ElasticSearch第三讲：ES详解 - Elastic Stack生态和场景方案

ElasticSearch第三讲：ES详解 - Elastic Stack生态和场景方案

本文是ElasticSearch第三讲，在了解ElaticSearch之后，我们还要了解Elastic背后的生态 即我们常说的ELK；与此同时，还会给你展示ElasticSearch的案例场景，让你在学习ES前对它有个全局的印象。

1、Elastic Stack生态

Beats + Logstash + ElasticSearch + Kibana

如下是我从官方博客中找到图，这张图展示了ELK生态以及基于ELK的场景（最上方）

由于Elastic X-Pack是面向收费的，所以我们不妨也把X-Pack放进去，看看哪些是由X-Pack带来的，在阅读官网文档时将方便你甄别重点：

1.1、Beats

Beats是一个面向轻量型采集器的平台，这些采集器可以从边缘机器向Logstash、ElasticSearch发送数据，它是由Go语言进行开发的，运行效率方面比较快。从下图中可以看出，不同Beats的套件是针对不同的数据源。

1.2、Logstash

Logstash是动态数据收集管道，拥有可扩展的插件生态系统，支持从不同来源采集数据，转换数据，并将数据发送到不同的存储库中。其能够与ElasticSearch产生强大的协同作用，后被Elastic公司在2013年收购。

它具有如下特性：

1）实时解析和转换数据；

2）可扩展，具有200多个插件；

3）可靠性、安全性。Logstash会通过持久化队列来保证至少将运行中的事件送达一次，同时将数据进行传输加密；

4）监控；

1.3、ElasticSearch

ElasticSearch对数据进行搜索、分析和存储，其是基于JSON的分布式搜索和分析引擎，专门为实现水平可扩展性、高可靠性和管理便捷性而设计的。

它的实现原理主要分为以下几个步骤：

1）首先用户将数据提交到 ElasticSearch 数据库中；

2）再通过分词控制器将对应的语句分词；

3）将分词结果及其权重一并存入，以备用户在搜索数据时，根据权重将结果排名和打分，将返回结果呈现给用户；

1.4、Kibana

Kibana实现数据可视化，其作用就是在ElasticSearch中进行民航。Kibana能够以图表的形式呈现数据，并且具有可扩展的用户界面，可以全方位的配置和管理ElasticSearch。

Kibana最早的时候是基于Logstash创建的工具，后被Elastic公司在2013年收购。

1）Kibana可以提供各种可视化的图表；

2）可以通过机器学习的技术，对异常情况进行检测，用于提前发现可疑问题；

2、从日志收集系统看ES Stack的发展

我们看下ELK技术栈的演化，通常体现在日志收集系统中。

一个典型的日志系统包括：

（1）收集：能够采集多种来源的日志数据

（2）传输：能够稳定的把日志数据解析过滤并传输到存储系统

（3）存储：存储日志数据

（4）分析：支持 UI 分析

（5）警告：能够提供错误报告，监控机制

2.1、beats+elasticsearch+kibana

Beats采集数据后，存储在ES中，由Kibana可视化的展示。

2.2、beats+logstath+elasticsearch+kibana

该框架是在上面的框架的基础上引入了logstash，引入logstash带来的好处如下：

（1）Logstash具有基于磁盘的自适应缓冲系统，该系统将吸收传入的吞吐量，从而减轻背压。

（2）从其他数据源（例如数据库，S3或消息传递队列）中提取。

（3）将数据发送到多个目的地，例如S3，HDFS或写入文件。

（4）使用条件数据流逻辑组成更复杂的处理管道。

beats结合logstash带来的优势：

（1）水平可扩展性，高可用性和可变负载处理：beats和logstash可以实现节点之间的负载均衡，多个logstash可以实现logstash的高可用；

（2）消息持久性与至少一次交付保证：使用beats或Winlogbeat进行日志收集时，可以保证至少一次交付。从Filebeat或Winlogbeat到Logstash以及从Logstash到Elasticsearch的两种通信协议都是同步的，并且支持确认。Logstash持久队列提供跨节点故障的保护。对于Logstash中的磁盘级弹性，确保磁盘冗余非常重要。

（3）具有身份验证和有线加密的端到端安全传输：从Beats到Logstash以及从 Logstash到Elasticsearch的传输都可以使用加密方式传递 。与Elasticsearch进行通讯时，有很多安全选项，包括基本身份验证，TLS，PKI，LDAP，AD和其他自定义领域

增加更多的数据源 比如：TCP，UDP和HTTP协议是将数据输入Logstash的常用方法

2.3、beats+MQ+logstash+elasticsearch+kibana ✅

在如上的基础上我们可以在beats和logstash中间添加一些组件redis、kafka、RabbitMQ等，添加中间件将会有如下好处：

（1）降低对日志所在机器的影响，这些机器上一般都部署着反向代理或应用服务，本身负载就很重了，所以尽可能的在这些机器上少做事；

（2）如果有很多台机器需要做日志收集，那么让每台机器都向Elasticsearch持续写入数据，必然会对Elasticsearch造成压力，因此需要对数据进行缓冲，同时，这样的缓冲也可以在一定程度保护数据不丢失；

（3）将日志数据的格式化与处理放到Indexer中统一做，可以在一处修改代码、部署，避免需要到多台机器上去修改配置；

3、Elastic Stack最佳实践

我们再看下官方开发成员分享的最佳实践。

3.1、日志收集系统

基本的日志系统

增加数据源，和使用MQ

3.2、Metric收集和APM性能监控

3.3、多数据中心方案

通过冗余实现数据高可用

两个数据采集中心（比如采集两个工厂的数据），采集数据后的汇聚

数据分散，跨集群的搜索

4、参考文章

• https://www.elastic.co/cn/elasticsearch/
• https://www.elastic.co/pdf/architecture-best-practices.pdf
• https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/deploying-and-scaling.html
• https://www.cnblogs.com/supersnowyao/p/11110703.html
• https://blog.51cto.com/wutengfei/2645627