1.集群脑裂是什么？

        所谓脑裂问题，就是同一个集群中的不同节点，对于集群的状态有了不一样的理解，比如集群中存在两个master，正常情况下我们集群中只能有一个master节点。

2.集群脑裂场景举例

如果因为网络的故障，导致一个集群被划分成了两片，每片都有多个node，以及一个master，那么集群中就出现了两个master了。但是因为master是集群中非常重要的一个角色，主宰了集群状态的维护，以及shard的分配，因此如果有两个master，可能会导致数据异常。

如：

节点1在启动时被选举为主节点并保存主分片标记为0P，而节点2保存副本分片标记为0R。

现在，如果在两个节点之间的通讯中断了，会发生什么？由于网络问题或只是因为其中一个节点无响应,这是有可能发生的。

两个节点都相信对方已经挂了。节点1不需要做什么，因为它本来就被选举为主节点。但是节点2会自动选举它自己为主节点，因为它相信集群的一部分没有主节点了。

在elasticsearch集群，是有主节点来决定将分片平均的分布到节点上的。节点2保存的是复制分片，但它相信主节点不可用了。所以它会自动提升Node2节点为主节点。

现在我们的集群在一个不一致的状态了。打在节点1上的索引请求会将索引数据分配在主节点，同时打在节点2的请求会将索引数据放在分片上。在这种情况下，分片的两份数据分开了，如果不做一个全量的重索引很难对它们进行重排序。在更坏的情况下，一个对集群无感知的索引客户端（例如，使用REST接口的）,这个问题非常透明难以发现，无论哪个节点被命中索引请求仍然在每次都会成功完成。问题只有在搜索数据时才会被隐约发现：取决于搜索请求命中了哪个节点，结果都会不同。

3.脑裂解决方案

在elasticsearch.yml中配置属性：discovery.zen.minimum_master_nodes，它的值默认是1，这个参数的作用，就是告诉es直到有足够的master候选节点支持时，才可以选举出一个master，否则就不要选举出一个master。

这个参数设置有个算法就是：master候选资格节点数量 / 2 + 1，所有有资格成为master的节点都需要加上这个配置。

假设我们有10个节点，都能维护数据，也都有资格成为master节点，那么quorum就是10 / 2 + 1 = 6；假设我们有5个节点，那么quorum就是5/2 + 1 = 3。

4.分析：为什么master候选节点最少三个（minimum_master_nodes是如何避免脑裂问题产生的）

思考一下，如果你只有两台节点，那么是无法使用官方的这个配置公式的，（这也就是为什么我们之前建议最少要三台机器能成为主节点），两台的话会出现各种各样的问题，为什么呢？

思考一下假设集群中共有2个节点，discovery.zen.minimum_master_nodes分别设置成2和1会怎么样？

如果我们有2个节点，都可以是master候选节点，那么quorum是2 / 2 + 1 = 2。此时就有问题了，因为如果一个node挂掉了，这么这时节点发生变更，那么只剩下一个master候选节点，是无法满足quorum数量的，也就无法选举出新的master，集群就彻底挂掉了。此时就只能将这个参数设置为1，但是这就无法阻止脑裂的发生了。

那么思考一下三台行不行呢？

node1为主节点 node2、3是数据节点，3/2+1 = 2，也是至少两台支持才能成为master。

1）如果主节点和两个数据节点因为网络不稳定失去联系，两个数据节点是可以正常通信的，那么此时那个单独的master节点因为没有指定数量的候选master node在自己当前所在的集群内，因此就会取消当前master的角色，尝试重新选举，但是无法选举成功。然后另外一个网络区域内的node因为无法连接到master，就会发起重新选举，因为有两个master候选节点，满足了quorum，因此可以成功选举出一个master。此时集群中就会还是只有一个master，不会出现脑裂。

2）如果master和另外一个node在一个网络区域内，然后一个node单独在一个网络区域内。那么此时那个单独的node因为连接不上master，会尝试发起选举，但是因为master候选节点数量不到quorum，因此无法选举出master。而另外一个网络区域内，原先的那个master还会继续工作。这也可以保证集群内只有一个master节点。

3）如果三台相互之间都无法通信，同上分析，则也不会出现脑裂问题。

综上所述，一个生产环境的es集群，至少要有3个节点，三台主节点通过在elasticsearch.yml中配置discovery.zen.minimum_master_nodes: 2，就可以避免脑裂问题的产生。