Elasticsearch 通过索引阻塞实现数据保护深入解析

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前言

Elasticsearch 是一种强大的搜索和分析引擎，被广泛用于各种应用中，以其强大的全文搜索能力而著称。

不过，在日常管理 Elasticsearch 时，我们经常需要对索引进行保护，以防止数据被意外修改或删除，特别是在进行系统维护或者需要优化资源使用时。

Elasticsearch提供了一种名为“ 索引阻塞 （Index blocks）”的功能，让我们能够限制对某个索引的操作类型。

Elasticsearch的索引阻塞功能在早期版本中就已存在，用于管理对索引的访问和操作。随着 Elasticsearch 版本的更新，该功能也在不断得到改进和扩展。

参见官方文档：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/index-modules-blocks.html

大白话——"索引阻塞"就是给我们的索引加把锁，防止别人随意修改。

1、索引阻塞的种类

Elasticsearch中的索引阻塞可以根据需要，限制对索引的读取、写入或元数据操作。

所谓的元数据，可以理解为索引的基本信息和设置，比如索引包含哪些字段，这些字段是什么类型的等等。

这些阻塞可以通过动态索引设置添加或移除，也可以通过专门的API来添加，这样做的好处是能确保在添加写入阻塞后，所有索引的分片都正确地应用了阻塞，比如确保在添加写入阻塞后，所有正在进行的写入操作都已完成。

以下是一些动态索引设置，用于确定索引上存在的阻塞类型：

• index.blocks.read_only：设置为 true 使索引及索引元数据只读，设置为false则允许写入和元数据更改。
• index.blocks.read_only_allow_delete：类似于index.blocks.read_only，但也允许删除索引以释放更多资源。
• index.blocks.read：设置为 true 以禁用对索引的读取操作。
• index.blocks.write：设置为 true 以禁用对索引的数据写入操作。与read_only不同，这个设置不影响元数据。例如，你可以调整带有写入阻塞的索引的设置，但不能调整带有read_only阻塞的索引的设置。
• index.blocks.metadata：设置为true以禁用索引元数据的读写操作。
  设置名称描述

  index.blocks.read_only
  

  设置为

  true
  

  使索引及索引元数据只读，设置为

  false
  

  则允许写入和元数据更改。

  index.blocks.read_only_allow_delete
  

  类似于

  index.blocks.write
  

  ，但也允许删除索引以释放更多资源。磁盘基础的分片分配器可能会自动添加和移除这个阻塞。

  index.blocks.read
  

  设置为

  true
  

  以禁用对索引的读取操作。

  index.blocks.write
  

  设置为

  true
  

  以禁用对索引的数据写入操作。与

  read_only
  

  不同，这个设置不影响元数据。例如，你可以调整带有写入阻塞的索引的设置，但不能调整带有

  read_only
  

  阻塞的索引的设置。

  index.blocks.metadata
  

  设置为

  true
  

  以禁用索引元数据的读写操作。
  解释一下：index.blocks.read_only 和 index.blocks.write 区别？

如下设置了禁止写入，但是可以修改索引的设置，比如：副本数的调整，这个是允许的。

PUT test-001/_settings
{
  "blocks.write": true
}

PUT test-001/_settings
{
  "number_of_replicas": 2
}

但是换成这样：

PUT test-002
PUT test-002/_settings
{
  "blocks.read_only": true
}

PUT test-002/_settings
{
  "number_of_replicas": 2
}

如上的 read_only 设置后，如果再进行修改索引设置的设置就会报错。

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "cluster_block_exception",
        "reason": "index [test-002] blocked by: [FORBIDDEN/5/index read-only (api)];"
      }
    ],
    "type": "cluster_block_exception",
    "reason": "index [test-002] blocked by: [FORBIDDEN/5/index read-only (api)];"
  },
  "status": 403
}

简而言之，index.blocks.write 允许你保护索引内容的稳定性，同时仍然可以调整索引的配置来应对不同的需求或进行优化。而 index.blocks.read_only 则是一种更为严格的保护，确保索引在某段时间内完全不被更改。

2、什么时候使用阻塞？

场景1：进行系统维护场景。

比如，当你需要升级系统或者做一些关键的维护工作时，可能不希望在这期间有任何索引结构的变化。通过阻止别人修改索引的元数据，确保索引的设置保持不变，维护索引设置的稳定性。

场景2：保护数据不被随意更改场景。

举例：如果咱们的业务数据是非常关键的，比如已经归档的日志或者历史记录，这些数据通常是不允许被更改的。防止关键数据被随意更改或删除，确保数据的完整性和准确性。

场景3：优化资源使用的场景。

举例：有时候某个索引可能占用了太多资源，你可能暂时不想让它继续增长。通过控制索引的读写操作，帮助管理系统资源，避免因为资源过度使用而导致系统变慢或崩溃。

场景4：遵守安全规则场景。

举例：对于一些敏感数据，可能要求严格的访问控制，不希望随便被读取或更改。对于需要严格控制的敏感数据，通过设置阻塞来限制数据的访问和修改，保障数据安全。

3、添加索引阻塞API

使用范例参考：

PUT /<index>/_block/<block>

• <index>：（可选，字符串）逗号分隔的索引名列表或通配符表达式，用于限制请求。
• <block>：（必需，字符串）要添加到索引的阻塞类型。

举例，如下 API 用于给索引添加一个阻塞写入。

PUT /my-index-000001/_block/write

设置禁止写入后，如果再写入就会报错。

"reason": "index [my-index-000001] blocked by: [FORBIDDEN/8/index write (api)];"

通过执行 PUT /my-index-000001/_block/write命令，我们可以向名为my-index-000001的索引添加一个写入阻塞。成功执行此命令后，任何试图写入该索引的操作都将被阻止，直到该阻塞被显式移除。

除此之外，最常用的一个锁叫做 blocks.metadata。当我们把这个设置开启（设置为true）后，别人就不能修改索引的元数据了。

举个例子，如果你在管理一个多租户的SaaS应用，每个租户都有自己独特的索引设置和映射。你肯定不希望有一天突然有人改变了这些设置，导致系统运行不正常。这时候，就可以使用 blocks.metadata 这个锁来防止索引的元数据被修改。

PUT test

PUT test/_settings
{
  "blocks.metadata": true
}

如下的所有操作都会报错：

GET  test
GET  test/_settings
GET  test/_mapping

PUT test/_doc/1
{
  "title": "1111"
}

但是，如下检索是可以正常进行的。

GET test/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

4、解除设置 API

要解除已经设置的索引阻塞，可以将相应的阻塞设置修改为false或使用 null来移除特定的阻塞。例如，要移除索引的 read_only阻塞，可以使用以下命令：

PUT /<index>/_settings 
{ "index.blocks.read_only": false }

请注意，在进行此操作之前，确保已经解决了导致设置阻塞的原因，如磁盘空间不足等。

5、小结

Elasticsearch的索引阻塞功能为数据提供了一层额外的保护，确保数据能够按照预期安全、正确地被处理和访问。这套功能在系统维护、数据保护、资源优化和安全增强等方面特别有用。通过熟悉Elasticsearch提供的各种索引阻塞设置，可以有效管理对索引的访问，保障数据完整性，高效利用资源，并加强数据的安全性。正确使用这些强大的工具需要深入理解它们的作用和应用场景。

6、参考

https://kulekci.medium.com/elasticsearch-index-blocks-a-deep-dive-into-data-protection-b2ecc4b780c8

7 年+积累、 Elastic 创始人Shay Banon 等 15 位专家推荐的 Elasticsearch 8.X新书已上线

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