Columnar Data Store（列式資料儲存）

Kudu 是一個 columnar data store（列式資料儲存）。列式資料儲存在強型別列中。由於幾個原因，通過適當的設計，Kudu 對 analytical（分析）或 warehousing（資料倉庫）工作會非常出色。

Read Efficiency（高效讀取）

對於分析查詢，允許讀取單個列或該列的一部分同時忽略其他列，這意味著您可以在磁碟上讀取更少塊來完成查詢。與基於行的儲存相比，即使只返回幾列的值，仍需要讀取整行資料。

Data Compression（資料壓縮）

由於給定的列只包含一種型別的資料，基於模式的壓縮比壓縮混合資料型別（在基於行的解決方案中使用）時更有效幾個數量級。結合從列讀取資料的效率，壓縮允許您在從磁碟讀取更少的塊時完成查詢。請參閱 

Table（表）

一張 talbe 是資料儲存在 Kudu 的位置。表具有 schema 和全域性有序的 primary key（主鍵）。table 被分成稱為 tablets 的 segments。

Tablet

一個 tablet 是一張 table 連續的 segment，與其它資料儲存引擎或關係型資料庫中的 partition（分割槽）相似。給定的 tablet 冗餘到多個 tablet 伺服器上，並且在任何給定的時間點，其中一個副本被認為是 leader tablet。任何副本都可以對讀取進行服務，並且寫入時需要在為 tablet 服務的一組 tablet server之間達成一致性。

Tablet Server

一個 tablet server 儲存 tablet 和為 tablet 向 client 提供服務。對於給定的 tablet，一個 tablet server 充當 leader，其他 tablet server 充當該 tablet 的 follower 副本。只有 leader 服務寫請求，然而 leader或 followers 為每個服務提供讀請求。leader 使用 Raft Consensus Algorithm 來進行選舉 。一個 tablet server 可以服務多個 tablets ，並且一個 tablet 可以被多個 tablet servers 服務著。

Master

該 master 保持跟蹤所有的 tablets，tablet servers，Catalog Table 和其它與叢集相關的 metadata。在給定的時間點，只能有一個起作用的 master（也就是 leader）。如果當前的 leader 消失，則選舉出一個新的 master，使用  Raft Consensus Algorithm 來進行選舉。

master 還協調客戶端的 metadata operations（元資料操作）。例如，當建立新表時，客戶端內部將請求傳送給 master。 master 將新表的元資料寫入 catalog table，並協調在 tablet server 上建立 tablet的過程。

所有 master 的資料都儲存在一個 tablet 中，可以複製到所有其他候選的 master。

tablet server 以設定的間隔向 master 發出心跳（預設值為每秒一次）。

Raft Consensus Algorithm

Kudu 使用 Raft consensus algorithm 作為確保常規 tablet 和 master 資料的容錯性和一致性的手段。通過 Raft，tablet 的多個副本選舉出 leader，它負責接受以及複製到 follower 副本的寫入。一旦寫入的資料在大多數副本中持久化後，就會向客戶確認。給定的一組 N 副本（通常為 3 或 5 個）能夠接受最多(N - 1)/2 錯誤的副本的寫入。

Catalog Table（目錄表）

 catalog talbe 是 Kudu 的 metadata（元資料中）的中心位置。它儲存有關 tables 和 tablets 的資訊。該 catalog table（目錄表）可能不會被直接讀取或寫入。相反，它只能通過客戶端 API 中公開的元資料操作訪問。catalog table 儲存兩類元資料。

Tables

table schemas, locations, and states（表結構，位置 和狀態）

Tablets

現有 tablet 的列表，每個 tablet 的副本所在哪些 tablet server，tablet 的當前狀態以及開始和結束的 keys（鍵）。

Logical Replication（邏輯複製）

 Kudu 複製操作，不是磁碟上的資料。這被稱為 logical replication（邏輯複製），而不是 physical replication（物理複製）。這有幾個優點 : 

• 雖然 insert（插入）和 update（更新）確實通過網路傳輸資料，deletes（刪除）不需要移動任何資料。delete（刪除）操作被髮送到每個 tablet server，它在本地執行刪除。

• 物理操作，如 compaction，不需要通過 Kudu 的網路傳輸資料。這與使用 HDFS 的儲存系統不同，其中 blocks （塊）需要通過網路傳輸以滿足所需數量的副本。

• tablet 不需要在同一時間或相同的時間表上執行壓縮，或者在物理儲存層上保持同步。這會減少由於壓縮或大量寫入負載而導致所有 tablet server 同時遇到高延遲的機會。