explicit names when deleting indices: # #action.destructive_requires_name: true [root@node01 ~]#
View Code
創建數據目錄和日誌目錄，並把對應目錄修改成elasticsearch屬主和屬組
複製配置文件到其他節點對應位置，並修改node.name為對應節點名稱，並在對應節點上創建數據目錄和日誌目錄並把其屬主和屬組修改成elasticsearch
提示：對於node02上的es配置和node01上的配置，唯一不同的就是節點名稱，其餘都是一樣的；
啟動node01、node02上的es，並把es設置為開機啟動
提示：可以看到node01和node02上的9200和9300都處於監聽狀態了；9200是用戶對外提供服務的端口，9300是用於集群各節點通信端口；到此2節點的es集群就搭建好了；
驗證：訪問node01和node02的9200端口，看看響應內容cluster_name和cluster_uuid是否是一樣？
提示：可以看到訪問node01和node02的9200端口，響應內容都響應了相同cluster_name和cluster_uuid；說明node01和node02屬於同一個集群；
查看es接口提供的cat接口
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/_cat
=^.^=
/_cat/allocation
/_cat/shards
/_cat/shards/{index}
/_cat/master
/_cat/nodes
/_cat/tasks
/_cat/indices
/_cat/indices/{index}
/_cat/segments
/_cat/segments/{index}
/_cat/count
/_cat/count/{index}
/_cat/recovery
/_cat/recovery/{index}
/_cat/health
/_cat/pending_tasks
/_cat/aliases
/_cat/aliases/{alias}
/_cat/thread_pool
/_cat/thread_pool/{thread_pools}
/_cat/plugins
/_cat/fielddata
/_cat/fielddata/{fields}
/_cat/nodeattrs
/_cat/repositories
/_cat/snapshots/{repository}
/_cat/templates
[root@node01 ~]#
查看集群node信息
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/_cat/nodes 192.168.0.42 19 96 1 0.00 0.05 0.05 mdi - node02 192.168.0.41 15 96 1 0.03 0.04 0.05 mdi * node01 [root@node01 ~]#
提示：後面帶*號的表示master節點；
查看集群健康狀態
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/_cat/health 1601559464 13:37:44 test-els-cluster green 2 2 0 0 0 0 0 0 - 100.0% [root@node01 ~]#
查看集群索引信息
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/_cat/indices [root@node01 ~]#
提示：這裡顯示空，是因為集群里沒有任何數據；
查看集群分片信息
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/_cat/shards [root@node01 ~]#
獲取myindex索引下的test類型的1號文檔信息
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/myindex/test/1
{"error":{"root_cause":[{"type":"index_not_found_exception","reason":"no such index","resource.type":"index_expression","resource.id":"myindex","index_uuid":"_na_","index":"myindex"}],"type":"index_not_found_exception","reason":"no such index","resource.type":"index_expression","resource.id":"myindex","index_uuid":"_na_","index":"myindex"},"status":404}[root@node01 ~]#
[root@node01 ~]# curl //node02:9200/myindex/test/1?pretty
{
"error" : {
"root_cause" : [
{
"type" : "index_not_found_exception",
"reason" : "no such index",
"resource.type" : "index_expression",
"resource.id" : "myindex",
"index_uuid" : "_na_",
"index" : "myindex"
}
],
"type" : "index_not_found_exception",
"reason" : "no such index",
"resource.type" : "index_expression",
"resource.id" : "myindex",
"index_uuid" : "_na_",
"index" : "myindex"
},
"status" : 404
}
[root@node01 ~]#
提示：?pretty表示用易讀的JSON格式輸出；從上面的反饋內容，它告訴我們沒有找到指定的索引；
添加一個文檔到es集群的指定索引
[root@node01 ~]# curl -XPUT //node01:9200/myindex/test/1 -d '
{"name":"zhangsan","age":18,"gender":"nan"}'
{"error":"Content-Type header [application/x-www-form-urlencoded] is not supported","status":406}[root@node01 ~]#
提示：這裡向es寫指定文檔到指定索引下，返回不支持header頭部；解決辦法，手動指定頭部類型；
[root@node01 ~]# curl -XPUT //node01:9200/myindex/test/1 -H 'content-Type:application/json' -d '
{"name":"zhangsan","age":18,"gender":"nan"}'
{"_index":"myindex","_type":"test","_id":"1","_version":1,"result":"created","_shards":{"total":2,"successful":2,"failed":0},"_seq_no":0,"_primary_term":1}[root@node01 ~]#
驗證：查看myindex索引下的test類型的1號文檔，看看是否能夠查到我們剛才寫的數據？
[root@node01 ~]# curl //node01:9200/myindex/test/1?pretty
{
"_index" : "myindex",
"_type" : "test",
"_id" : "1",
"_version" : 1,
"_seq_no" : 0,
"_primary_term" : 1,
"found" : true,
"_source" : {
"name" : "zhangsan",
"age" : 18,
"gender" : "nan"
}
}
[root@node01 ~]#
提示：可以看到返回了我們剛才寫的文檔內容；
現在再次查看集群的索引信息和分片信息
提示：可以看到現在es集群中有一個myindex的索引，其狀態為green；分片信息中也可以看到有5各主分片和5個replica分片；並且每個分片都的master和replica都沒有在同一個節點；
搜索所有的索引和類型
提示：jq是用於以美觀方式顯示json數據，作用同pretty的一樣；以上命令表示從所有類型所用索引中搜索，name字段為zhangsan的信息；如果命中了，就會把對應文檔打印出來；未命中就告訴我們未命中；如下
[root@node01 ~]# curl //node01:9200/_search?q=age:19|jq
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 135 100 135 0 0 2906 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 2934
{
"took": 37,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 5,
"successful": 5,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 0,
"max_score": null,
"hits": []
}
}
[root@node01 ~]# curl //node01:9200/_search?q=age:18|jq
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 247 100 247 0 0 10795 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 11227
{
"took": 12,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 5,
"successful": 5,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 1,
"hits": [
{
"_index": "myindex",
"_type": "test",
"_id": "1",
"_score": 1,
"_source": {
"name": "zhangsan",
"age": 18,
"gender": "nan"
}
}
]
}
}
[root@node01 ~]#
提示：如果要在指定索引中搜索在前面的url加上指定的索引名稱即可；
提示：如果有多個索引我們也可以根據多個索引名稱的特點來使用*來匹配；如下
[root@node01 ~]# curl //node01:9200/*/_search?q=age:18|jq
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 247 100 247 0 0 8253 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 8517
{
"took": 20,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 5,
"successful": 5,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 1,
"hits": [
{
"_index": "myindex",
"_type": "test",
"_id": "1",
"_score": 1,
"_source": {
"name": "zhangsan",
"age": 18,
"gender": "nan"
}
}
]
}
}
[root@node01 ~]# curl //node01:9200/my*/_search?q=age:18|jq
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 247 100 247 0 0 7843 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 7967
{
"took": 19,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 5,
"successful": 5,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 1,
"hits": [
{
"_index": "myindex",
"_type": "test",
"_id": "1",
"_score": 1,
"_source": {
"name": "zhangsan",
"age": 18,
"gender": "nan"
}
}
]
}
}
[root@node01 ~]#
搜索指定的單個索引的指定類型
提示：以上就是在es集群的命令行接口常用操作，通常我們用es集群，不會在命令行中做搜索，我們會利用web界面來做；命令行只是用於測試；好了到此es集群就搭建好了；後續我們就可以用logstash收集指定地方的數據，傳給es，然後再利用kibana的web界面來展示es中的數據；
