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1背景

1.1 基本配置

3个物理节点，单节点32G内存，4核，8TB机械硬盘，每个物理节点搭建一个Elasticsearch节点，Elasticsearch版本为6.2.4，采用管理工具为kibana、Elasticsearch-head和内部监控服务。

1.2 数据来源

数据为工业互联网安全态势感知平台内部处理的流式数据，Elasticsearch主要用于数据的存储和检索。

2发现问题

2.1 问题现象

由于公司业务的不断拓展和实施，安全态势感知平台每天处理的数据量在逐渐增加，Elasticsearch的写入性能达到瓶颈，数据不能及时写入到Elasticsearch中，积压在输出缓存中，还会传导至处理缓存，最终导致数据大量数据堆积在平台内部的kafka中，对数据的实时性和完整性都有影响。

2.2 查找原因

查看态势感知平台数据处理程序日志，经过排查，发现节点频繁抛出 RejectionException 异常和连接ES集群超时异常。命令查看ES任务状态：curl -u username:pwd ip:port/_cat/tasks/?v | more，发现大量的bulk任务处理时间过长，最高能达到10s之久，通常一次bulk应该控制在毫秒级别。查看线程池状态：curl -uusername:pwd-XGET "http://esip:port/_cat/thread_pool?v" | grep write，发现写入负载过高，出现大量拒绝。查看ES集群的CPU、内存使用率，CPU使用率偏低，内存使用率70%。查看ES的写入线程池大小为4，写入队列大小为500，已不能满足当前的写入场景。3性能优化通过以上分析，主要的性能瓶颈出现在数据写入这一块，所以着重处理这一部分，同时基于现有场景寻找其他的优化点，ES整体性能优化，大概可分为三个方向：

• 横向优化，优化写入模型。

• 纵向优化，提升单节点写入能力。

• 应用优化，探究业务节省资源的可能。

前期数据写入已经采用多线程bulk的写入方式，业务场景也基本确定，目前场景下，着眼于提升单节点性能。

3.1 增加索引缓存

indices.memory.index_buffer_size: 20%indices.memory.min_index_buffer_size: 512mb已经索引好的文档会先存放在内存缓存中，等待被写到到段(segment)中。缓存满的时候会触发段刷盘(吃i/o和cpu的操作)。默认最小缓存大小为48m，不太够，最大为堆内存的10%。对于大量写入的场景也显得有点小。

3.2 设置filedata cache大小

indices.fielddata.cache.size: 20%filedata cache的使用场景是一些聚合操作(包括排序),构建filedata cache是个相对昂贵的操作。所以尽量能让他保留在内存中。

3.3 设置节点之间的故障检测配置

discovery.zen.fd.ping_timeout: 120sdiscovery.zen.fd.ping_retries: 6discovery.zen.fd.ping_interval: 30s大数量写入的场景，会占用大量的网络带宽，很可能使节点之间的心跳超时。并且默认的心跳间隔也相对过于频繁(1s检测一次)，此项配置将大大缓解节点间的超时问题。

3.4 设置段合并的线程数量

curl -XPUT 'your-es-host:9200/index/_settings' -d '{"index.merge.scheduler.max_thread_count" : 1}'段合并的计算量庞大，而且还要吃掉大量磁盘I/O。合并在后台定期操作，因为他们可能要很长时间才能完成，尤其是比较大的段。机械磁盘在并发I/O支持方面比较差，所以我们需要降低每个索引并发访问磁盘的线程数。这个设置允许max_thread_count + 2个线程同时进行磁盘操作，也就是设置为1允许三个线程。

3.5 设置index、merge、bulk、search的线程数和队列数

# Search poolthread_pool.search.size: 5thread_pool.search.queue_size: 500processors: 16# Bulk poolthread_pool.bulk.size: 16thread_pool.bulk.queue_size: 1000# Index poolthread_pool.index.size: 16thread_pool.index.queue_size: 1000这些配置能较大幅度提高ES集群性能，但非常占用计算机资源，要慎用，特别是processors这个参数！强制修改CPU核数，以突破写线程数限制，会大幅占用CPU资源，由于我们的ES集群独立部署在数据节点上，业务层没有其他应用和ES抢占CPU资源，CPU资源还算充裕。如果CPU资源使用率过高，则不建议盲目提高处理核数。4优化结果

重启集群，配置生效后，写入拒绝量(write rejected)下降为0，ES集群bulk任务使用时间降至毫秒级别，总体来看消费的速度大于生产的速度，积压的历史数据逐渐被处理，经过一个夜晚时间，态势感知平台集群恢复正常状态。此次优化只针对我们当前遇到的ES性能瓶颈问题，其他的优化方面还有很多，例如在查询的性能和稳定性，集群的元数据变更性能等等方面。ES功能强大，拓展性强，在使用过程中我们需要整体分析，做针对性优化配置，方能使ES的性能使用最大化。Andisec