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用极限网关实现ES容灾,简单!

Elasticsearch | 作者 yangmf2040 | 发布于2023年07月20日 | | 阅读数:2039

身为 IT 人士,大伙身边的各种系统肯定不少吧。系统虽多,但最最最重要的那套、那几套,大伙肯定是捧在手心,关怀备至。如此重要的系统,万一发生故障了且短期无法恢复,该如何保障业务持续运行? 有过这方面思考或经验的同学,肯定脱口而出--切灾备啊。 是的,接下来我来介绍下我们的 ES 灾备方案。当然如果你有更好的,请使用各种可用的渠道联系我们。

总体设计

通过极限网关将应用对主集群的写操作,复制到灾备集群。应用发送的读请求则直接转发到主集群,并将响应结果转发给应用。应用对网关无感知,访问方式与访问 ES 集群一样。

方案优势

  • 轻量级

极限网关使用 Golang 编写,安装包很小,只有 10MB 左右,没有任何外部环境依赖,部署安装都非常简单,只需要下载对应平台的二进制可执行文件,启动网关程序的二进制程序文件执行即可。

  • 跨版本支持

极限网关针对不同的 Elasticsearch 版本做了兼容和针对性处理,能够让业务代码无缝的进行适配,后端 Elasticsearch 集群版本升级能够做到无缝过渡,降低版本升级和数据迁移的复杂度。

  • 高可用

极限网关内置多种高可用解决方案,前端请求入口支持基于虚拟 IP 的双机热备,后端集群支持集群拓扑的自动感知,节点上下线能自动发现,自动处理后端故障,自动进行请求的重试和迁移。

  • 灵活性

主备集群都是可读可写,切换迅速,只需切换网关到另一套配置即可。回切灵活,恢复使用原配置即可。

架构图

网关程序部署

下载

根据操作系统和平台选择下面相应的安装包: 解压到指定目录:

mkdir gateway
tar -zxf xxx.gz -C gateway

修改网关配置

在此 下载 网关配置,默认网关会加载配置文件 gateway.yml ,如果要指定其他配置文件使用 -config 选项指定。 网关配置文件内容较多,下面展示必要部分。

  #primary
  PRIMARY_ENDPOINT: http://192.168.56.3:7171
  PRIMARY_USERNAME: elastic
  PRIMARY_PASSWORD: password
  PRIMARY_MAX_QPS_PER_NODE: 10000
  PRIMARY_MAX_BYTES_PER_NODE: 104857600 #100MB/s
  PRIMARY_MAX_CONNECTION_PER_NODE: 200
  PRIMARY_DISCOVERY_ENABLED: false
  PRIMARY_DISCOVERY_REFRESH_ENABLED: false
  #backup
  BACKUP_ENDPOINT: http://192.168.56.3:9200
  BACKUP_USERNAME: admin
  BACKUP_PASSWORD: admin
  BACKUP_MAX_QPS_PER_NODE: 10000
  BACKUP_MAX_BYTES_PER_NODE: 104857600 #100MB/s
  BACKUP_MAX_CONNECTION_PER_NODE: 200
  BACKUP_DISCOVERY_ENABLED: false
  BACKUP_DISCOVERY_REFRESH_ENABLED: false

PRIMARY_ENDPOINT:配置主集群地址和端口
PRIMARY_USERNAME、PRIMARY_PASSWORD: 访问主集群的用户信息
BACKUP_ENDPOINT:配置备集群地址和端口
BACKUP_USERNAME、BACKUP_PASSWORD: 访问备集群的用户信息

运行网关

前台运行 直接运行网关程序即可启动极限网关了,如下:

./gateway-linux-amd64

后台运行

./gateway-linux-amd64 -service install
Success
./gateway-linux-amd64 -service start
Success

卸载服务

./gateway-linux-amd64 -service stop
Success
./gateway-linux-amd64 -service uninstall
Success

灾备功能测试

在灾备场景下,为保证数据一致性,对集群的访问操作都通过网关进行。注意只有 bulk API 的操作才会被复制到备集群。 在此次测试中,网关灾备配置功能为:

  • 主备集群正常时

读写请求正常执行; 写请求被记录到队列,备集群实时消费队列数据。

  • 当主集群故障时

写入请求报错,主备集群都不写入数据; 查询请求转到备集群执行,并返回结果给客户端。

  • 当备集群故障时

读写请求都正常执行; 写操作记录到磁盘队列,待备集群恢复后,自动消费队列数据直到两个集群一致。

主备集群正常时写入、查询测试

写入数据

# 通过网关写入数据
curl -X POST "localhost:18000/_bulk?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -uelastic:password -d'
{ "index" : { "_index" : "test", "_id" : "1" } }
{ "field1" : "value1" }
{ "create" : { "_index" : "test", "_id" : "2" } }
{ "field2" : "value2" }
'

查询数据

# 查询主集群
curl 192.168.56.3:7171/test/_search?pretty -uelastic:password

# 查询备集群
curl 192.168.56.3:9200/test/_search?pretty -uadmin:admin

# 查询网关,网关转发给主集群执行
curl 192.168.56.3:18000/test/_search?pretty -uelastic:password

主备集群都已写入数据,且数据一致。通过网关查询,也正常返回。

删除和更新文档

# 通过网关删除和更新文档
curl -X POST "192.168.56.3:18000/_bulk?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -uelastic:password -d'
{ "delete" : { "_index" : "test", "_id" : "1" } }
{ "update" : {"_id" : "2", "_index" : "test"} }
{ "doc" : {"field2" : "value2-updated"} }
'

查询数据
# 查询主集群
curl 192.168.56.3:7171/test/_search?pretty -uelastic:password

# 查询备集群
curl 192.168.56.3:9200/test/_search?pretty -uadmin:admin

两个集群都已执行删除和更新操作,数据一致。

主集群故障时写入、查询测试

为模拟主集群故障,直接关闭主集群。

写入数据

# 通过网关写入数据
curl -X POST "192.168.56.3:18000/_bulk?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -uelastic:password -d'
{ "index" : { "_index" : "test", "_id" : "3" } }
{ "field3" : "value3" }
{ "create" : { "_index" : "test", "_id" : "4" } }
{ "field4" : "value4" }
'

写入数据报错

查询数据

# 通过网关查询,因为主集群不可用,网关将查询转发到备集群执行
curl 192.168.56.3:18000/test/_search?pretty -uelastic:password

正常查询到数据,说明请求被转发到了备集群执行。

备集群故障时写入、查询测试

为模拟备集群故障,直接关闭备集群。

写入数据

# 通过网关写入数据
curl -X POST "192.168.56.3:18000/_bulk?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -uelastic:password -d'
{ "index" : { "_index" : "test", "_id" : "5" } }
{ "field5" : "value5" }
{ "create" : { "_index" : "test", "_id" : "6" } }
{ "field6" : "value6" }
'

数据正常写入。

查询数据

# 通过网关查询
curl 192.168.56.3:18000/test/_search?pretty -uelastic:password

查询成功返回。主集群成功写入了两条新数据。同时此数据会被记录到备集群的队列中,待备集群恢复后,会消费此队列追数据。

恢复备集群

启动备集群。

查询数据

等待片刻或通过 INFINI Console 确定网关队列消费完毕后,查询备集群的数据。 (生产和消费 offset 相同,说明消费完毕。)

# 查询备集群的数据
curl 192.168.56.3:9200/test/_search?pretty -uadmin:admin

备集群启动后自动消费队列数据,消费完后备集群数据达到与主集群数据一致。

灾备切换

测试了这么多,终于到切换的时刻了。切换前我们判断下主系统是否短期无法修复。

如果我们判断主用系统无法短时间恢复,要执行切换。非常简单,我们直接将配置文件中定义的主备集群互换,然后重启网关程序就行了。但我们推荐在相同主机上另部署一套网关程序--网关B,先前那套用网关A指代。网关B中的配置文件把原备集群定义为主集群,原主集群定义为备集群。若要执行切换,我们先停止网关A,然后启动网关B,此时应用连接到网关(端口不变),就把原备系统当作主系统使用,把原主系统当作备系统,也就完成了主备系统的切换。

灾备回切

当原主集群修复后,正常启动,就会从消费队列追写修复期间产生数据直到主备数据一致,同样我们可通过 INFINI Console 查看消费的进度。如果大家还是担心数据的一致性,INFINI Console 还能帮大家做[校验数据]()任务,做到数据完全一致后(文档数量及文档内容一致),才进行回切。

回切也非常简单,停止网关B,启动网关A即可。

网关高可用

网关自带浮动 IP 模块,可进行双机热备。客户端通过 VIP 连接网关,网关出现故障时,VIP 漂移到备网关。 视频教程戳这里

这样的优点是简单,不足是只有一个网关在线提供服务。如果想多个网关在线提供服务,则需搭配分布式消息系统一起工作,架构如下。

前端通过负载均衡将流量分散到多个在线网关,网关将消息存入分布式消息系统。此时,网关可看作无状态应用,可根据需要扩缩规模。

以上就是我介绍的ES灾备方案,是不是相当灵活了。有问题还是那句话 Call me 。

关于极限网关

INFINI Gateway 是一个面向搜索场景的高性能数据网关,所有请求都经过网关处理后再转发到后端的搜索业务集群。基于 INFINI Gateway,可以实现索引级别的限速限流、常见查询的缓存加速、查询请求的审计、查询结果的动态修改等等。

官网文档:https://www.infinilabs.com/docs/latest/gateway


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本文地址:http://elasticsearch.cn/article/14945


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