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图数据库建设实施的一些建议

图数据库实施是一项复杂的工作,需要仔细规划和执行。以下是一些建议,可以帮助您在实施图数据库项目时更加顺利。

根据中国信通院此前发布的《图数据库白皮书》,结合一些专家的建议,图数据库建设实施流程一般包括“业务理解”、“图Schema设计”、“业务数据加工”、“业务验证”和“监控运维等步骤。

1、业务理解

图数据库实施的第一步是进行业务理解,即明确业务需求,将业务上的具体需求描述出来,结合图数据库的特性将业务需求转换为图模型和图处理任务,这一个过程通常需要业务人员和图数据库实施工程师(架构师/解决方案专家)合作来完成。

2、图Schema 设计

图的Schema设计是整个数据库实施中最重要的一环,是把业务模型转换为图模型的关键,因此Schema设计的好坏,直接决定了对业务所能产生的效果。图Schema设计务必需要图数据库实施工程师和业务人员共同参与,共同协商讨论。

图数据库的Schema设计与传统的关系型数据库以及关系模型不同。需要根据业务需求和用例设计合适的图模型,包括实体、关系和属性的定义。另外,根据业务常用的查询路径和时效性要求,设计合理的索引,以提高查询效率。

3、业务数据加工

一般来讲,分析场景下业务数据需要加工,图数据库作为业务库的场景下不需要从上游采集数据。

在分析场景,业务数据加工可以由业务方ETL人员或者图数据库实施工程师(架构师/解决方案专家)负责,业务方需要提供基础的ETL数据处理工具或者环境。

业务数据往往不是以图数据库要求的顶点和边的形式存在。业务数据加工的主要目的是将业务数据经过ETL,处理成图数据库所需要的顶点和边的形式,根据不同业务的时效性要求,业务数据加工过程又分成实时处理和离线处理。

4、验证和测试

完成业务数据的转换和入库后,还需要进行数据校验和测试,以保证数据的可用性,验证测试环节主要包括以下流程:

1)数据准确性校验:预期的顶点和边是否存在,数量是否正确,属性值是否正常,边的方向是否正确等。

2)业务场景的验证:将业务常用的查询表达成图数据库的查询语言,执行查询,检查返回的结果的正确性,同时确保时效性满足业务需求。

3)系统测试:主要包括安全性测试和性能压测。

5、数据迁移

如果您的数据已经存在于其他数据库中,需要制定数据迁移计划。如果需要把现有关系型数据库中的数据迁移到图数据库中,可以尝试考虑以下几个方面来设计图模型。

1)图数据库中的一类顶点相当于关系型数据库的一张表,边相当于关系型数据库中连接两张表的中间表,或者一张表通过外键关联另一张表,那么这两张表对应到图上的两个顶点和一条连接它们的边。

2)顶点和边上的属性可以参考关系型数据库中对应表的字段名称。

3)关系型数据库中表的某字段在该表中可以保证唯一性,那么该字段满足被设置成主键的条件。该这个字段可以做为图数据库的顶点的ID字段,做为查询点的关键字。

4)通过对业务分析,在创建图模型时可以根据需求对顶点和边进行调整。必要时彻底抛弃现有的表结构,根据业务现状重新设计图模型。

6、监控运维

监控运维是保证生产系统持续稳定健康运行的基础,主要包括以下几个方面:

(1)、性能监控:

  • 查询响应时间:监控数据库查询的响应速度,确保它们在预期时间内完成。

  • 吞吐量:跟踪数据库可以处理的事务数量或查询数量。

  • 资源使用情况:监控CPU、内存、磁盘I/O和网络使用情况,以便及时发现性能瓶颈。

(2)、数据完整性和备份:

  • 定时对图数据库进行备份,以防数据丢失或损坏。

  • 建立恢复策略,确保在发生故障时可以迅速恢复数据。

(3)、安全性监控:

  • 实施访问控制,确保只有授权用户可以访问数据库。

  • 监控异常登录尝试和可疑活动,以防止未授权访问和其他安全威胁。

(4)、硬件和软件维护:

  • 定期检查和更新服务器硬件,确保其正常运行。

  • 安装图数据库软件的更新和补丁,以修复已知问题并提高性能。

(5)、高可用性和灾难恢复:

  • 配置高可用性(HA)解决方案,以防单点故障导致服务中断。

  • 制定灾难恢复计划,确保在极端情况下数据和服务可以迅速恢复。

(6)、容量规划:

  • 监控数据增长趋势,预测未来资源需求,及时扩展存储容量和计算资源。

(7)、日志记录和审计:

  • 记录操作日志和审计日志,以追踪数据库的使用情况和历史变更。

(8)、故障诊断和问题解决:

  • 监控和记录系统的异常情况,快速响应并解决故障。

(9)、网络管理:

  • 确保网络连接稳定,监控网络流量以识别潜在的问题。

为了实现这些监控和管理活动,通常会使用专业的监控工具,这些工具可以提供实时的数据可视化、警报机制和自动化脚本来辅助运维工作。运维团队还需确保对这些监控工具进行适当的配置和维护,以保障图数据库系统的稳定性和可靠性。

此外,以下几个方面也比较重要,可以关注参考:

  • 试点项目:在全面部署之前,可以先进行一个试点项目。这可以帮助您了解图数据库在实际环境中的表现,并为您提供调整和优化策略的机会。

  • 培训和支持:图数据库正在快速发展,为团队成员提供图数据库的培训和支持,以确保他们能够有效地使用和管理图数据库。

  • 文档共享和最 佳实践:创建详细的文档,记录图数据库的设计、实施和操作过程。鼓励团队成员共享知识和经验。制定文档和最 佳实践,以帮助团队成员了解和使用图数据库。

  • 用户反馈和持续改进:图数据库实施是一个持续的过程。收集用户反馈,定期评估和改进图数据库的实施,以适应业务需求的变化。

Ps:感谢蚂蚁集团TuGraph图计算平台相关专家对本文的支持

参考资料:《图数据库白皮书》,中国信通院;

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