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本文转自我的个人博客，有兴趣的可以查看原文。
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前段时间和运维小伙伴一起完善了公司 Elasticsearch 集群的监控和报警，整理成此文，涉及到公司架构和系统信息的不便透露的，都隐去了。
系统架构
谈监控之前，先看看我们的系统架构，下图是个简化的搜索架构：
搜索系统架构
系统分两部分：
- 蓝色部分，表示用户查询部分，客户端请求到达Tengine，Tengine将请求转发到AS(Advanced Search)，AS将请求转发到Elasticsearch，Elasticsearch查询，然后将结果原路返回。其中，AS是我们自主研发的，用于Query验证、改写、记日志、相关性计算等等。在这里，AS和ES都是一个集群。
- 绿色部分，表示实时同步部分，系统日志、DB数据等通过消息队列到到我们的Sync程序，Sync将数据实时写入到ES集群。
上图覆盖了最重要的两个部分——实时索引与查询，全量索引仅需周期性进行一次，并未体现在此图中。对搜索集群添加监控，主要是针对图中各组件添加监控。
具体监控
基础监控
基础监控主要是一些常用的运维监控，主要包括：
- CPU 使用率
- IO
- 内存
- load
- 磁盘空间、INode
- 重传率
- fd
- ntp
- coredump
- JVM
- ...
这部分，运维都有很丰富的经验，不用操心。
网关监控
网关监控，主要关注两个指标，RT和状态码，当RT > 1s 或者出现5XX的时候，进行报警。
AS监控
- 进程监控，当进程数发生变化时，报警；
- 日志监控，当日志出现ERROR时，报警。
Elasticsearch 进程监控
- 进程监控，进程数发生变化时，报警。
- ES 产生ERROR日志时，报警。
Elasticsearch指标监控
Elasticsearch 提供了丰富的API接口以便于采集集群、node、index等状态指标，可以根据这些指标做监控和报警。我们主要在集群级别、node 级别、index 级别三个层次进行采集和监控报警。
下面是一些主要关注的指标。
一、集群级别监控，采用GET _cluster/health，返回数据如下：
{
"cluster_name": "cluster_name_1",
"status": "green",
"timed_out": false,
"number_of_nodes": 6,
"number_of_data_nodes": 4,
"active_primary_shards": 38,
"active_shards": 68,
"relocating_shards": 0,
"initializing_shards": 0,
"unassigned_shards": 0
}
对于我们来说，一般重点关注集群状态 status以及其中的node数量。当集群状态变为yellow或red时报警。
另外，Elasticsearch 提供API对集群进行修改，而且，Elasticsearch 没有提供有效的权限控制，从而，也给我们带来了风险，所以，我们还加了一层监控，当集群配置发生变化时，报警。
二、node级别的监控，采用GET _nodes/stats接口取回node相关监控数据。
node_stats
大部分数据在基础监控里已经做了，所以，这里主要关注红框部分——indices、thread_pool和fielddata_breaker三部分。
indices部分如下：
"indices": {
"docs": {
"count": 3344,
"deleted": 983
},
"store": {
"size_in_bytes": 6529920,
"throttle_time_in_millis": 2263
},
"indexing": {
"index_total": 114516,
"index_time_in_millis": 66226,
"index_current": 969,
"delete_total": 802,
"delete_time_in_millis": 93,
"delete_current": 0
},
"get": {
"total": 449,
"time_in_millis": 13,
"exists_total": 571,
"exists_time_in_millis": 1847,
"missing_total": 878,
"missing_time_in_millis": 56,
"current": 0
},
"search": {
"open_contexts": 0,
"query_total": 3419,
"query_time_in_millis": 262,
"query_current": 0,
"fetch_total": 319,
"fetch_time_in_millis": 189,
"fetch_current": 0
},
"merges": {
"current": 1,
"current_docs": 175,
"current_size_in_bytes": 374,
"total": 557,
"total_time_in_millis": 77614,
"total_docs": 3878,
"total_size_in_bytes": 9545
},
"refresh": {
"total": 4036,
"total_time_in_millis": 3788
},
"flush": {
"total": 07,
"total_time_in_millis": 03
},
"warmer": {
"current": 0,
"total": 45,
"total_time_in_millis": 233
},
"filter_cache": {
"memory_size_in_bytes": 124,
"evictions": 778
},
"id_cache": {
"memory_size_in_bytes": 0
},
"fielddata": {
"memory_size_in_bytes": 1348,
"evictions": 0
},
"percolate": {
"total": 0,
"time_in_millis": 0,
"current": 0,
"memory_size_in_bytes": -1,
"memory_size": "-1b",
"queries": 0
},
"completion": {
"size_in_bytes": 0
},
"segments": {
"count": 350,
"memory_in_bytes": 392,
"index_writer_memory_in_bytes": 961,
"version_map_memory_in_bytes": 8
},
"translog": {
"operations": 12025,
"size_in_bytes": 0
},
"suggest": {
"total": 0,
"time_in_millis": 0,
"current": 0
}
}
- doc 部分显示node中的所有documents数量，以及已经被标记删除的。当每分钟被标记删除的数量突然增大时，需要关注下。
- store显示物理存储信息。
- indexing 显示了被索引的docs数量，是一个累计递增值，只要内部进行index操作就会增加，所以，index、create、update都会增加。可以利用这个累计值，监控每分钟的变化，从而做出预警。
- get 显示的是调用 GET | HEAD 方法的次数，也是累计值。
- search 描述search 相关监控数据，
query_time_in_millis/query_total可以用来粗略估计搜索引擎的查询效率。fetch 相关统计描述搜索过程（query-then-fetch）中fetch 操作的统计数据。 - merge 包含Lucene 段合并的一些信息，对于实时写数据量大的ES集群，merge相关指标十分重要，因为merge操作会消耗大量的CPU和IO。
- fielddata 描述fielddata占的内存以及被淘汰的情况，需要关注
fielddata.eviction，这个值应该很小。另外，fielddata很耗内存，如果fielddata统计占内存很多，也要考虑下这样使用的业务场景是否合理。 - segment 统计Lucene 的segments相关信息，这个值应该不会太大。
Elasticsearch 自身维护它的线程池，一般来讲，我们不需要配置，默认的即可。在API返回的结果中，有很多种线程池，格式都是统一的，如下：
"index": {
"threads": 24,
"queue": 0,
"active": 0,
"rejected": 0,
"largest": 24,
"completed": 676231817
}
上面的信息展示了线程池里现场的数量，有多少现成正在work，有多少在队列里。如果队列满了，新的请求将被rejected掉，显示在rejected，这时候，通常说明我们的系统到了瓶颈了，因为，我们的系统以最大的速度处理都处理不过来了，所以，这个指标要注意。
除了上面显示的index 线程池，还有很多线程池，不过很多都可以忽略，但有些重要的还是需要关注：
- index: 处理一般index请求的线程池。
- bulk：处理bulk indexing请求的线程池。
- get：处理get-by-ID请求的线程池。
- search：处理所有search和query请求的线程池。
- merge：管理 Lucene merge的线程池。
最后，需要关注Circuit Breaker的相关指标：
"fielddata_breaker": {
"maximum_size_in_bytes": 11699,
"maximum_size": "0.7gb",
"estimated_size_in_bytes": 568,
"estimated_size": "1.2gb",
"overhead": 1.03,
"tripped": 0
}
简单来说，fielddata的大小只有在加载完了之后才会知道，如果fielddata的大小比分配内存还大，那就会导致OOM，于是，Elasticsearch 引入了断路器，用于预先估算内存够不够，如果不够，断路器就会被触发(tripped)并返回异常，而不至于导致OOM。
所以，这个指标里，最重要的就是 tripped了，如果这个值很大或者说一直在增长，那么，就说明你的查询需要优化或者说需要更多内存了。
三、index 级别监控
index 级别的监控可以以index为单位进行统计，如某个index有多少search请求、search时耗费了多少时间等，可以用于发现热点索引或比较慢的索引。
然而，在实际应用中，index级别的监控并不是很有用，一般来说，瓶颈都出现在node级别，不会到index级别；而且，index级别的数据采集自不同机器，不同环境也会受影响。
查看index 级别的监控命令是 GET index_name/_stats，如果index_name改成 _all，则统计所有index的数据。
同步程序监控
同步程序监控主要包括三个方面：
- 基础监控。同步数据量大，同步程序单独部署了一个集群，也需要相应的基础监控。
- 同步程序进程数监控。
- 同步程序日志监控，如版本冲突等ERROR都能采集到。
业务监控
我们还做了业务层面的监控，针对不同index进行基础埋点，同时，新上业务时，也会添加使用的Query语句进行埋点，系统定时跑这些埋点，当出现异常时报警。
总结
Elasticsearch 集群的监控是在运维同事的帮助下搭建的，到目前为止，基本能满足需求，但因为自身以前没有这方面经验，所以，这方面也许做得还不够，还望批评指正。
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