圖數據庫 Nebula Graph 的安裝部署

Nebula Graph：一個開源的分布式圖數據庫。作為唯一能夠存儲萬億個帶屬性的節點和邊的在線圖數據庫，Nebula Graph 不僅能夠在高並發場景下滿足毫秒級的低時延查詢要求，還能夠實現服務高可用且保障數據安全性。

本文目錄

1. 簡介
2. Nebula 整體架構
   1. Meta Service
   2. Storage Service
   3. Graph Service
3. 安裝部署
   1. 單機運行
   2. 集群部署
      1. 環境准備
      2. 安裝
      3. 配置
   3. 測試集群

簡介

Nebula Graph 是開源的第三代分布式圖數據庫，不僅能夠存儲萬億個帶屬性的節點和邊，而且還能在高並發場景下滿足毫秒級的低時延查詢要求。不同於 Gremlin 和 Cypher，Nebula 提供了一種 SQL-LIKE 的查詢語言 nGQL，通過三種組合方式（管道、分號和變量）完成對圖的 CRUD 的操作。在存儲層 Nebula Graph 目前支持 RocksDB 和 HBase 兩種方式。

感謝 Nebula Graph 社區 Committer 伊興路供稿本文。

Nebula Graph整體架構

Nebula Graph 主要有三個服務進程：

Meta Service

Meta Service 是整個集群的元數據管理中心，采用 Raft 協議保證高可用。主要提供兩個功能:

1. 管理各種元信息，比如 Schema
2. 指揮存儲擴容和數據遷移

Storage Service

Storage Service 負責 Graph 數據存儲。圖數據被切分成很多的分片 Partition，相同 ID 的 Partition 組成一個 Raft Group，實現多副本一致性。Nebula Graph 默認的存儲引擎是 RocksDB 的 Key-Value 存儲。

Graph Service

Graph Service 位於架構中的計算層，負責同 Console 等 Client 通信，解析 nGQL 的請求並生成執行計划。執行計划經過優化器優化之后，交與執行引擎執行。執行引擎會向 MetaService 請求點邊的 Schema 和向存儲引擎獲取點邊的數據。

GraphService 是個無狀態的服務，可以無限的水平拓展，並且計算層的執行計划最終會下發到數據節點執行。

安裝部署

Nebula Graph 提供兩種部署方式：單機和集群。單機部署主要用於測試和體驗使用，生產場景推薦集群方式。

單機運行

在單機上實踐或者測試 Nebula Graph 的最好方式是通過 Docker 容器運行，參照文檔拉取鏡像，並進入容器：

    $ docker pull vesoft/nebula-graph:latest
    $ docker run --rm -ti vesoft/nebula-graph:latest bash

進入容器之后首先啟動 Nebula 的所有 Services，再通過 Console 客戶端連接本容器內部的 graphd 服務來執行 nGQL 語句

    $ cd /usr/local/nebula
    $ ./scripts/nebula.service start all
    $ ./bin/nebula -u user -p password
    (user@127.0.0.1) [(none)]> SHOW HOSTS;
    ===============================
    | Ip         | Port  | Status |
    ===============================
    | 172.17.0.2 | 44500 | online |
    -------------------------------
    Got 1 rows (Time spent: 15621/16775 us)

集群部署

環境准備

Nebula 支持編譯安裝和通過打包好的 Package 安裝。由於 Nebula 依賴較多，簡便起見推薦使用安裝包安裝。

本文准備了 3 台裝有 CentOS 7.5 系統的機器，IP 如下所示:

    192.168.8.14 # cluster-14
    192.168.8.15 # cluster-15
    192.168.8.16 # cluster-16

在每台機器上下載對應的安裝包：

    $ wget -O nebula-1.0.0-beta.el7-5.x86_64.rpm https://github.com/vesoft-inc/nebula/releases/download/v1.0.0-beta/nebula-1.0.0-beta.el7-5.x86_64.rpm

此外由於 Nebula 的服務之間通信需要開放一些端口，所以可以臨時關掉所有機器上的防火牆: （具體使用端口見 /usr/local/nebula/etc/ 下面的配置文件)

    $ systemctl disable firewalld

本文將按如下的方式部署 Nebula 的集群：

  - cluster-14: metad/storaged/graphd
  - cluster-15: metad/storaged
  - cluster-16: metad/storaged

安裝

使用 rpm 安裝上步准備好的安裝包

    $ rpm -ivh nebula-*.rpm

Nebula 默認的安裝目錄位於 /usr/local/nebula

配置

Nebula 的所有配置文件都位於 /usr/local/nebula/etc 目錄下，並且提供了三份默認配置。分別編輯這些配置文件:

第一份配置文件：nebula-metad.conf

metad 通過 raft 協議保證高可用，需要為每個 metad 的 service 都配置該服務部署的機器 ip 和端口。主要涉及 meta_server_addrs 和 local_ip 兩個字段，其他使用默認配置。 cluster-14 上的兩項配置示例如下所示：

    # Peers
    --meta_server_addrs=192.168.8.14:45500,192.168.8.15:45500,192.168.8.16:45500
    # Local ip
    --local_ip=192.168.8.14
    # Meta daemon listening port
    --port=45500

第二份配置文件：nebula-graphd.conf

graphd 運行時需要從 metad 中獲取 schema 數據，所以在配置中必須顯示指定集群中 metad 的 ip 地址和端口選項 meta_server_addrs ，其他使用默認配置。 cluster-14 上的 graphd 配置如下：

    # Meta Server Address
    --meta_server_addrs=192.168.8.14:45500,192.168.8.15:45500,192.168.8.16:45500

第三份配置文件：nebula-storaged.conf

storaged 也是使用的 raft 協議保證高可用，在數據遷移時會與 metad 通信，所以需要配置 metad 的地址和端口 meta_server_addrs 和本機地址 local_ip ，其 peers 可以通過 metad 獲得。 cluster-14 上的部分配置選項如下：

    # Meta server address
    --meta_server_addrs=192.168.8.14:45500,192.168.8.15:45500,192.168.8.16:45500
    # Local ip
    --local_ip=192.168.8.14
    # Storage daemon listening port
    --port=44500

啟動集群

cluster-14

    $ /usr/local/nebula/scripts/nebula.service start all
    [INFO] Starting nebula-metad...
    [INFO] Done
    [INFO] Starting nebula-graphd...
    [INFO] Done
    [INFO] Starting nebula-storaged...
    [INFO] Done

cluster-15/cluster-16

    $ /usr/local/nebula/scripts/nebula.service start metad
    [INFO] Starting nebula-metad...
    [INFO] Done
    $ /usr/local/nebula/scripts/nebula.service start storaged
    [INFO] Starting nebula-storaged...
    [INFO] Done

注：部分用戶可能會遇到

    [WARN] The maximum files allowed to open might be too few: 1024

可以自己修改 /etc/security/limits.conf

測試集群

登陸集群中的一台，執行如下命令：

    $ /usr/local/nebula/bin/nebula -u user -p password --addr 192.168.8.14 --port 3699
    (user@192.168.8.14) [(none)]> SHOW HOSTS;
    ==================================
    | Ip           | Port  | Status  |
    ==================================
    | 192.168.8.14 | 44500 | offline |
    ----------------------------------
    Got 1 rows (Time spent: 3511/4024 us)

附錄

Nebula Graph：一個開源的分布式圖數據庫。

GitHub：https://github.com/vesoft-inc/nebula

知乎：https://www.zhihu.com/org/nebulagraph/posts

微博：https://weibo.com/nebulagraph