ES集群搭建与配置

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参考引用

• Setting up TLS on a cluster
• Encrypting communications in Elasticsearch
• Java Client and security
• Elasticsearch7.6开启xpack以及java代码配置客户端

文章大纲

• 下载安装
• 方法一
• 一键化安装脚本
• 方法二
• 集群配置(包含认证以及LTS配置)
• IK分词器安装
• ES启动与密码设置
• Java客户端TLS配置

一.下载安装

本文采用的ES版本为7.8.1，7.X和6.X在配置上已经有较大改变，特别是6.8.x之后，ES推出了官方的安全组件。本文建议采用7.X版本，以下均是根据7.X版本进行的介绍。

1.1 节点分配
本文的ES安装将采用三个节点，且均可成为主节点，各节点的配置见下表，使用的服务器集群环境，读者可适当调小配置

IP	hostname	es-node-name	role	CPU cores	memory(GB)
172.16.4.93	slave1	node-1	主节点	16	48
172.16.4.95	slave2	node-2	主节点	16	48
172.16.4.117	slave3	node-3	主节点	16	48

1.2 下载安装ES7.8.1
若下载了7.X版本的读者可跳过此步，ES7.8.1下载传送门点此

1.3 下载安装JDK11
ES7.x支持JDK8，但是官方建议使用JDK11，原因将在下文介绍，JDK11下载传送门点此，这里官方支持很多种方式安装JDK11,笔者选择的下载压缩包版本(*.tar.gz)

1.4 下载ES7.8.1 IK分词器
关于IK分词器的介绍，这里不在赘述，更多信息请参考IK分词器介绍，ES7.8.1IK分词器下载传送门

1.5 解压安装
在slave1节点上执行以下命令创建指定文件夹

mkdir -p /home/package

将之前下载的三个安装包上传至/home/package目录下，执行以下命令解压

tar -zxvf elasticsearch-7.8.1-linux-x86_64.tar.gz
tar -zxvf jdk-11.0.7_linux-x64_bin.tar.gz

将相关内容转移到指定文件夹下，执行以下命令创建ES，JDK文件夹，并将解压后的内容转移到指定文件夹下。

mkdir -p /home/package/elasticsearch
mv /home/package/elasticsearch-7.8.1/* /home/package/elasticsearch/
rm -rf /home/package/elasticsearch-7.8.1
mkdir -p /home/package/jdk11
mv /home/package/jdk-11.0.7/* /home/package/jdk11/
rm -rf /home/package/jdk-11.0.7

配置JAVA_HOME

vim /etc/profile

添加如下配置

JAVA_HOME=/home/package/jdk11
PATH=${JAVA_HOME}/bin:${PATH}
export JAVA_HOME
export PATH

退出编辑，执行以下命令使配置生效

source /etc/profile

如果不能够执行，则将对 /root/.bash_profile /root/.bashrc进行同样的配置

查看java是否安装成功

java -version
# 得到如下结果则表明成功
java version "11.0.7" 2020-04-14 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11.0.7+8-LTS)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.7+8-LTS, mixed mode)

方法一

在该方法中笔者提供一个完整的一键化安装脚本，通过执行该脚本可以在对指定的集群进行一件安装，并配置上相关的SSL参数，最后完成启动，操作特别简单，适合部署ES集群的新手。

1.1 一键化安装脚本
一键化安装脚本下载传送门

下载完成后，将会得到deploy-es.tar.gz压缩文件，里面是执行所需要的脚本，读者只需要运行其中一个脚本即可，其他脚本为运行时依赖脚本，首先执行以下命令对其进行解压

tar -zxvf ./deploy-es.tar.gz

解压完成后会得到如下文件格式

给安装脚本赋予可执行权限

chmod 777 ./install-es.sh

声明一个文本文件，这里我命名为node_ips.txt，对文本文件添加以下内容，将集群中所有节点的ip填入该文本文件中，每一行填写一个ip，这里我填入我的es集群节点ip，脚本将按行读取所有需要安装es服务的ip

执行以下命令，开始对集群安装ES服务，并对其进行正确参数配置，并完成最后的启动。执行install-es.sh脚本开始进行安装，执行该脚本需要传入四个参数

• es的安装包资源所在位置
• es服务需要安装的目标目录(最后不要以/结尾)
• 需要安装es服务的ip地址文本文件位置
• es内置用户的密码(不设置默认为123456)

./install-es.sh elasticsearch-7.8.1-linux-x86_64.tar.gz /home/package node_ips.txt 123456

首先会得到如下提醒信息，若满足则按任意键即可继续，这里我们继续安装，若不满足则按下ctrl + c终止该脚本的运行，提醒的内容如下

• 必须将正在操作的机器和即将安装ES服务的集群机器之间的ssh配置完成，使操作的机器能够通过ssh root用户免密登录到ES集群上的任何节点
• 必须在所有待安装es服务的节点上已经完成了对于java的安装(这里提一句，读者完全可以参照笔者提供的脚本自己实现一个一键化安装所有es节点上的java服务)
• es节点上的java版本不能低于jdk8
  

选择继续安装后，会得到如下结果，首先会输出需要安装es服务的所有节点列表，紧接其后是当es集群初始启动时的初始化主节点，这里的计算规则请参考方法二中的脚本注释，然后选择是安装还是卸载，如果选择卸载，则会卸载所有es节点上的es服务以及删除es目录，选择安装则会先通过卸载的方式清空环境，而后再执行安装过程，这里选择安装(输入1,回车)

在安装完成后会得到如下信息，表示安装完成，此时跳转方法二第五步设置java客户端连接密码即可。亦可通过es-head的方式对集群进行访问。

方法二

相较于方法一通过笔者提供的一键化脚本，傻瓜式地完成ES集群安装以及SSL配置，方法二适合于开发运维人员学习，以下步骤均为方法二的实现步骤，每一个必要配置上均留有相关注释，方法一提供的脚本本质上是对方法二的脚本封装。

二.集群配置

这里先对slave1节点进行配置，其余的slave节点均是一样的操作(除CA配置文件生成步骤不同外)

2.1 执行相关的脚本
将以下命令写入脚本并运行，仔细查看每一项命令前的注释，其中有对于认证的配置，其中使用了认证的文件，以及是否开启认证的配置。认证文件将在后文生成。

#!/bin/bash

# 声明 es 安装位置，根据自己安装包的位置灵活调配
ELASTIC_SEARCH_HOME=/home/package/elasticsearch

# 修改系统配置文件 /etc/sysctl.conf
sed -i '/^vm.max_map_count/d' /etc/sysctl.conf
echo "vm.max_map_count=655360" >> /etc/sysctl.conf
# 修改系统配置文件 /etc/security/limits.conf
sed -i '/^* soft nofile /d' /etc/security/limits.conf
sed -i '/^* hard nofile /d' /etc/security/limits.conf
sed -i '/^* soft nproc /d' /etc/security/limits.conf
sed -i '/^* hard nproc /d' /etc/security/limits.conf
echo "* soft nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
echo "* hard nofile 131072" >> /etc/security/limits.conf
echo "* soft nproc 4096" >> /etc/security/limits.conf
echo "* hard nproc 4096" >> /etc/security/limits.conf
# 修改系统配置文件 /etc/security/limits.d/20-nproc.conf
sed -i '/^\*          soft    nproc     /d' /etc/security/limits.d/20-nproc.conf
echo "*          soft    nproc     4096" >> /etc/security/limits.d/20-nproc.conf
sysctl -p

# 修改es配置文件 elasticsearch.yml
echo "cluster.name: elasticsearch" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 此处的node.name 根据上文的配置进行修改，每个节点的名称不一致
echo "node.name: node-1" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "network.host: 0.0.0.0" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "http.port: 9200" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "http.cors.enabled: true" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "http.cors.allow-origin: \"*\"" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "node.master: true" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "node.data: true" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 开启xpack安全认证，默认为false
echo "xpack.security.enabled: true" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 集群间开启ssl通信
echo "xpack.security.transport.ssl.enabled: true" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 设置认证模式为 certificate模式,即只对证书进行认证，默认是 full模式，即对ip,dns,certificate全部进行筛选
echo "xpack.security.transport.ssl.verification_mode: certificate" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 用于认证的证书文件，将在后文进行生成
echo "xpack.security.transport.ssl.keystore.path: elastic-certificates.p12" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
echo "xpack.security.transport.ssl.truststore.path: elastic-certificates.p12" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 节点的ip列表，这里填入所有的es节点的ip地址
echo "discovery.seed_hosts: ["172.16.4.93","172.16.4.95","172.16.4.117"]" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml
# 默认的初始化主节点，这里设置初始化的时候93，95为主节点，这里可以填入的主节点个数有一个最小值
# 计算公式为 所有能够成为master节点数:n /2 + 1, 在这里我所有的节点均能成为主节点 所以个数为 3 /2 + 1 = 2，即需要选择两个节点作为初始化的主节点
echo "cluster.initial_master_nodes: ["172.16.4.93","172.16.4.95"]" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/elasticsearch.yml

# jvm options
sed -i "/^-Xms1g/d" ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
sed -i "/^-Xmx1g/d" ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "-Xms31g" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "-Xmx31g" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
sed -i "/^8-13:-XX:+UseConcMarkSweepGC/d" ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
sed -i "/^8-13:-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75/d" ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
sed -i "/^8-13:-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly/d" ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
# es 7.x 用于兼容jdk10之前，因为在之前GC都是使用的 标记整理算法 而 jdk11开始支持G1 GC。而G1 GC的效率是更高的，更加适合ES，所以ES7.X建议使用JDK11
echo "8-10:-XX:+UseConcMarkSweepGC" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "8-10:-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "8-10:-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "11-:-XX:+UseG1GC" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "11-:-XX:G1ReservePercent=25" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options
echo "11-:-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=30" >> ${ELASTIC_SEARCH_HOME}/config/jvm.options

# 生成用于运行 es 的用户
groupadd elsearch
useradd elsearch -g elsearch -p elasticsearch
chown -R elsearch:elsearch ${ELASTIC_SEARCH_HOME}

2.2 生成用于认证的CA证书
按顺序执行以下命令，在需要填入密码时，笔者全部是直接默认回车，即不设置密码，后文关于CA证书认证的密码均直接回车，未填写，若读者进行了设置，则需要在相应的地方填入对应的密码即可。
执行以下命令，会在es目录下生成elastic-stack-ca.p12文件，用于生成相应的证书文件

/home/package/elasticsearch/bin/elasticsearch-certutil ca

执行以下命令生成节点使用的实例证书文件,执行后会在es目录下生成elastic-certificates.p12实例证书文件，用户认证实例间的通信，以及客户端的通信，由于本文的认证模式仅仅使用的是certificate模式，所以如果需要新增节点，则只需要把elastic-certificates.p12放在新增的节点上即。

/home/package/elasticsearch/bin/elasticsearch-certutil cert --ca /home/package/elasticsearch/elastic-stack-ca.p12

在2.1中配置的证书文件默认是ES_HOME/config/下，所以执行以下命令，将生成的实例证书文件进行转移位置

mv /home/package/elasticsearch/elastic-certificates.p12 /home/package/elasticsearch/config/

三.IK分词器安装

执行以下命令将IK分词器解压到ESplugin下

mkdir -p /home/package/elasticsearch/plugins/analysis-ik/
unzip /home/package/elasticsearch-analysis-ik-7.8.1.zip -d /home/package/elasticsearch/plugins/analysis-ik/

此时ES的大部分配置已经完毕，需要将以上操作对其他剩余节点进行相同的操作即可，唯一需要注意的有两个修改

• 根据操作的节点来修改2.1中的脚本中的node.name字段值
• 其他节点不需要再进行2.2步，取而代之的是之前的节点在2.2节中生成的elastic-certificates.p12文件拷贝到本节点/home/package/elasticsearch/config/ 目录下

最后执行在所有节点上执行以下命令

chown -R elsearch:elsearch /home/package/elasticsearch/

四.ES启动及密码设置

在每个节点上依次执行以下命令启动es

su elsearch

cd /home/package/elasticsearch/
./bin/elasticsearch

启动完成后，在任意节点上执行以下命令用于初始化登录密码,这里需要指定准确的密码，实际上是初始化es已内置的认证用户登录密码，笔者这里都是使用的123456，线上环境需要设置得复杂一些。

cd /home/package/elasticsearch/
./bin/elasticsearch-setup-passwords interactive

至此所以ES服务端的设置已经安装完毕,以下步骤是检验ES是否安装成功且集群已经稳定运行。

笔者使用的chrome浏览器，支持es-head的插件，进入chrome 插件商城搜索elasticsearch即可看到。读者若继续安装kinbana，或者其他方式，这里不再赘述

安装完成后，进入es-head，首次进入需要输入用户名和密码，这里使用之前生成密码的用户
elastic/123456。进入后可看到三个节点组成的集群，且集群状态值是绿色表明集群健康。

五.Java客户端的认证设置

直接上代码，可以看到，在setting配置中也新增了对于ssl的配置，需要将2.1中生成的elastic-certificates.p12保存到java能够访问的位置即可，这里笔者放在的/home/certificate/elastic-certificates.p12

public TransportClient transportClient() throws UnknownHostException {
    List<String> hostList = Lists.newArrayList(hosts.replaceAll(" ", "").split(HOST_SEPARATOR));
    Settings settings = Settings.builder()
            .put("cluster.name", cluster)
            .put("xpack.security.user", new StringJoiner(":").add(username).add(password).toString())
            .put("xpack.security.transport.ssl.enabled", true)
            .put("xpack.security.transport.ssl.verification_mode", "certificate")
            .put("xpack.security.transport.ssl.keystore.path", "/home/certificate/elastic-certificates.p12")
            .put("xpack.security.transport.ssl.truststore.path", "/home/certificate/elastic-certificates.p12")
            .build();
    PreBuiltXPackTransportClient transportClient = new PreBuiltXPackTransportClient(settings);
    for (String host : hostList) {
        transportClient.addTransportAddress(new TransportAddress(InetAddress.getByName(host), port));
    }
    return transportClient;
}