集群架构 #

一、集群概述 #

ArangoDB集群支持水平扩展和高可用，由多个节点组成分布式系统。

1.1 集群组件 #

组件 说明
Agent 集群协调服务（Agency）
DBServer 数据存储节点
Coordinator 协调节点，处理客户端请求

1.2 集群架构 #

text 
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    客户端请求                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                          │
                          ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   Coordinators                          │
│  ┌───────────┐  ┌───────────┐  ┌───────────┐          │
│  │Coordinator│  │Coordinator│  │Coordinator│          │
│  │   (1)     │  │   (2)     │  │   (3)     │          │
│  └───────────┘  └───────────┘  └───────────┘          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                          │
                          ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Agency                               │
│  ┌───────────┐  ┌───────────┐  ┌───────────┐          │
│  │   Agent   │  │   Agent   │  │   Agent   │          │
│  │   (1)     │  │   (2)     │  │   (3)     │          │
│  └───────────┘  └───────────┘  └───────────┘          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
                          │
                          ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    DBServers                            │
│  ┌───────────┐  ┌───────────┐  ┌───────────┐          │
│  │ DBServer  │  │ DBServer  │  │ DBServer  │          │
│  │   (1)     │  │   (2)     │  │   (3)     │          │
│  └───────────┘  └───────────┘  └───────────┘          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

1.3 最小集群配置 #

text 
生产环境最小配置：
├── Agent: 3个（奇数个）
├── DBServer: 3个
└── Coordinator: 2个以上

二、集群部署 #

2.1 Docker部署 #

创建docker-compose.yml：

yaml 
version: '3.8'

services:
  agent1:
    image: arangodb/arangodb:3.12
    command: arangod --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 --agency.id 1 --agency.size 3 --agency.endpoint tcp://agent1:8529 --agency.endpoint tcp://agent2:8529 --agency.endpoint tcp://agent3:8529
    ports:
      - "8529:8529"

  agent2:
    image: arangodb/arangodb:3.12
    command: arangod --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 --agency.id 2 --agency.size 3 --agency.endpoint tcp://agent1:8529 --agency.endpoint tcp://agent2:8529 --agency.endpoint tcp://agent3:8529

  agent3:
    image: arangodb/arangodb:3.12
    command: arangod --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 --agency.id 3 --agency.size 3 --agency.endpoint tcp://agent1:8529 --agency.endpoint tcp://agent2:8529 --agency.endpoint tcp://agent3:8529

  dbserver1:
    image: arangodb/arangodb:3.12
    command: arangod --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 --cluster.my-address tcp://dbserver1:8529 --cluster.my-local-info dbserver1 --cluster.my-role DBSERVER --cluster.agency-endpoint tcp://agent1:8529 --cluster.agency-endpoint tcp://agent2:8529 --cluster.agency-endpoint tcp://agent3:8529
    depends_on:
      - agent1
      - agent2
      - agent3

  coordinator1:
    image: arangodb/arangodb:3.12
    command: arangod --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 --cluster.my-address tcp://coordinator1:8529 --cluster.my-local-info coordinator1 --cluster.my-role COORDINATOR --cluster.agency-endpoint tcp://agent1:8529 --cluster.agency-endpoint tcp://agent2:8529 --cluster.agency-endpoint tcp://agent3:8529
    ports:
      - "8530:8529"
    depends_on:
      - agent1
      - agent2
      - agent3
      - dbserver1

2.2 使用ArangoDB Starter #

bash 
arangodb --starter.data-dir=/data/cluster --starter.join host1,host2,host3

2.3 手动部署 #

启动Agent：

bash 
arangod \
    --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 \
    --agency.id 1 \
    --agency.size 3 \
    --agency.endpoint tcp://agent1:8529 \
    --agency.endpoint tcp://agent2:8529 \
    --agency.endpoint tcp://agent3:8529

启动DBServer：

bash 
arangod \
    --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 \
    --cluster.my-address tcp://dbserver1:8529 \
    --cluster.my-role DBSERVER \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent1:8529 \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent2:8529 \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent3:8529

启动Coordinator：

bash 
arangod \
    --server.endpoint tcp://0.0.0.0:8529 \
    --cluster.my-address tcp://coordinator1:8529 \
    --cluster.my-role COORDINATOR \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent1:8529 \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent2:8529 \
    --cluster.agency-endpoint tcp://agent3:8529

三、分片 #

3.1 分片概念 #

分片是将数据分布到多个节点的技术：

text 
数据分布：
├── 集合数据按分片键分布
├── 每个分片存储在不同的DBServer
└── 自动负载均衡

3.2 创建分片集合 #

javascript 
db._create("orders", {
    numberOfShards: 4,
    shardKeys: ["userId"]
});

3.3 分片策略 #

策略 说明
hash 哈希分片（默认）
enterprise-hash 企业版哈希分片
community-compat 社区版兼容

3.4 分片键选择 #

text 
分片键选择原则：
├── 选择高基数字段
├── 避免热点数据
├── 考虑查询模式
└── 避免频繁更新

3.5 查看分片信息 #

javascript 
db.orders.properties();

四、复制 #

4.1 复制概念 #

复制提供数据冗余和高可用：

text 
复制模型：
├── Leader: 主分片，处理写入
├── Follower: 从分片，复制数据
└── 自动故障转移

4.2 配置复制因子 #

javascript 
db._create("users", {
    numberOfShards: 4,
    replicationFactor: 3
});

4.3 写关注 #

javascript 
db._create("critical_data", {
    numberOfShards: 4,
    replicationFactor: 3,
    writeConcern: 2
});
写关注 说明
1 只需Leader确认
2 Leader + 1个Follower确认
3 所有副本确认

4.4 读关注 #

aql 
FOR user IN users
    OPTIONS { readConcern: "linearizable" }
    RETURN user

五、高可用 #

5.1 故障转移 #

text 
故障转移流程：
├── 检测节点故障
├── 选举新的Leader
├── 更新路由信息
└── 客户端自动重连

5.2 节点健康检查 #

javascript 
var instanceInfo = require("@arangodb/cluster").instanceInfo();
print(instanceInfo);

5.3 集群状态 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").clusterHealth();

5.4 维护模式 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").serverMaintenanceMode("dbserver1", true);

六、集群管理 #

6.1 添加节点 #

添加DBServer：

bash 
arangodb add dbserver --starter.data-dir=/data/new-dbserver

添加Coordinator：

bash 
arangodb add coordinator --starter.data-dir=/data/new-coordinator

6.2 移除节点 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").cleanoutServer("dbserver1");

6.3 集群均衡 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").rebalanceShards();

6.4 查看集群信息 #

javascript 
db._statistics();

七、集群监控 #

7.1 健康状态 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").clusterHealth();

7.2 分片分布 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").shardDistribution();

7.3 节点统计 #

javascript 
require("@arangodb/cluster").instanceInfo();

7.4 监控指标 #

指标 说明
cluster.health 集群健康状态
cluster.shards 分片状态
cluster.collections 集合分布
cluster.servers 服务器状态

八、性能优化 #

8.1 分片优化 #

text 
优化建议：
├── 合理设置分片数量
├── 选择合适的分片键
├── 避免跨分片查询
└── 监控分片均衡

8.2 复制优化 #

text 
优化建议：
├── 合理设置复制因子
├── 配置适当的写关注
├── 监控复制延迟
└── 避免过度复制

8.3 查询优化 #

aql 
FOR user IN users
    FILTER user.userId == @userId
    RETURN user

8.4 网络优化 #

text 
优化建议：
├── 使用高速网络
├── 节点间低延迟
├── 合理的网络拓扑
└── 监控网络流量

九、备份恢复 #

9.1 集群备份 #

bash 
arangodump --server.endpoint tcp://coordinator:8529 \
    --server.username root \
    --server.password password \
    --output-directory /backup

9.2 集群恢复 #

bash 
arangorestore --server.endpoint tcp://coordinator:8529 \
    --server.username root \
    --server.password password \
    --input-directory /backup

9.3 增量备份 #

bash 
arangodump --server.endpoint tcp://coordinator:8529 \
    --output-directory /backup/incremental \
    --incremental true

十、总结 #

集群架构要点：

  1. 组件：Agent、DBServer、Coordinator
  2. 分片：数据分布到多个节点
  3. 复制：数据冗余和高可用
  4. 故障转移：自动选举新Leader
  5. 管理：添加/移除节点、均衡分片

下一步，让我们学习管理与运维！

最后更新：2026-03-27