摘要：
本文将详细介绍elasticsearch架构，着重分析elasticsearch集群架构。首先，本文将介绍elasticsearch集群的概念与优势，其次分析elasticsearch集群的节点、分片与主从节点架构，接着讲解elasticsearch集群路由机制和数据分发。然后重点介绍elasticsearch集群的负载均衡以及集群更新和扩展。最后对elasticsearch集群架构进行总结，为读者全面解析elasticsearch集群，提供广阔的学习空间。
1、elasticsearch集群概述
elasticsearch是一个基于Apache Lucene的全文搜索引擎，利用分布式搜索技术提供高效、实时的搜索和分析，因此经常用于企业级搜索引擎、日志处理和数据挖掘等领域。elasticsearch集群是多个elasticsearch节点的集合，通过节点协调工作来实现多节点的数据分布，提高系统容错能力和系统的处理能力。elasticsearch集群提供了高可用和可扩展性的技术支持，能够在多个节点上存放数据，使其不会出现数据丢失的风险，并且允许在运行时间添加或删减节点以支持更大规模的数据处理。
2、节点、分片与主从节点架构
elasticsearch在集群中的基础组件是节点：每个节点是一个运行中的elasticsearch实例，其具有处理搜索请求，存储和检索文档数据的能力。在elasticsearch集群中，文档和索引被分为多个分片存储，每个分片可以在一个节点上处理和存储，因此集群可以容纳大量的数据和请求。此外，elasticsearch集群还有主节点和从节点。主节点负责管理集群中的分片副本，跟踪节点列表和负责集群级别的操作。从节点是为集群中某个分片承担副本角色的节点，用于保证数据的可靠性和高可用性。
在elasticsearch集群中，每个索引被分成多个primaries分片，每个primaries分片都会有一个副本(replica)。副本分片的数量可以根据需要设置，在一些需要高可用性场景下，可以将副本分片数设置为1个或更多个。
主节点负责将primaries分配给被选中的节点并管理副本，副本通过同步primaries分片数据来保证数据一致性。elasticsearch的集群主节点通过内部选举来临时指定，例如在master节点的重启过程中，当master节点不再可用时，该集群将从剩余的节点中重新选举一个新的master节点。
3、elasticsearch集群路由机制和数据分发
在elasticsearch中，所有的请求都会被路由到正确的节点上。elasticsearch使用了节点与路由的概念以增强其可扩展性和可伸缩性，每个节点都知道哪个数据节点存储了哪些数据，并知道如何将请求分配到存储该数据的节点。路由算法通常将请求路由到某些分片，分片的主要负责人将对请求进行处理，而副本分片则可以作为故障转移的代理。
elasticsearch如何路由请求到匹配的节点呢？它使用了shard hash(key) % number_of_primary_shards 的公式来计算这个值，其中number_of_primary_shards为索引中的分片数，每个主分片和其对应的副本都有一个shardid。然后通过计算得到的路由值，将请求发送到匹配的节点。在处理过程中，副本节点需要通过主节点更新其索引状态，因此主副本不会在同一节点上
4、elasticsearch集群的负载均衡和集群更新和扩展
负载均衡是elasticsearch集群的一个重要方面，可以提高系统的容错性和系统的可用性，保障请求被均衡地分布在所有节点。elasticsearch通过利用内部负载均衡机制（如轮询和随机）来达到这个目的。在添加或删除节点时，负载均衡机制会自动进行调整，以保持所有节点的负载均衡。
在elasticsearch中，要在集群中添加或删除节点非常容易。添加时，只需向等待响应的请求发送一个新节点的地址即可，所以新节点将自动加入集群，并负责接收分配的分片。同样地，当需要删除节点时，elasticsearch会通过数据复制和分片移动，并将集群状态从该节点中删除。
在elasticsearch集群中，如果需要将数据重新分片或在多个节点之间平衡数据负载，可以使用elasticsearch的reindex API。reindex API允许您将数据从一个索引复制到另一个索引，并允许您同时执行多个API操作。例如，可以使用reindex API将数据从一个索引复制到另一个索引，并在过程中重映射字段和更改数据类型。
总结：
本文主要介绍了elasticsearch集群架构中四个方面：elasticsearch集群概述、节点、分片与主从节点架构、elasticsearch集群路由机制和数据分发以及elasticsearch集群的负载均衡和集群更新和扩展。通过本文读者可以了解到elasticsearch的核心技术，elasticsearch集群的概念、优势和组成结构，以及其应用和扩展方式，为读者深入学习elasticsearch架构提供了基础。
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