Elasticsearch là gì? Elasticsearch hoạt động như thế nào?

Elasticsearch là gì?

Elasticsearch là một công cụ tìm kiếm và phân tích dữ liệu phân tán mã nguồn mở, được phát triển dựa trên Apache Lucene. Nó cho phép lưu trữ, tìm kiếm và phân tích lượng dữ liệu khổng lồ một cách nhanh chóng và hiệu quả. Elasticsearch thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ tìm kiếm cao và khả năng xử lý các truy vấn phức tạp như log analytics, tìm kiếm văn bản toàn văn (full-text search), và phân tích dữ liệu theo thời gian thực.

Với thiết kế phân tán và khả năng mở rộng linh hoạt, Elasticsearch được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống quản lý log, giám sát hệ thống (monitoring), và các ứng dụng thương mại điện tử, nơi tìm kiếm nhanh và chính xác là yếu tố then chốt.

Elasticsearch hoạt động như thế nào?

Elasticsearch hoạt động dựa trên cơ chế phân tán và chỉ mục hóa. Dữ liệu được lưu trữ dưới dạng document (tài liệu) trong các index (chỉ mục). Mỗi document được cấu trúc dưới dạng JSON, chứa các trường và giá trị, giúp tối ưu hóa quá trình tìm kiếm và truy vấn.

1. Phân tán dữ liệu:
   • Elasticsearch phân tán dữ liệu trên nhiều node (nút) trong một cụm (cluster). Khi bạn lưu trữ dữ liệu, nó sẽ được chia nhỏ thành các shard (mảnh) và phân phối đều trên các node. Điều này giúp tăng hiệu suất tìm kiếm và đảm bảo tính sẵn sàng cao, ngay cả khi một hoặc nhiều node gặp sự cố.
2. Chỉ mục hóa và tìm kiếm:
   • Khi một tài liệu được thêm vào Elasticsearch, nó sẽ được lập chỉ mục dựa trên nội dung và cấu trúc của tài liệu đó. Elasticsearch sử dụng Lucene để xây dựng và lưu trữ các chỉ mục này, cho phép tìm kiếm nhanh chóng và hiệu quả qua hàng triệu tài liệu chỉ trong vài mili giây.
3. RESTful API:
   • Elasticsearch cung cấp RESTful API, cho phép bạn tương tác và thực hiện các truy vấn thông qua các yêu cầu HTTP. Điều này giúp tích hợp Elasticsearch vào các ứng dụng dễ dàng và nhanh chóng hơn.

Lợi ích của Elasticsearch

Elasticsearch mang lại nhiều lợi ích cho người dùng, đặc biệt là trong các hệ thống yêu cầu tốc độ tìm kiếm và xử lý dữ liệu cao:

• Tìm kiếm nhanh và chính xác: Elasticsearch cho phép tìm kiếm văn bản toàn văn (full-text search) với độ chính xác cao và thời gian phản hồi nhanh, kể cả khi làm việc với dữ liệu lớn.
• Khả năng mở rộng cao: Với kiến trúc phân tán, Elasticsearch có thể mở rộng dễ dàng bằng cách thêm các node mới vào cụm, giúp xử lý lượng dữ liệu tăng lên mà không làm giảm hiệu suất.
• Phân tích thời gian thực: Elasticsearch tích hợp sẵn khả năng phân tích dữ liệu theo thời gian thực, cho phép giám sát và báo cáo tức thì, phù hợp cho các hệ thống quản lý log và giám sát hiệu suất.
• RESTful API linh hoạt: Với API RESTful, Elasticsearch có thể tích hợp dễ dàng vào các ứng dụng khác, hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình như Python, Java, PHP, và Node.js.
• Khả năng tích hợp với các công cụ khác: Elasticsearch hoạt động hiệu quả với các công cụ như Kibana (phân tích và hiển thị dữ liệu), Logstash (thu thập và xử lý log), tạo thành Elastic Stack (ELK).

Các khái niệm cần biết

1. Cluster: Là một tập hợp các node hoạt động cùng nhau để lưu trữ dữ liệu và cung cấp các chức năng tìm kiếm.
2. Node: Mỗi node là một thành phần trong cluster, chịu trách nhiệm xử lý và lưu trữ dữ liệu.
3. Index: Là tập hợp các document liên quan, tương tự như một cơ sở dữ liệu trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống.
4. Document: Là đơn vị lưu trữ cơ bản trong Elasticsearch, chứa dữ liệu dưới dạng JSON.
5. Shard: Là các mảnh nhỏ của index, cho phép phân tán và lưu trữ dữ liệu trên nhiều node, giúp tối ưu hóa tìm kiếm và tăng tính sẵn sàng.

Ưu điểm của Elasticsearch

• Hiệu suất cao: Elasticsearch cung cấp tốc độ tìm kiếm và truy vấn nhanh, ngay cả khi xử lý lượng lớn dữ liệu.
• Dễ dàng mở rộng và tích hợp: Với kiến trúc phân tán, người dùng có thể dễ dàng thêm node để tăng khả năng lưu trữ và xử lý. API RESTful giúp dễ dàng tích hợp Elasticsearch vào các hệ thống hiện có.
• Phân tích dữ liệu mạnh mẽ: Khả năng xử lý và phân tích log theo thời gian thực giúp quản lý và giám sát hệ thống hiệu quả.
• Khả năng chịu lỗi cao: Nếu một node gặp sự cố, các shard dự phòng sẽ tự động tiếp quản, đảm bảo hệ thống không bị gián đoạn.

Nhược điểm của Elasticsearch

• Cấu hình phức tạp: Elasticsearch yêu cầu người dùng có kiến thức kỹ thuật để cài đặt và cấu hình, đặc biệt là khi thiết lập các cụm lớn.
• Tiêu tốn tài nguyên: Elasticsearch đòi hỏi tài nguyên hệ thống cao (CPU, RAM), đặc biệt khi xử lý lượng dữ liệu lớn hoặc chạy các truy vấn phức tạp.
• Bảo mật cần được tùy chỉnh: Mặc định, Elasticsearch không cung cấp các lớp bảo mật mạnh mẽ, người dùng cần phải cấu hình bổ sung để đảm bảo an toàn cho dữ liệu.

Cài đặt Elasticsearch

Để cài đặt Elasticsearch, bạn có thể thực hiện các bước sau:

1. Tải về Elasticsearch: Truy cập trang chủ Elasticsearch (elastic.co) và tải về phiên bản phù hợp với hệ điều hành của bạn (Windows, Linux, hoặc macOS).
2. Giải nén và cài đặt: Giải nén file đã tải về và chạy tập lệnh cài đặt (đối với Linux: bin/elasticsearch).
3. Cấu hình: Tùy chỉnh file cấu hình elasticsearch.yml theo nhu cầu, bao gồm thông số về cluster, node, và bảo mật.
4. Khởi động: Chạy Elasticsearch bằng lệnh bin/elasticsearch để khởi động dịch vụ.

Chạy Elasticsearch như thế nào?

Sau khi cài đặt, bạn có thể kiểm tra Elasticsearch đã hoạt động bằng cách truy cập http://localhost:9200. Nếu mọi thứ hoạt động bình thường, bạn sẽ thấy một thông báo JSON hiển thị thông tin của cụm và node.