HBase體繫結構HBase的伺服器體繫結構遵從簡單的主從伺服器架構，它由HRegion Server群和HBase Master Server構成。
HBase Master Server負責管理所有的HRegion Server，而HBase中所有的伺服器都是通過ZooKeeper來進行協調並處理HBase伺服器運行期間可能遇到的錯誤。
HBase Master本身並不儲存HBase中的任何資料，HBase邏輯上的表可能會被劃分成多個HRegion，然後儲存到HRegion伺服器群中。
HBase Master伺服器中儲存的是從資料到HRegion伺服器的映射。
HBase體繫結構如：HRegion當表的大小超過設定值的時候，HBase會自動將表劃分為不同的地區，每個地區包含所有行的一個子集。對使用者來說，每個表是一堆資料的集合，靠主鍵來區分。從物理上來說，一張表是被拆分成多塊，每塊就是一個HRegion。
我們用表名+開始/結束主鍵來區分每一個HRegion。一個HRegion會儲存一個表裡面某段連續的資料，從開始主鍵到結束主鍵，一張完整的表格是儲存在多個HRegion上面的。HRegion伺服器所有的資料庫資料一般是儲存在HadoopDistributed File System（HDFS）上面的，使用者通過一系列HRegion伺服器擷取這些資料。一台機器上一般只運行一個HRegion伺服器，而且每一個區段的HRegion也只會被一個HRegion伺服器維護。
HRegion伺服器包括兩大部分：HLOG部分和HRegion部分。
其中HLOG用來儲存資料日誌，採用的是先寫日誌的方式（Write-ahead log）。
HRegion部分由很多的HRegion組成，儲存的是實際的資料。每一個HRegion又由很多的Store組成，每一個Store儲存的實際上是一個列族（ColumnFamily）下的資料。
此外，每一個HSore中包含一塊MemStore。MemStore駐留在記憶體中，資料來到時首先更新到MemStore中，當到達閥值之後再更新到對應的StoreFile（又名HFile）中。每一個Store包含了多個StoreFile，StoreFile負責的是實際的資料存放區，為HBase中最小的儲存單元。
HBase中不涉及資料的直接刪除和更新操作，所有的資料均通過追加的方式進行更新。資料的刪除和更新在HBase合并（compact）的時候進行。當Store中StoreFile的數量超過設定的閥值時將觸發合併作業，該操作會把多個StoreFile檔案合并成一個StoreFile。
當使用者需要更新資料的時候，資料會被分配到對應的HRegion伺服器上提交修改。資料首先被提交到HLOG檔案裡面，在寫入HLOG之後，commit()調用才會將其返回給用戶端。HLOG檔案用於故障恢複。例如某一台HRegionServer發生故障時，那麼它所維護的HRegion會被重新分配到新的機器上。這時HLOG會按照HRegion進行劃分。新的機器在載入HRegion的時候可以通過HLOG對資料進行恢複。
當一個HRegion變得過於巨大、超過了設定的閥值時，HRegion伺服器會調用HRegion.closeAndSplit()，將此HRegion拆分為兩個，並且報告主伺服器讓它決定由哪台HRegion伺服器來存放新的HRegion。
這個拆分過程十分迅速，因為兩個新的HRegion最初只是保留原來HRegionFile檔案的引用。這時舊的HRegion會處於停止服務的狀態，當新的HRegion拆分完成並且把引用刪除了以後，舊的HRegion才會刪除。
另外，兩個HRegion可以通過調用HRegion.closeAndMerge()合并成一個新的HRegion，目前的版本下進行此操作需要兩台HRegion伺服器都停機。
HBase Master伺服器每台HRegion伺服器都會和HMaster伺服器通訊，HMaster的主要任務就是告訴每個HRegion伺服器它要維護哪些HRegion。
當一台新的HRegion伺服器登入到HMaster伺服器時，HMaster會告訴它先等待分配資料。當一台HRegion死機時，HMaster會把它負責的HRegion標記為未分配，然後再把它們分配到其它HRegion伺服器中。
如果當前HBase已經解決了之前存在的SPFO（單點故障），並且HBase總可以啟動多個HMaster，那麼它就能通過Zookeeper來保證系統中總有一個Master在運行。
HMaster在功能上主要負責Table和HRegion的管理工作，具體包括：
- 系統管理使用者對table的增、刪、改、查操作；
- 管理HRegion伺服器的負載平衡，調整HRegion分布；
- 在HRegion分裂後，負責新HRegion的分配；
- 在HRegion伺服器停機後，負責失效HRegion伺服器上的HRegion遷移。
ROOT表和META表HRegion是按照表名和主鍵範圍來區分，由於主鍵範圍是連續的，所以一般用開始主鍵就可以表示相應的HRegion。但是，因為我們有合并和分割操作，如果正好在執行這些操作的過程中出現死機，那麼就可能存在多份表名和開始主鍵相同的資料，這樣的話只有開始主鍵就不夠了，這就需要通過HBase的中繼資料資訊來區分那一份才是正確的資料檔案，為了區分這樣的情況，每個HRegion都有一個‘regionId’來標識它的唯一性。
所以，一個HRegion的唯一標識為：表名+開始主鍵+唯一ID（tableName+startKey+regionId）。通過這個標識符來區分不同的HRegion，這些資料就是中繼資料（META），而中繼資料本身也是被儲存在HRegion裡面的，所以我們稱這個表為中繼資料表（META Table），裡面儲存的就是HRegion標識符和實際HRegion伺服器的映射關係。
META表也會增長，並且可能被分割成幾個HRegion，為了定位這些HRegion，我們採用一個ROOT表，它儲存了所有META表的位置，且ROOT表是不能被分割的，永遠只存在一個HRegion。
在HBase啟動的時候，HMaster就會掃描ROOT表，因為這個表只會有一個HRegion，所以這個HRegion的名字是被寫死的。當然要把ROOT表分配到一個HRegion伺服器中需要一定的時間。
當ROOT表被分配好之後，HMaster就會掃描ROOT表，擷取META表的名字和位置，然後把META表分配到不同的HRegion伺服器中，最後就是掃描META表，找到所有HRegion地區的資訊，把它們分配給不同的HRegion伺服器。
HMaster在記憶體中儲存著當前活躍的HRegion伺服器的資料，因此如果HMaster死機，整個系統也就無法訪問了，這時伺服器的資訊也就必要儲存到檔案裡面了。
ROOT表和META表的每一行都包含一個列族（info列族）：
- info:regioninfo 包含了一個序列化的HRegionInfo對象。
- info:server 儲存了一個字串，是伺服器的地址HServerAddress.toString()。
- info:startcode 是一個長整型的數字字串，它是在HRegion伺服器啟動的時候傳給HMaster的，讓HMaster確定這個HRegion伺服器的資訊有沒有更改。
因此，當一個用戶端拿到ROOT表地址後，就沒有不要再串連HMaster了，HMaster的負載相對就小了很多。它只會處理逾時的HRegion伺服器，並在啟動的時候掃描ROOT表和META表，以及返回ROOT表的HRegion伺服器位址。
ROOT表包含META表所在的地區列表，META表包含所有使用者的空間地區列表，以及HRegion伺服器位址。用戶端能夠緩衝所有已知的ROOT表和META表，從而提高訪問的效率。ZooKeeperZooKeeper儲存的是HBase中ROOT表和META表的位置。
此外，ZooKeeper還負責監控各個機器的狀態（每台機器到ZooKeeper中註冊一個執行個體）。當某台及其發生故障的時，ZooKeeper會第一時間感知到，並通知HBase Master進行相應的處理。
同時，當HBase Master發生故障的時候，ZooKeeper還負責HBase Master的恢複工作，能夠保證在同一時刻系統中只有一台HBase Master提供服務。
