Kudu基本介绍

kudu提纲

  • 整体技术架构
  • 基本组件构成 限制&制约
  • 原子性与事务机制
  • 压缩与存储机制相关
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● Master:负责集群table、tablet元数据管理,对table的crud,tablet分布,ts宕机后tablet转移。提供元数据信息的api接口;
● TabletServer:提供用户IO请求相应,负责本地磁盘系统的读写
● table : 表
● tablet : 分区表,分布在各个tabletserver上
● CatalogTable : kudu的元数据表,tables、tablets的信息存储于catalog table中,可以通过api的方式访问

使用场景

● 近实时可用的流式数据输入
● 时序应用,以提供更广泛的访问
● 预测建模(更新操作,以改变文件中一个或多个数据集)
● impala可以多个数据源,很方便处理历史遗留问题(数据层面)

Schema的设计

比较合理的设计是什么样?
● 数据分布合理,提升读写的性能
● tablet间数据均匀,负载可以保持稳定
● 数据读取,尽可能涉及到较少的设计操作

以上取决于partition、primarykey的设计,最重要的就是对数据特征的了解。所以,在使用kudu的时候,对我们来说,schema设计是最重要的。

PrimaryKey

● kudu提供了组件索引
● 不支持范围update、delete
● 没有mysql那样的自动增长feature,需要用户自己指定

Partition

  • PangePartition
  • HashPartition
    前者可以自动分区(动态地增加、删除分区),在时序类应用中比较合适
    后者可以较好的解决热点问题和数据分布不均匀的问题

Comparison

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MutiLevel Partition

Hash and Range Partitioning Example

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Hash and Hash Partitioning Example

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限制因素

  • 数据类型不够丰富,数组、映射不支持;
  • columns不超多300个,类型不可更改
  • 每个数据不超过64KB
  • 组件不可变(不可更新)
  • 表创建后,Partition分区后不可变(包括分区反思,和分区的拆封合并)

Kudu和HDFS的比较

  1. HDFS为分布式文件系统, Kudu 为非文件件系统,数据必须按表的形式结构化存 储;
  2. Kudu为原生的Hadoop存储引擎,通常也需要和HDFS并肩同部署;

Kudu和HBase的比较

相同点

  1. 内存部分差别不大,使 MemStore,MVCC等;
  2. 基本思想同样基于LSM架构,但Kudu的实现 复杂;
  3. 一条记录只在一个RowSet中;
  4. Kudu的事务性和HBase 样,只保证行级事务;

不同点

  1. Kudu预先定义数据Schema,主要面对结构化数据,HBase主要面向半结构化数据,可能有万以上的稀疏矩阵。因此Kudu能很好的支持SQL。据Cloudera说,Kudu变更为Schema,如改变column的效率还不错。
  2. Kudu除 partition还 持bucket,因此可以均衡查询并 (parallelism)和并发 (concurrency)。
  3. Kudu使列式存储,分析性能好于HBase;
    4.存储和处理效率更高
  • 由于有schema,因此 需要存储 名;
  • update等使 offset表示位置,不是rowkey。
  1. 性能: Kudu的flush和compact更为复杂,因此write的性能(尤其是update) HBase差; 同时由于采列式存储,读取单条记录的性能(尤其是有很多 新时)也 HBase差。
  2. compaction:Kudu没有minor和major的区别,没有长时间stop-all的compaction,后台使用低IO级别的线程一直不停地compact;
  3. 副本一致性:每个数据块副本使 leader-follower 式服务,使用Raft(类似Zookeeper、 Paxos)consensus协议,能定义一致性,秒级MTTR(Mean Time To Recovery,平均恢复 时间),每个follower都有WAL,能 持(n-1)/2台服务器的宕机。 同于HBase的单Region服务模式,HDFS能 持n-1台机 宕机,服务可靠性 ;
  4. Kudu中的Master 像是一个旁观者,提出建议,而HBase中Master直接管 哪块数据在哪被服务;
  5. 底层存储结构HBase使 HDFS, Kudu有自己的存储架构,直接存储本地磁盘,备份基于日志数据,适合跨数据中 的部署。

Kudu 和 Spark SQL集成后,能带来的好处:

  • 带来和 Parquet 相似的扫描性能,但却不存在数据 新/插 的延迟,也就是说,对数据的实时更新/插入,对分析应用来说是即时可见的,无延迟。
  • Spark对数据的过滤条件(基于判定的过滤条件,即 predicate)可以下推到 Kudu 这个存储层,能提高数据读取/扫描的性能
  • 相对于Parquet,kudu基于主键索引的查询,性能更好
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