概述

ESaaS(ElasticSearch as a Service)是ElasticSearch on Kubernetes的产品实现，是利用Docker和Kubernetes等容器虚拟化和编排调度系统，将ElasticSearch抽象为CaaS(Container as a Service)平台上的一种服务，实现秒级创建和扩缩容一个用户自定义的ElasticSerach集群，并且保证高可用和数据安全等方面。

关键组件

• ElasticSearch 2.x
• Kubernetes 1.9
• Docker 1.12.6

解决的痛点：

• ES集群初始化部署周期长，从申请服务器到交付，可能需要数天。
• 部署过程自动化程度不高，开发测试环境中纯手动部署，线上半自动化部署，经常出错需要调测环境。
• 集群的扩容也是人为操作，效率低且容易犯错。
• ES服务器经常面临资源浪费的情况。
• 各种插件的安装麻烦，并且有些需要重启节点，人为操作不当会带来风险。
• 没有提供完善的ES集群和服务器的监控告警方案。
• 没有提供配套的Kibana服务，人工部署Kibana并对接ES效率低。
• ES集群之间没做资源隔离，机架机柜的物理隔离等。
• 没有接入日志系统，查看系统和ES集群日志很不方便。

目标

• 集群统一管理Portal，提供ES集群自助申请和集群信息看板；
• 提供用户配额管理；
• 秒级扩容缩容；
• 完整的平台和ES集群监控和告警能力；
• 提供统一的ES集群配置修改入口；
• 外围插件的自助部署；
• 节点的自助安全重启等；

架构

高可用部署架构

必要说明

• ESaaS Portal提供用户云上自助申请ES集群和运维的入口，ESaaS做好相关业务逻辑能力，最终调用后端Kubernetes API进行ES集群的创建和管理；ESaaS Portal要求对接权限管理系统，进行用户登录验证和权限控制；
• 为了保证ElasticSearch集群的高可用，在开发测试环境，要求同一个ES集群的同一个role（比如client/master/data）的ES nodes不能有多个部署在同一台服务器上；在生产环境，以上情况则要求跨机架部署；
• ES集群在Kubernetes中目前均考虑使用本地存储，不用分布式存储；
• ES集群的data node Pod需要挂载两个hostpath volume，分别为存储data的data volume和存储ES plugin的plugin volume，对应服务器上的hostpath /es/$cluser-name/data/data和/es/$cluser-name/data/plugin;
• ES集群的master和client node Pod需要挂载一个hostpath volume，存储ES plugin的plugin volume，对应服务器上的hostpath /es/$cluser-name/client(or master)/plugin;
• ESaaS平台提供Apache httpd服务用于托管常用插件，称为ES Plugin Repository，目前优先考虑托管jar类型plugin。某个ES集群要给某个或者某些ES nodes安装jar plugins时，将从ES Plugin Repository中下载plugin文件到对应的/es/$cluser-name/client(or data,master)/plugin;

逻辑架构

必要说明

• 每个ES集群的data nodes的部署通过一个Kubernetes StatefulSet来管理；

• 每个ES集群的master nodes的部署通过一个Kubernetes Deployment来管理，并通过一个Kubernetes Headless Service来做master nodes的反向代理，这样在KubeDNS中该Headless Service Name对应解析到每个ES master nodes Pod的IP地址；

• 每个ES集群的client nodes的部署通过Kubernetes Deployment来管理，并通过一个Kubernetes NodePort Service来做client nodes的反向代理（后续ES集群数多了后，考虑使用Ingress Nginx来代理ES client），每个ES集群对外暴露$Client-IP:$NodePort;

• 同一个ES集群中所有nodes的elasticsearch.yml均使用如下规则的部分配置：

  	cluster.name: "elasticsearch-${NAMESPACE}"  	node.name: "${POD_NAME}-${NAMESPACE}"  	network.host: ${POD_IP}  	# hosts填写ES master的Headless Service Name 	discovery.zen.ping.unicast.hosts: “es-${NAMESPACE}” 

在下一篇博文 ESaaS架构及实现细节（二） 中将介绍这个方案需要注意和考虑的关键实现细节，内容涉及二十多项。