3. Kubernetes 基础回顾：Pod、Deployment、StatefulSet、Service、ConfigMap、PV/PVC 核心概念

在深入搜索索引分片与副本调优之前，必须牢固掌握 Kubernetes 的核心抽象层。搜索工作负载（如 Elasticsearch、OpenSearch）对有状态存储、网络标识和配置管理有极高要求，理解这些原语的差异是后续调优的基石。

3.1 核心工作负载：Pod、Deployment、StatefulSet

Kubernetes 通过不同的控制器管理容器生命周期，选择错误的控制器会导致索引分片在节点故障时无法正确恢复。

3.2 网络抽象：Service

Service 为 Pod 提供稳定的网络入口。对于搜索集群，需要区分两类 Service：

• ClusterIP（无头 Service，Headless Service）：设置 clusterIP: None，返回所有 Pod 的 IP 列表。StatefulSet 依赖此模式实现稳定的 DNS 解析（如 es-data-0.es-headless.ns.svc.cluster.local），用于节点间发现与分片传输。
• ClusterIP（普通 Service）：提供负载均衡入口，用于客户端请求（如 HTTP 9200 端口）。

3.3 配置与密钥：ConfigMap 与 Secret

搜索索引的配置（如分片数、副本数、内存锁、线程池）应通过 ConfigMap 注入，避免硬编码在镜像中。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: es-config
data:
  elasticsearch.yml: |
    cluster.name: search-cluster
    node.name: ${POD_NAME}
    discovery.seed_hosts: es-headless
    cluster.initial_master_nodes: es-data-0,es-data-1,es-data-2
    indices.memory.index_buffer_size: 10%

敏感信息（如 S3 快照密钥、LDAP 密码）必须使用 Secret，并通过环境变量或卷挂载注入。

3.4 持久化存储：PV 与 PVC

搜索索引的 I/O 模式以随机写 + 顺序读为主，存储选型直接影响分片恢复速度。

3.5 核心概念关系图

下图展示了搜索集群中 Pod、StatefulSet、Service、ConfigMap 和 PV/PVC 之间的协作关系：

3.6 搜索集群中的典型部署模式

基于上述原语，一个生产级搜索集群的部署结构如下：

1. 数据节点（Data Node）：使用 StatefulSet + 本地 SSD 的 Local PV，每个 Pod 对应一个 PVC。副本数等于数据节点数量。
2. 协调节点（Coordinating Node）：使用 Deployment，无状态，负责接收客户端请求并分发到数据节点。
3. 主节点（Master Node）：使用 StatefulSet（3 个 Pod），不存储数据，只负责集群状态管理。使用小规格 PV 或无存储。
4. 服务暴露：协调节点通过普通 ClusterIP Service 对外暴露 HTTP 端口；数据节点通过无头 Service 实现内部节点发现。