图数据库 Nebula Graph 是什么

Nebula
2020-05-12

nebula-graph

图数据库(英语:Graph Database)是一个使用图结构进行语义查询的数据库。该系统的关键概念是图,形式上是点 (Node 或者 Vertex) 和边 (Edge 或者 Relationship) 的集合。一个顶点代表一个实体,比如,某个人,边则表示两个实体间的关联关系,比如 “你关注 Nebula Graph”的关注关系。图广泛存在于现实世界中,从社交网络到风控场景、从知识图谱到智能推荐。

Nebula Graph 是什么

Nebula Graph 是一款开源的分布式图数据库,擅长处理千亿个顶点和万亿条边的超大规模数据集。提供高吞吐量、低延时的读写能力,内置 ACL 机制和用户鉴权,为用户提供安全的数据库访问方式。

作为一款高性能高可靠的图数据库,Nebula Graph 提供了线性扩容的能力,支持快照方式实现数据恢复功能。在查询语言方面,开发团队完全自研开发查询语言——nGQL,并且后续会兼容 OpenCypher 接口,让 Neo4j 的用户可无缝衔接使用 Nebula Graph。

Nebula Graph 特性

  • 开源:Nebula Graph 代码开源,采用 Apache 2.0 License,用户可以从 GitHub 下载源码自己编译,部署。欢迎提交 pr,成为 Contributor。
  • 可扩展性:存储计算相分离的架构,当存储空间或计算资源不足时,支持对两者独立进行扩容,避免了传统架构需要同时扩容导致的经济效率低问题。云计算场景下,能实现真正的弹性计算。提供线性扩展的能力。
  • 高可用:全对称分布式集群,无单点故障。并且支持多种类型快照方式实现数据恢复,保证在局部失败的情况下服务的高可用性。
  • HTAP: 支持 OLTP 实时查询的同时提供了 OLAP 的接口,真正在同一份数据上提供实时在线更新的前提下,也提供复杂分析和挖掘的能力。
  • 安全性:内置授权登录与 ACL 机制,提供用户安全的数据库访问方式,也可接入 LDAP 认证。
  • 类 SQL 查询语言 nGQL:类 SQL 的风格减少了程序员迁移的成本,同时具有表达能力强的优点。

Nebula Graph 架构

architecture

Nebula Graph 1.0 功能

基础功能

  • 多图空间:支持多图空间,不同的图空间的数据物理隔离,并且可设置不同的副本数,以应对不同的可用性要求。
  • 顶点:支持基本增删改查操作,支持多种顶点类型,也支持同一顶点有多种类型。
  • :支持基本增删改查操作,支持有向图,支持节点间存在同一种类型或者不同类型的多条边。
  • Schema:Tag / EdgeType 支持多种数据类型,支持对属性设置默认值。一个点可以设置多个 Tag。
  • 聚合操作:聚合函数 GROUP BY、排序函数 ORDER BY、限定函数 LIMIT 自由组合返回所需数据。
  • 组合查询:UNION,UNION DISTINCT,INTERSECT,MINUS 对数据集进行组合查询。
  • 条件查询/更新:IF…RETURN 和 UPDATE … WHEN 根据指定条件查询/更新数据。
  • Partition: 支持查看数据分片信息,以及 Partition 对应的 leader 信息。
  • 顶点 ID 策略:支持用户自定义 int64 ID, 内置 hash() 和 uuid() 函数生成顶点 ID。
  • 索引:支持索引、联合索引,对已建立索引的数据,按条件查找快速查找数据。
  • 管道查询: 管道符前面查询语句的输出可作为管道符后面命令的输入。
  • 用户定义变量:用户自定义变量可暂时将查询结果存储在自定义的变量中,并在随后查询语句中使用。
  • 多种字符集字符编码

高级功能

  • 权限管理: 支持用户权限认证,支持用户角色访问控制。可轻松对接现有用户认证系统。 Nebula Graph 提供五种角色权限:GOD、ADMIN、DBA、USER 和 GUEST。
  • 稠密点:对于超级顶点支持蓄水池采样, 在只遍历一遍数据(O(N))的情况下,随机的抽取k个元素。
  • 集群快照:支持以集群维度创建快照,提供在线的数据备份功能,快速恢复。
  • TTL:支持设置数据的有效期,快速清理过期数据释放资源。
  • Job Manager:Job 管理调度工具,目前支持 Compaction / Flush 操作。
  • 支持在线扩缩容以及负载均衡
  • 图算法:支持全路径 / 最短路径算法。
  • 提供 OLAP 接口,对接图计算平台
  • 监控接口:支持系统状态监控、API 访问时间监控、性能数据监控等操作。

客户端

  • Java 客户端:可自行编译或者从 mvn 仓库进行下载。
  • Python 客户端:可通过源码安装或者 pip 进行安装。
  • Go 客户端:可通过 go get -u -v github.com/vesoft-inc/nebula-go 安装使用。

周边工具

  • Nebula Graph Studio:基于 Web 的可视化环境,提供图操作界面、图数据展示与分析。见 Nebula Graph Studio
  • 导入工具
    • Nebula Importer,提供高性能的 CSV 文件导入工具,支持导入本地和远程文件。见 Nebula-Importer
    • Spark Writer 基于 Spark 的分布式数据导入工具。见 Spark Writer
  • 导出工具
    • Dump Tool,单机离线数据导出工具,可以用于导出或统计指定条件的数据。
  • 第三方支持
    • 对接 Prometheus 系统以及 Grafana 可视化组件,支持 Ansible 和 Kubernetes 部署,可实时监控集群的状态。

Nebula Graph 一个开源的分布式图数据库,如果你在使用过程中遇到问题,你可以在论坛:https://discuss.nebula-graph.com.cn/ 和 GitHub:https://github.com/vesoft-inc/nebula 得到帮助 :)

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欢迎来到 Nebula Graph!有什么可以帮您的吗?