Neo4j Causal Clustering 配置

部署前准备

硬件要求

节点类型	CPU	内存	存储	网络
核心节点	4 核+	16GB+	SSD	千兆网卡
只读副本节点	4 核+	16GB+	SSD	千兆网卡
边缘节点	2 核+	8GB+	SSD	千兆网卡

软件要求

所有节点使用相同版本的 Neo4j 企业版
Java 11
关闭防火墙或配置正确的端口开放规则

网络规划

端口	用途	配置参数
7000	RAFT 通信端口	causal_clustering.raft_server.port
7001	集群内部通信端口	causal_clustering.rpc_server.port
7474	HTTP 访问端口	dbms.connector.http.listen_address
7687	Bolt 访问端口	dbms.connector.bolt.listen_address
6000	备份端口	dbms.backup.listen_address

核心节点配置

基本配置

txt

# 启用因果集群模式
dbms.mode=CORE

# 配置集群名称
dbms.cluster.database=neo4j

# 配置节点 ID（每个节点唯一）
causal_clustering.server_id=1

# 配置集群初始成员列表
causal_clustering.initial_discovery_members=core1:5000,core2:5000,core3:5000

# 配置 Raft 通信端口
causal_clustering.raft_server.port=7000

# 配置集群内部通信端口
causal_clustering.rpc_server.port=7001

网络配置

txt

# 配置 Bolt 连接器监听地址
dbms.connector.bolt.listen_address=0.0.0.0:7687

# 配置 HTTP 连接器监听地址
dbms.connector.http.listen_address=0.0.0.0:7474

# 配置 HTTPS 连接器监听地址
dbms.connector.https.listen_address=0.0.0.0:7473

# 配置备份监听地址
dbms.backup.listen_address=0.0.0.0:6000

存储配置

txt

# 数据目录
dbms.directories.data=/var/lib/neo4j/data

# 事务日志目录
dbms.directories.transaction_logs=/var/lib/neo4j/data/transactions

# 确保目录存在且 Neo4j 用户有读写权限
sudo mkdir -p /var/lib/neo4j/data
sudo chown -R neo4j:neo4j /var/lib/neo4j/

只读副本节点配置

基本配置

txt

# 启用只读副本模式
dbms.mode=READ_REPLICA

# 配置集群名称
dbms.cluster.database=neo4j

# 配置集群初始成员列表
causal_clustering.initial_discovery_members=core1:5000,core2:5000,core3:5000

# 配置集群内部通信端口
causal_clustering.rpc_server.port=7001

复制配置

txt

# 配置复制批量大小
causal_clustering.replication.batch_size=1024

# 配置复制队列大小
causal_clustering.replication.queue_size=2048

# 配置复制超时时间
causal_clustering.replication.timeout=30s

边缘节点配置

基本配置

txt

# 启用边缘节点模式
dbms.mode=EDGE

# 配置集群名称
dbms.cluster.database=neo4j

# 配置集群初始成员列表
causal_clustering.initial_discovery_members=core1:5000,core2:5000,core3:5000

路由配置

txt

# 配置读写分离策略
dbms.routing.default_router=SERVER

# 配置路由策略
dbms.routing.policy.default=write_to_core

集群安全配置

认证配置

txt

# 启用认证
dbms.security.auth_enabled=true

# 配置认证数据库
dbms.security.auth_store.location=auth.db

加密配置

txt

# 启用 Bolt 加密
dbms.ssl.policy.bolt.enabled=true
dbms.ssl.policy.bolt.base_directory=certificates/bolt
dbms.ssl.policy.bolt.private_key=private.key
dbms.ssl.policy.bolt.public_certificate=public.crt

# 启用 HTTP 加密
dbms.ssl.policy.https.enabled=true
dbms.ssl.policy.https.base_directory=certificates/https
dbms.ssl.policy.https.private_key=private.key
dbms.ssl.policy.https.public_certificate=public.crt

# 启用集群通信加密
dbms.ssl.policy.cluster.enabled=true
dbms.ssl.policy.cluster.base_directory=certificates/cluster
dbms.ssl.policy.cluster.private_key=private.key
dbms.ssl.policy.cluster.public_certificate=public.crt

权限配置

txt

# 配置角色映射文件
dbms.security.role_mapping_file=roles.json

# 配置权限提供者
dbms.security.authorization_provider=neo4j-auth

集群部署步骤

1. 准备证书

使用 Neo4j 提供的工具生成集群证书：

bash

# 生成自签名证书
neo4j-admin certificate create --self-signed --subject "CN=Cluster" --outdir certificates

# 复制证书到所有节点
sudo scp -r certificates/* node2:/var/lib/neo4j/certificates/
sudo scp -r certificates/* node3:/var/lib/neo4j/certificates/
# ... 复制到其他节点

2. 配置所有节点

在每个节点上配置 neo4j.conf 文件，根据节点类型配置不同的参数。

3. 启动核心节点

首先启动所有核心节点，确保它们能形成集群：

bash

# 在所有核心节点上执行
neo4j start

4. 启动只读副本节点

核心节点启动完成后，启动只读副本节点：

bash

# 在所有只读副本节点上执行
neo4j start

5. 启动边缘节点

最后启动边缘节点：

bash

# 在所有边缘节点上执行
neo4j start

6. 验证集群状态

使用 Cypher 命令验证集群状态：

cypher

# 查看集群成员状态
CALL dbms.cluster.overview();

# 查看当前主核心节点
CALL dbms.cluster.role();

集群管理操作

添加核心节点

在新核心节点上安装 Neo4j
复制证书和配置文件
启动新核心节点
验证新节点已加入集群

添加只读副本节点

在新只读副本节点上安装 Neo4j
复制证书和配置文件
启动新只读副本节点
验证新节点已加入集群

移除节点

停止要移除的节点：neo4j stop
在其他节点上更新集群配置
验证节点已从集群中移除

手动故障转移

在紧急情况下，可以手动触发故障转移：

bash

# 连接到任意核心节点
cypher-shell -u neo4j -p password

# 执行故障转移命令
CALL dbms.cluster.forceLeaderElection();

监控与维护

监控集群状态

cypher

# 查看集群成员状态
CALL dbms.cluster.overview();

# 查看复制延迟
CALL dbms.cluster.replication.getReplicationLag();

# 查看 Raft 状态
CALL dbms.cluster.raft.status();

监控指标

Causal Clustering 提供了以下监控指标：

指标名称	描述
causal_clustering.members.healthy	健康集群成员数
causal_clustering.members.total	集群成员总数
causal_clustering.replication.lag	复制延迟
causal_clustering.leader_elections	领导选举次数
causal_clustering.raft.committed_entries	已提交的 Raft 条目数
causal_clustering.raft.applied_entries	已应用的 Raft 条目数

日志管理

txt

# 配置集群日志级别
dbms.logs.debug.level=INFO

# 配置集群日志文件
dbms.logs.debug.name=debug.log

备份与恢复

备份集群

bash

# 从任意核心节点或只读副本节点进行备份
neo4j-admin backup --backup-dir=/backup --name=cluster-backup --from=core1:6000

恢复集群

bash

# 在所有核心节点上恢复备份
neo4j-admin restore --from=/backup/cluster-backup --database=neo4j --force

# 启动集群
neo4j start

故障排查

集群无法形成

检查所有节点的 causal_clustering.initial_discovery_members 配置是否一致
检查节点间网络连接是否正常
检查防火墙是否开放了必要的端口
查看节点日志，查找错误信息

复制延迟过高

检查节点间网络延迟
检查核心节点负载情况
调整复制配置参数，如 causal_clustering.replication.batch_size
考虑增加核心节点数量

领导选举失败

确保集群中有多数核心节点在线
检查节点间网络连接
查看 Raft 日志，查找选举失败原因

节点无法加入集群

检查节点证书是否有效
检查节点配置是否正确
检查节点间网络连接
查看节点日志，查找错误信息

常见问题（FAQ）

Q1: Causal Clustering 与 HA Cluster 有什么区别？

A1: 主要区别包括：

一致性算法：Causal Clustering 使用 Raft 算法，HA Cluster 使用主从复制
一致性保证：Causal Clustering 提供因果一致性，HA Cluster 提供最终一致性
节点类型：Causal Clustering 包含核心节点、只读副本节点和边缘节点，HA Cluster 包含主节点和从节点
版本支持：Causal Clustering 支持 Neo4j 4.x+，HA Cluster 支持 Neo4j 3.5.x 及以下版本

Q2: 核心节点的最佳数量是多少？

A2: 核心节点数量应为奇数，建议使用 3 或 5 个核心节点。3 个核心节点可以容忍 1 个节点故障，5 个核心节点可以容忍 2 个节点故障。

Q3: 如何选择只读副本节点的数量？

A3: 只读副本节点数量取决于读负载情况。建议根据读流量和性能需求来确定，通常为核心节点数量的 1-3 倍。

Q4: 如何实现读写分离？

A4: Causal Clustering 自动支持读写分离：

写入操作自动路由到核心节点
读取操作可以路由到只读副本节点
可以通过驱动程序配置读取偏好

Q5: 如何升级 Causal Clustering 集群？

A5: 建议采用滚动升级方式：

备份集群
依次升级只读副本节点
依次升级核心节点
升级边缘节点
验证升级后的集群状态

Q6: 如何处理脑裂问题？

A6: Causal Clustering 使用 Raft 算法，通过多数派原则避免脑裂问题。只有当多数核心节点在线时，才能选举主节点并处理写入操作。

Q7: 如何监控集群性能？

A7: 监控方法包括：

使用 Neo4j 自带的监控工具
集成 Prometheus 和 Grafana
监控系统资源使用情况
查看集群日志

Q8: 如何配置跨数据中心部署？

A8: 跨数据中心部署时需要考虑：

网络延迟：确保数据中心间网络延迟低
节点分布：在每个数据中心部署核心节点
复制配置：调整复制参数以适应网络延迟
故障转移策略：配置适当的故障转移超时

Q9: 如何备份 Causal Clustering 集群？

A9: 可以从任意核心节点或只读副本节点进行热备份，使用 neo4j-admin backup 命令。建议定期从不同节点进行备份，以提高备份的可靠性。

Q10: 如何从 Causal Clustering 迁移到其他部署模式？

A10: 迁移方法包括：

使用 neo4j-admin dump 和 neo4j-admin load 命令
使用数据导入导出工具
考虑使用 ETL 工具进行数据迁移

最佳实践

1. 合理规划节点数量

核心节点：3 或 5 个，确保高可用性
只读副本节点：根据读负载情况确定
边缘节点：根据客户端连接数确定

2. 使用 SSD 存储

所有节点都应使用 SSD 存储，提高 IO 性能，特别是对于核心节点和只读副本节点。

3. 配置适当的网络

使用千兆以上网卡
确保节点间网络延迟低
配置正确的防火墙规则

4. 监控集群状态

定期监控集群状态和性能指标
设置告警规则，及时发现问题
定期备份集群数据

5. 遵循最小权限原则

为不同用户配置适当的权限
限制对核心节点的直接访问
使用边缘节点作为客户端入口

6. 定期更新版本

及时更新 Neo4j 版本，获取最新的功能和安全补丁
遵循官方升级指南，确保升级过程顺利

7. 测试故障转移

定期测试集群故障转移，确保在实际故障发生时能正常工作
测试不同故障场景，如核心节点故障、网络分区等

8. 优化查询性能

为频繁查询的属性创建索引
优化 Cypher 查询
考虑使用只读副本节点处理复杂查询

Neo4j Causal Clustering 配置 ​

部署前准备 ​

硬件要求 ​

软件要求 ​

网络规划 ​

核心节点配置 ​

基本配置 ​

网络配置 ​

存储配置 ​

只读副本节点配置 ​

基本配置 ​

复制配置 ​

边缘节点配置 ​

基本配置 ​

路由配置 ​

集群安全配置 ​

认证配置 ​

加密配置 ​

权限配置 ​

集群部署步骤 ​

1. 准备证书 ​

2. 配置所有节点 ​

3. 启动核心节点 ​

4. 启动只读副本节点 ​

5. 启动边缘节点 ​

6. 验证集群状态 ​

集群管理操作 ​

添加核心节点 ​

添加只读副本节点 ​

移除节点 ​

手动故障转移 ​

监控与维护 ​

监控集群状态 ​

监控指标 ​

日志管理 ​

备份与恢复 ​

备份集群 ​

恢复集群 ​

故障排查 ​

集群无法形成 ​

复制延迟过高 ​

领导选举失败 ​

节点无法加入集群 ​

常见问题（FAQ） ​

Q1: Causal Clustering 与 HA Cluster 有什么区别？ ​

Q2: 核心节点的最佳数量是多少？ ​

Q3: 如何选择只读副本节点的数量？ ​

Q4: 如何实现读写分离？ ​

Q5: 如何升级 Causal Clustering 集群？ ​

Q6: 如何处理脑裂问题？ ​

Q7: 如何监控集群性能？ ​

Q8: 如何配置跨数据中心部署？ ​

Q9: 如何备份 Causal Clustering 集群？ ​

Q10: 如何从 Causal Clustering 迁移到其他部署模式？ ​

最佳实践 ​

1. 合理规划节点数量 ​

2. 使用 SSD 存储 ​

3. 配置适当的网络 ​

4. 监控集群状态 ​

5. 遵循最小权限原则 ​

6. 定期更新版本 ​

7. 测试故障转移 ​

8. 优化查询性能 ​

Neo4j Causal Clustering 配置

部署前准备

硬件要求

软件要求

网络规划

核心节点配置

基本配置

网络配置

存储配置

只读副本节点配置

基本配置

复制配置

边缘节点配置

基本配置

路由配置

集群安全配置

认证配置

加密配置

权限配置

集群部署步骤

1. 准备证书

2. 配置所有节点

3. 启动核心节点

4. 启动只读副本节点

5. 启动边缘节点

6. 验证集群状态

集群管理操作

添加核心节点

添加只读副本节点

移除节点

手动故障转移

监控与维护

监控集群状态

监控指标

日志管理

备份与恢复

备份集群

恢复集群

故障排查

集群无法形成

复制延迟过高

领导选举失败

节点无法加入集群

常见问题（FAQ）

Q1: Causal Clustering 与 HA Cluster 有什么区别？

Q2: 核心节点的最佳数量是多少？

Q3: 如何选择只读副本节点的数量？

Q4: 如何实现读写分离？

Q5: 如何升级 Causal Clustering 集群？

Q6: 如何处理脑裂问题？

Q7: 如何监控集群性能？

Q8: 如何配置跨数据中心部署？

Q9: 如何备份 Causal Clustering 集群？

Q10: 如何从 Causal Clustering 迁移到其他部署模式？

最佳实践

1. 合理规划节点数量

2. 使用 SSD 存储

3. 配置适当的网络

4. 监控集群状态

5. 遵循最小权限原则

6. 定期更新版本

7. 测试故障转移

8. 优化查询性能