第10章分布式文件系统HDFS
Hadoop分布式文件系统（HDFS）详解
Hadoop分布式⽂件系统（HDFS）详解HDFS简介：当数据集的⼤⼩超过⼀台独⽴物理计算机的存储能⼒时，就有必要对它进⾏分区 (partition)并存储到若⼲台单独的计算机上。
管理⽹络中跨多台计算机存储的⽂件系统成为分布式⽂件系统 (Distributed filesystem)。
该系统架构于⽹络之上，势必会引⼊⽹络编程的复杂性，因此分布式⽂件系统⽐普通磁盘⽂件系统更为复杂。
HDFS是基于流数据模式访问和处理超⼤⽂件的需求⽽开发的，它可以运⾏于廉价的商⽤服务器上。
总的来说，可以将 HDFS的主要特点概括为以下⼏点：（1 ）处理超⼤⽂件这⾥的超⼤⽂件通常是指数百 MB、甚⾄数百TB ⼤⼩的⽂件。
⽬前在实际应⽤中， HDFS已经能⽤来存储管理PB(PeteBytes)级的数据了。
在 Yahoo！，Hadoop 集群也已经扩展到了 4000个节点。
（2 ）流式地访问数据HDFS的设计建⽴在更多地响应“⼀次写⼊，多次读取”任务的基础之上。
这意味着⼀个数据集⼀旦由数据源⽣成，就会被复制分发到不同的存储节点中，然后响应各种各样的数据分析任务请求。
在多数情况下，分析任务都会涉及数据集中的⼤部分数据，也就是说，对HDFS 来说，请求读取整个数据集要⽐读取⼀条记录更加⾼效。
（3 ）运⾏于廉价的商⽤机器集群上Hadoop设计对硬件需求⽐较低，只须运⾏在廉价的商⽤硬件集群上，⽽⽆须昂贵的⾼可⽤性机器上。
廉价的商⽤机也就意味着⼤型集群中出现节点故障情况的概率⾮常⾼。
这就要求在设计 HDFS时要充分考虑数据的可靠性、安全性及⾼可⽤性。
正是由于以上的种种考虑，我们会发现现在的 HDFS在处理⼀些特定问题时不但没有优势，⽽且有⼀定的局限性，主要表现在以下⼏个⽅⾯。
（1 ）不适合低延迟数据访问如果要处理⼀些⽤户要求时间⽐较短的低延迟应⽤请求，则 HDFS不适合。
HDFS 是为了处理⼤型数据集分析任务的，主要是为达到⾼的数据吞吐量⽽设计的，这就可能要求以⾼延迟作为代价。
hdfs分布式存储数据的原理
hdfs分布式存储数据的原理Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System，简称HDFS）是Hadoop的一部分，是一种用于存储和处理大规模数据的分布式文件系统。
HDFS的核心原理是将大文件切分为多个块，并存储在多个计算节点上，以实现数据的高可用性和并行处理能力。
1. 文件切分和存储：HDFS将大文件切分为固定大小的块，并将每个块存储在不同的计算节点上。
通常块的大小为128MB或256MB，这样可以提高数据处理的效率。
HDFS使用主节点（NameNode）来管理文件系统的元数据，如文件名称、权限、块的位置等，而数据块则存储在多个数据节点（DataNode）上。
2.冗余性和可靠性：为了保证数据的可靠性和容错性，HDFS在不同的计算节点上存储多个副本。
副本的数量可以通过配置文件进行调整，通常建议设置为3个副本。
这种冗余存储机制可以在数据节点出现故障时仍能访问数据，提高系统的可靠性和容错性。
3.数据读取和写入：当客户端需要读取文件时，它首先向主节点请求文件的元数据信息，包括文件的块位置等。
然后客户端直接与数据节点通信，读取相应的数据块。
数据节点之间也可以进行数据的复制和传输，以提高读取速度和可用性。
对于数据的写入，客户端首先将要写入的文件切分为块，并将每个块分配给不同的数据节点。
然后客户端向主节点发送写入请求，主节点将维护的文件元数据信息更新，并返回一个写入管道（Pipeline）给客户端。
客户端通过管道向第一个数据节点发送数据，并依次传输到其他数据节点，以实现数据的冗余存储。
数据节点将数据写入本地存储，并向客户端发送写入完成的确认信息。
4.数据的一致性：HDFS提供的写入操作是追加写入模式，即只能在文件末尾进行写入。
这样可以简化文件的管理和数据块复制的过程，提高系统的可用性和性能。
然而，这也造成了数据的一致性问题。
HDFS保证了最终一致性，即在一段时间内，数据会达到一致的状态。
大数据基础与应用_北京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
大数据基础与应用_北京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.大数据的特性不包括答案:分布地域广2.Kafka 是一个高吞吐、分布式、基于发布订阅的消息系统，利用Kafka技术可在廉价PC Server上搭建起大规模消息系统。
答案:正确3.网络和层次化数据可视化的主要技术有力导图和TreeMap。
答案:正确4.如下关于大数据分析流程的哪一项是正确的？答案:数据采集、数据清洗、数据管理、数据分析、数据呈现5.大数据分析与传统的数据分析的区别主要在于：答案:大数据分析的对象是大规模类型多样的海量数据，使用的模型较为复杂；而传统数据分析则作用在有限的小规模数据集上，模型较为简单。
_传统数据分析主要是描述性分析和诊断性分析，而大数据分析主要是预测性分析。
_大数据分析主要是为了发现新的规律和知识，而传统数据分析主要是为了了解正在发生的事件及其原因。
6.1、大数据主要是由于数据规模巨大、来源分散、格式多样，所以需要新的体系架构、技术、算法和分析方法来对这些数据进行采集、存储和关联分析，以期望能够从中抽取出隐藏的有价值的信息。
答案:正确7.数据科学家主要负责开发、构建、测试和维护系统，比如数据库和大规模处理系统答案:错误8.大数据分析的目的是从类型多样的海量数据中挖掘出隐藏的有价值的信息。
答案:正确9.大数据分析能够应用在哪些领域？答案:交通医疗足球零售天文政治10.Hive的数据模型主要包括：答案:表（Tables）_桶（Buckets）_分区（Partitions）11.NoSQL数据库的主要类型包括：答案:图形数据库_键值数据库_文档数据库_列族数据库12.下列数据类型中，不属于Python内置数据类型的是：答案:dtype13.以下不属于高维数据可视化技术的是.答案:词云14.以下哪个是常见的大数据处理流程.答案:数据获取、数据清洗、数据分析、数据可视化15.测得一组身高（cm）数据如下：176、165、173、168、176、180、177、168、174、176，则其众数和中位数分别是：答案:176, 17516.数据清洗的方法不包括答案:数据可视化17.以下哪个不属于分布式文件系统HDFS的特有特性答案:随机读写18.以下哪种方法不属于预测性（有监督学习）模型答案:关联分析19.Apriori算法的加速过程依赖于以下哪个策略答案:剪枝20.Spark是使用以下哪种编程语言实现的？答案:Scala21.大数据分析与传统数据分析的不同之处在于答案:大数据分析是预测性分析22.对字符串中某一子串执行replace（）操作后，再次对其进行一次输出，则输出结果与原字符串答案:一定相同23.请计算下列数据{10,12,16,18,22,35,45,50,90,100}的p=40%的截断均值_____答案:3124.过拟合指的是（）答案:模型在训练集上表现的很好，但是在交叉验证集合测试集上表现一般25.决策树的生成由两个阶段组成：_____、______答案:判定树构建树剪枝26.假设有四个样本分布在坐标系中，已知A区两点分别（2,5）和（1,4），B区（8,1）和（9,2），若使用KNN算法（距离使用欧氏距离【图片】），求M（4,3）属于哪一区？答案:A27.以下关于日志采集工具Flume的说法不正确的是：答案:Flume适用于大量数据的实时数据采集28.以下关于数据分发中间件Kafka的说法不正确的是：答案:Kafka主要是使用c++、Java语言实现的29.以下关于分布式文件系统HDFS的说法不正确的是：答案:HDFS支持多用户写入，任意修改文件30.HDFS集群中管理文件系统的元数据、负责客户端请求响应的节点是：答案:NameNode31.HDFS（Hadoop 1.X版本中）默认的块大小是：答案:64 MB32.以下关于分布式数据库HBase的说法不正确的是：答案:HBase比传统关系数据库系统具有更加丰富的数据类型33.已知p = np.arange(20).reshape((4,5))，则p[3][2]的值是。
大学生大数据技术原理与应用章节测验期末考试答案
大数据技术原理与应用第1章大数据概述1单选(2分)第三次信息化浪潮的标志是：A.个人电脑的普及B.云计算、大数据、物联网技术的普及C.虚拟现实技术的普及D.互联网的普及正确答案：B你选对了2单选(2分)就数据的量级而言，1PB数据是多少TB？A.2048B.1000C.512D.1024正确答案：D你选对了3单选(2分)以下关于云计算、大数据和物联网之间的关系，论述错误的是：A.云计算侧重于数据分析B.物联网可借助于云计算实现海量数据的存储C.物联网可借助于大数据实现海量数据的分析D.云计算、大数据和物联网三者紧密相关，相辅相成正确答案：A你选对了4单选(2分)以下哪个不是大数据时代新兴的技术：A.SparkB.HadoopC.HBaseD.MySQL正确答案：D你选对了5单选(2分)每种大数据产品都有特定的应用场景，以下哪个产品是用于批处理的：A.MapReduceB.DremelC.StormD.Pregel正确答案：A你选对了6单选(2分)每种大数据产品都有特定的应用场景，以下哪个产品是用于流计算的：A.GraphXB.S4C.ImpalaD.Hive正确答案：B你选对了7单选(2分)每种大数据产品都有特定的应用场景，以下哪个产品是用于图计算的：A.PregelB.StormC.CassandraD.Flume正确答案：A你选对了8单选(2分)每种大数据产品都有特定的应用场景，以下哪个产品是用于查询分析计算的：A.HDFSB.S4C.DremelD.MapReduce正确答案：C你选对了9多选(3分)数据产生方式大致经历三个阶段，包括：A.运营式系统阶段B.感知式系统阶段C.移动互联网数据阶段D.用户原创内容阶段正确答案：ABD你选对了10多选(3分)大数据发展三个阶段是：A.低谷期B.成熟期C.大规模应用期D.萌芽期正确答案：BCD你选对了11多选(3分)大数据的特性包括：A.价值密度低B.处理速度快C.数据类型繁多D.数据量大正确答案：ABCD你选对了12多选(3分)图领奖获得者、著名数据库专家Jim Gray博士认为，人类自古以来在科学研究上先后经历哪几种范式：A.计算科学B.数据密集型科学C.实验科学D.理论科学正确答案：ABCD你选对了13多选(3分)大数据带来思维方式的三个转变是：A.效率而非精确B.相关而非因果C.精确而非全面D.全样而非抽样正确答案：ABD你选对了14多选(3分)大数据主要有哪几种计算模式：B.图计算C.查询分析计算D.批处理计算正确答案：ABCD你选对了15多选(3分)云计算的典型服务模式包括三种：A.SaaSB.IaaSC.MaaSD.PaaS正确答案：ABD你选对了第2章大数据处理架构Hadoop1单选(2分)启动hadoop所有进程的命令是:A.start-dfs.shB.start-all.shC.start-hadoop.shD.start-hdfs.sh正确答案：B你选对了2单选(2分)以下对Hadoop的说法错误的是：A.Hadoop是基于Java语言开发的，只支持Java语言编程B.Hadoop2.0增加了NameNode HA和Wire-compatibility两个重大特性C.Hadoop MapReduce是针对谷歌MapReduce的开源实现，通常用于大规模数据集的并行计算D.Hadoop的核心是HDFS和MapReduce正确答案：A你选对了3单选(2分)以下哪个不是Hadoop的特性:A.成本高B.支持多种编程语言C.高容错性正确答案：A你选对了4单选(2分)以下名词解释不正确的是:A.Zookeeper：针对谷歌Chubby的一个开源实现，是高效可靠的协同工作系统B.HBase：提供高可靠性、高性能、分布式的行式数据库，是谷歌BigTable的开源实现C.Hive：一个基于Hadoop的数据仓库工具，用于对Hadoop文件中的数据集进行数据整理、特殊查询和分析存储D.HDFS：分布式文件系统，是Hadoop项目的两大核心之一，是谷歌GFS的开源实现正确答案：B你选对了5多选(3分)以下哪些组件是Hadoop的生态系统的组件：A.HBaseB.OracleC.HDFSD.MapReduce正确答案：ACD你选对了6多选(3分)以下哪个命令可用来操作HDFS文件:A.hadoop fsB.hadoop dfsC.hdfs fsD.hdfs dfs正确答案：ABD你选对了第3章分布式文件系统HDFS1单选(2分)HDFS的命名空间不包含:A.字节B.文件C.块D.目录正确答案：A你选对了2单选(2分)对HDFS通信协议的理解错误的是:A.客户端与数据节点的交互是通过RPC（Remote Procedure Call）来实现的B.客户端通过一个可配置的端口向名称节点主动发起TCP连接，并使用客户端协议与名称节点进行交互C.名称节点和数据节点之间则使用数据节点协议进行交互D.HDFS通信协议都是构建在IoT协议基础之上的正确答案：D你选对了3单选(2分)采用多副本冗余存储的优势不包含:A.保证数据可靠性B.容易检查数据错误C.加快数据传输速度D.节约存储空间正确答案：D你选对了4单选(2分)假设已经配置好环境变量，启动Hadoop和关闭Hadoop的命令分别是:A.start-dfs.sh，stop-hdfs.shB.start-hdfs.sh，stop-hdfs.shC.start-dfs.sh，stop-dfs.shD.start-hdfs.sh，stop-dfs.sh正确答案：C你选对了5单选(2分)分布式文件系统HDFS采用主从结构模型，由计算机集群中的多个节点构成的，这些节点分为两类，一类存储元数据叫，另一类存储具体数据叫 :A.名称节点，主节点B.从节点，主节点C.名称节点，数据节点D.数据节点，名称节点正确答案：C你选对了6单选(2分)下面关于分布式文件系统HDFS的描述正确的是：A.分布式文件系统HDFS是Google Bigtable的一种开源实现B.分布式文件系统HDFS是谷歌分布式文件系统GFS（Google File System）的一种开源实现C.分布式文件系统HDFS比较适合存储大量零碎的小文件D.分布式文件系统HDFS是一种关系型数据库正确答案：B你选对了7多选(3分)以下对名称节点理解正确的是:A.名称节点作为中心服务器，负责管理文件系统的命名空间及客户端对文件的访问B.名称节点用来负责具体用户数据的存储C.名称节点通常用来保存元数据D.名称节点的数据保存在内存中正确答案：ACD你选对了8多选(3分)以下对数据节点理解正确的是:A.数据节点通常只有一个B.数据节点用来存储具体的文件内容C.数据节点的数据保存在磁盘中D.数据节点在名称节点的统一调度下进行数据块的创建、删除和复制等操作正确答案：BCD你选对了9多选(3分)HDFS只设置唯一一个名称节点带来的局限性包括:A.集群的可用性B.性能的瓶颈C.命名空间的限制D.隔离问题正确答案：ABCD你选对了10多选(3分)以下HDFS相关的shell命令不正确的是:A.hadoop dfs mkdir <path>：创建<path>指定的文件夹B.hdfs dfs -rm <path>：删除路径<path>指定的文件C.hadoop fs -copyFromLocal <path1> <path2>：将路径<path2>指定的文件或文件夹复制到路径<path1>指定的文件夹中D.hadoop fs -ls <path>：显示<path>指定的文件的详细信息正确答案：AC你选对了第4章分布式数据库HBase1单选(2分)HBase是一种数据库A.行式数据库B.关系数据库C.文档数据库D.列式数据库正确答案：D你选对了2单选(2分)下列对HBase数据模型的描述错误的是:A.每个HBase表都由若干行组成，每个行由行键（row key）来标识B.HBase是一个稀疏、多维度、排序的映射表，这张表的索引是行键、列族、列限定符和时间戳C.HBase中执行更新操作时，会删除数据旧的版本，并生成一个新的版本D.HBase列族支持动态扩展，可很轻松地添加一个列族或列正确答案：C你选对了3单选(2分)下列说法正确的是:A.如果不启动Hadoop，则HBase完全无法使用B.HBase的实现包括的主要功能组件是库函数，一个Master主服务器和一个Region服务器C.如果通过HBase Shell插入表数据，可以插入一行数据或一个单元格数据D.Zookeeper是一个集群管理工具，常用于分布式计算，提供配置维护、域名服务、分布式同步等正确答案：D你选对了4单选(2分)在HBase数据库中，每个Region的建议最佳大小是：A.2GB-4GBB.100MB-200MBC.500MB-1000MBD.1GB-2GB正确答案：D你选对了5单选(2分)HBase三层结构的顺序是:A.Zookeeper文件，.MEATA.表，-ROOT-表B.-ROOT-表，Zookeeper文件，.MEATA.表C.Zookeeper文件，-ROOT-表，.MEATA.表D..MEATA.表，Zookeeper文件，-ROOT-表正确答案：C你选对了6单选(2分)客户端是通过级寻址来定位Region:A.三B.二C.一D.四正确答案：A你选对了7单选(2分)关于HBase Shell命令解释错误的是:A.create：创建表B.put：向表、行、列指定的单元格添加数据C.list：显示表的所有数据D.get：通过表名、行、列、时间戳、时间范围和版本号来获得相应单元格的值正确答案：C你选对了8多选(3分)下列对HBase的理解正确的是：A.HBase是针对谷歌BigTable的开源实现B.HBase是一种关系型数据库，现成功应用于互联网服务领域C.HBase是一个行式分布式数据库，是Hadoop生态系统中的一个组件D.HBase多用于存储非结构化和半结构化的松散数据正确答案：AD你选对了9多选(3分)HBase和传统关系型数据库的区别在于哪些方面:A.数据操作B.数据索引C.数据模型D.存储模式正确答案：ABCD你选对了10多选(3分)访问HBase表中的行，有哪些方式:A.通过某列的值区间B.全表扫描C.通过一个行健的区间来访问D.通过单个行健访问正确答案：BCD你选对了第5章 NoSQL数据库1单选(2分)下列关于NoSQL数据库和关系型数据库的比较，不正确的是：A.NoSQL数据库很容易实现数据完整性，关系型数据库很难实现数据完整性B.NoSQL数据库缺乏统一的查询语言，而关系型数据库有标准化查询语言C.NoSQL数据库的可扩展性比传统的关系型数据库更好D.NoSQL数据库具有弱一致性，关系型数据库具有强一致性正确答案：A你选对了2单选(2分)以下对各类数据库的理解错误的是:A.键值数据库的键是一个字符串对象，值可以是任意类型的数据，比如整型和字符型等B.文档数据库的数据是松散的，XML和JSON 文档等都可作为数据存储在文档数据库中C.图数据库灵活性高，支持复杂的图算法，可用于构建复杂的关系图谱D.HBase数据库是列族数据库，可扩展性强，支持事务一致性正确答案：D你选对了3单选(2分)下列数据库属于文档数据库的是:A.MySQLB.RedisC.MongoDBD.HBase正确答案：C你选对了4单选(2分)NoSQL数据库的三大理论基石不包括:A.最终一致性B.BASEC.ACIDD.CAP正确答案：C你选对了5多选(3分)关于NoSQL数据库和关系数据库，下列说法正确的是：A.NoSQL数据库可支持超大规模数据存储，具有强大的横向扩展能力B.NoSQL数据库和关系数据库各有优缺点，但随着NoSQL的发展，终将取代关系数据库C.大多数NoSQL数据库很难实现数据完整性D.关系数据库有关系代数理论作为基础，NoSQL数据库没有统一的理论基础正确答案：ACD你选对了6多选(3分)NoSQL数据库的类型包括：A.键值数据库B.列族数据库C.文档数据库D.图数据库正确答案：ABCD你选对了7多选(3分)CAP是指:A.一致性B.可用性C.持久性D.分区容忍性正确答案：ABD你选对了8多选(3分)NoSQL数据库的BASE特性是指:A.软状态B.持续性C.最终一致性D.基本可用正确答案：ACD你选对了第6章云数据库1单选(2分)下列Amazon的云数据库属于关系数据库的是：A.Amazon SimpleDBB.Amazon DynamoDBC.Amazon RDSD.Amazon Redshift正确答案：C你选对了2单选(2分)下列关于UMP系统的说法不正确的是:A.Controller服务器向UMP集群提供各种管理服务，实现集群成员管理、元数据存储等功能B.Agent服务器部署在运行MySQL进程的机器上，用来管理每台物理机上的MySQL实例C.UMP系统是低成本和高性能的MySQL云数据库方案D.Mnesia是UMP系统的一个组件，是一个分布式数据库管理系统，且不支持事务正确答案：D你选对了3多选(3分)UMP依赖的开源组件包括A.LVSB.ZooKeeperC.MnesiaD.RabbitMQ正确答案：ABCD你选对了4多选(3分)在UMP系统中，Zookeeper主要发挥的作用包括:A.监控所有MySQL实例B.负责集群负载均衡C.提供分布式锁，选出一个集群的“总管”D.作为全局的配置服务器正确答案：ACD你选对了5多选(3分)UMP系统设计了哪些机制来保证数据安全:A.记录用户操作日志B.数据访问IP白名单C.SSL数据库连接D.SQL拦截正确答案：ABCD你选对了第7章 MapReduce1单选(2分)下列说法错误的是:A.Map函数将输入的元素转换成<key,value>形式的键值对B.Hadoop框架是用Java实现的，MapReduce应用程序则一定要用Java来写C.MapReduce框架采用了Master/Slave架构，包括一个Master和若干个SlaveD.不同的Map任务之间不能互相通信正确答案：B你选对了2单选(2分)在使用MapReduce程序WordCount进行词频统计时，对于文本行“hello hadoop hello world”，经过WordCount程序的Map函数处理后直接输出的中间结果，应是下面哪种形式：A.<"hello",1,1>、<"hadoop",1>和<"world",1>B.<"hello",2>、<"hadoop",1>和<"world",1>C.<"hello",<1,1>>、<"hadoop",1>和<"world",1>D.<"hello",1>、<"hello",1>、<"hadoop",1>和<"world",1>正确答案：D你选对了3单选(2分)对于文本行“hello hadoop hello world”，经过WordCount的Reduce函数处理后的结果是:A.<"hello",<1,1>><"hadoop",1><"world",1>B.<"hello",1><"hello",1><"hadoop",1><"world",1>C.<"hello",1,1><"hadoop",1><"world",1>D.<"hello",2><"hadoop",1><"world",1>正确答案：B你选对了4多选(3分)下列关于传统并行计算框架（比如MPI）和MapReduce并行计算框架比较正确的是：A.前者所需硬件价格贵，可扩展性差，后者硬件便宜，扩展性好B.前者相比后者学习起来更难C.前者是共享式(共享内存/共享存储)，容错性差，后者是非共享式的，容错性好D.前者适用于实时、细粒度计算、计算密集型，后者适用于批处理、非实时、数据密集型正确答案：ABCD你选对了5多选(3分)MapReduce1.0的体系结构主要由哪几个部分组成:A.JobTrackerB.TaskTrackerC.ClientD.Task正确答案：ABCD你选对了第8章 Hadoop再探讨1单选(2分)下列说法正确的是:A.HDFS HA可用性不好B.第二名称节点是热备份C.HDFS HA提供高可用性，可实现可扩展性、系统性能和隔离性D.第二名称节点无法解决单点故障问题正确答案：D你选对了2单选(2分)HDFS Federation设计不能解决“单名称节点”存在的哪个问题:A.单点故障问题B.HDFS集群扩展性C.性能更高效D.良好的隔离性正确答案：A你选对了3多选(3分)下列哪些是Hadoop1.0存在的问题：A.抽象层次低B.表达能力有限C.开发者自己管理作业之间的依赖关系D.执行迭代操作效率低正确答案：ABCD你选对了下列对Hadoop各组件的理解正确的是:A.Oozie:工作流和协作服务引擎B.Pig：处理大规模数据的脚本语言C.Kafka：分布式发布订阅消息系统D.Tez：支持DAG作业的计算框架正确答案：ABCD你选对了5多选(3分)对新一代资源管理调度框架YARN的理解正确的是:A.YARN既是资源管理调度框架，也是一个计算框架B.MapReduce2.0是运行在YARN之上的计算框架，由YARN来为MapReduce提供资源管理调度服务C.YARN可以实现“一个集群多个框架”，即在一个集群上部署一个统一的资源调度管理框架D.YARN的体系结构包含三个组件：ResourceManager，NodeManager，ApplicationMaster正确答案：BCD你选对了第9章数据仓库Hive1单选(2分)下列有关Hive和Impala的对比错误的是:A.Hive与Impala中对SQL的解释处理比较相似，都是通过词法分析生成执行计划B.Hive与Impala使用相同的元数据C.Hive适合于长时间的批处理查询分析，而Impala适合于实时交互式SQL查询D.Hive在内存不足以存储所有数据时，会使用外存，而Impala也是如此正确答案：D你选对了2单选(2分)下列关于Hive基本操作命令的解释错误的是:A.create table if not exists usr(id bigint,name string,age int);//如usr表不存在，创建表usr，含三个属性id,name,ageB.load data local inpath ‘/usr/local/data’ overwrite into table usr; //把目录’/usr/local/data’下的数据文件中的数据以追加的方式装载进usr表C.create database userdb;//创建数据库userdbD.insert overwrite table student select * from user where age>10; //向表usr1中插入来自usr表的age大于10的数据并覆盖student表中原有数据正确答案：B你选对了下列说法正确的是：A.Impala和Hive、HDFS、HBase等工具可统一部署在一个Hadoop平台上B.数据仓库Hive不需要借助于HDFS就可完成数据的存储C.Hive本身不存储和处理数据，依赖HDFS存储数据，依赖MapReduce处理数据D.HiveQL语法与传统的SQL语法很相似正确答案：ACD你选对了4多选(3分)Impala主要由哪几个部分组成:A.HiveB.ImpaladC.State StoreD.CLI正确答案：BCD你选对了5多选(3分)以下属于Hive的基本数据类型是:A.BINARYB.STRINGC.FLOATD.TINYINT正确答案：ABCD你选对了第10章 Spark1单选(2分)Spark SQL目前暂时不支持下列哪种语言:A.PythonB.JavaC.ScalaD.Lisp正确答案：D你选对了2单选(2分)RDD操作分为转换（Transformation）和动作（Action）两种类型，下列属于动作（Action）类型的操作的是:A.groupByB.filterC.countD.map正确答案：C你选对了3单选(2分)下列说法错误的是：A.在选择Spark Streaming和Storm时，对实时性要求高（比如要求毫秒级响应）的企业更倾向于选择流计算框架StormB.RDD采用惰性调用，遇到“转换(Transformation)”类型的操作时，只会记录RDD生成的轨迹，只有遇到“动作(Action)”类型的操作时才会触发真正的计算C.Spark支持三种类型的部署方式：Standalone，Spark on Mesos，Spark on YARND.RDD提供的转换接口既适用filter等粗粒度的转换，也适合某一数据项的细粒度转换正确答案：D你选对了4单选(2分)下列关于常见的动作（Action）和转换（Transformation）操作的API解释错误的是:A.filter(func)：筛选出满足函数func的元素，并返回一个新的数据集B.map(func)：将每个元素传递到函数func中，并将结果返回为一个新的数据集C.count()：返回数据集中的元素个数D.take(n)：返回数据集中的第n个元素正确答案：D你选对了5单选(2分)下列大数据处理类型与其对应的软件框架不匹配的是:A.复杂的批量数据处理：MapReduceB.基于历史数据的交互式查询：ImpalaC.基于实时数据流的数据处理：StormD.图结构数据的计算：Hive正确答案：D你选对了6多选(3分)Apache软件基金会最重要的三大分布式计算系统开源项目包括：A.OracleB.HadoopC.StormD.Spark正确答案：ABC你选对了7多选(3分)Spark的主要特点包括:A.运行模式多样B.运行速度快C.通用性好D.容易使用正确答案：ABCD你选对了8多选(3分)下列关于Scala的说法正确的是:A.Scala运行于Java平台，兼容现有的Java程序B.Scala具备强大的并发性，支持函数式编程C.Scala是一种多范式编程语言D.Scala是Spark的主要编程语言，但Spark还支持Java、Python、R作为编程语言正确答案：ABCD你选对了9多选(3分)Spark的运行架构包括:A.运行作业任务的工作节点 Worker NodeB.每个工作节点上负责具体任务的执行进程 ExecutorC.每个应用的任务控制节点 DriverD.集群资源管理器 Cluster Manager正确答案：ABCD你选对了第11章流计算1单选(2分)流计算秉承一个基本理念，即数据的价值随着时间的流逝而，如用户点击流：A.降低B.不确定C.不变D.升高正确答案：A你选对了2单选(2分)Hadoop运行的是MapReduce任务，类似地，Storm运行的任务叫做A.SpoutB.BoltC.TupleD.Topology正确答案：D你选对了3多选(3分)对于一个流计算系统来说，它应达到如下哪些需求:A.海量式B.高性能C.分布式D.实时性正确答案：A、B、C、D你选对了4多选(3分)数据采集系统的基本架构包括哪些部分:A.ControllerB.StoreC.AgentD.Collector正确答案：B、C、D你选对了5多选(3分)以下哪些是开源的流计算框架:A.Facebook PumaB.Yahoo! S4C.IBM InfoSphere StreamsD.Twitter Storm正确答案：B、D你选对了6多选(3分)下面哪几个属于Storm中的Stream Groupings的分组方式:A.按照字段分组B.广播发送C.随机分组D.全局分组正确答案：A、B、C、D你选对了第12章 Flink1单选(2分)以下哪个不是Flink的优势：A.同时支持高吞吐、低延迟、高性能B.不支持增量迭代C.同时支持流处理和批处理D.支持有状态计算正确答案：B你选对了2单选(2分)在Flink中哪个是基于批处理的图计算库：A.SQL&Table库B.FlinkMLC.GellyD.CEP正确答案：C你选对了3多选(3分)下面关于Flink的说法正确的是：A.Flink起源于Stratosphere 项目，该项目是在2010年到2014年间由柏林工业大学、柏林洪堡大学和哈索普拉特纳研究所联合开展的B.Flink可以同时支持实时计算和批量计算C.Flink不是Apache软件基金会的项目D.Flink是Apache软件基金会的5个最大的大数据项目之一正确答案：A、B、D你选对了4多选(3分)Flink的主要特性包括：A.精确一次的状态一致性保障B.批流一体化C.精密的状态管理D.事件时间支持正确答案：A、B、C、D你选对了5多选(3分)下面论述正确的是：A.Spark Streaming通过采用微批处理方法实现高吞吐和容错性，但是牺牲了低延迟和实时处理能力B.Storm虽然可以做到低延迟，但是无法实现高吞吐，也不能在故障发生时准确地处理计算状态C.流处理架构需要具备低延迟、高吞吐和高性能的特性，而目前从市场上已有的产品来看，只有Flink 可满足要求D.Flink实现了Google Dataflow流计算模型，是一种兼具高吞吐、低延迟和高性能的实时流计算框架，并且同时支持批处理和流处理正确答案：A、B、C、D你选对了6多选(3分)Flink常见的应用场景包括：A.数据流水线应用B.事件驱动型应用C.地图应用D.数据分析应用正确答案：A、B、D你选对了7多选(3分)Flink核心组件栈分为哪三层：A.物理部署层B.Runtime核心层C.Core层D.API&Libraries层正确答案：A、B、D你选对了8多选(3分)Flink有哪几种部署模式：A.运行在GCE（谷歌云服务）和EC2（亚马逊云服务）上B.YARN集群模式C.Standalone集群模式D.Local模式正确答案：A、B、C、D你选对了9多选(3分)Flink系统主要由两个组件组成，分别为:A.JobManagerB.JobSchedulerC.TaskSchedulerD.TaskManager正确答案：A、D你选对了10多选(3分)在编程模型方面，Flink 提供了不同级别的抽象，以开发流或批处理作业，主要包括哪几个级别的抽象：A.DataStream API（有界或无界流数据）以及 DataSet API（有界数据集）B.Table APIC.状态化的数据流接口D. SQL正确答案：A、B、C、D你选对了第13章图计算1单选(2分)Pregel是一种基于模型实现的并行图处理系统:A.TSPB.STPC.BSPD.SBP正确答案：C你选对了2单选(2分)谷歌在后Hadoop时代的新“三驾马车”不包括:A.CaffeineB.DremelC. PregelD.Hama正确答案：D你选对了3多选(3分)下列哪些是以图顶点为中心的，基于消息传递批处理的并行图计算框架：A.HamaB.GiraphC.PregelD.Neo4j正确答案：A、B、C你选对了4多选(3分)以下关于Pregel图计算框架说法正确的是:A.通常只对满足交换律和结合律的操作才会开启Combiner功能B.Pregel采用检查点机制来实现容错C.对于全局拓扑改变，Pregel采用了惰性协调机制D.Aggregator提供了一种全局通信、监控和数据查看的机制正确答案：A、B、C、D你选对了第14章大数据在不同领域的应用1单选(2分)下列说法错误的是：A.ItemCF算法推荐的是那些和目标用户之前喜欢的物品类似的其他物品B.基于用户的协同过滤算法（简称UserCF算法）是目前业界应用最多的算法erCF算法推荐的是那些和目标用户有共同兴趣爱好的其他用户所喜欢的物品erCF算法的推荐更偏向社会化，而ItemCF算法的推荐更偏向于个性化正确答案：B你选对了2多选(3分)推荐方法包括哪些类型:A.专家推荐B.协同过滤推荐C.基于内容的推荐D.基于统计的推荐正确答案：A、B、C、D你选对了期末试卷1单选(2分)数据产生方式的变革主要经历了三个阶段，以下哪个不属于这三个阶段：A.运营式系统阶段B.感知式系统阶段C.数据流阶段D.用户原创内容阶段正确答案：C你选对了2单选(2分)第三次信息化浪潮的发生标志是以下哪种技术的普及：A.互联网B.CPUC.物联网、云计算和大数据D.个人计算机正确答案：C你选对了3单选(2分)在Flink中哪个是基于批处理的图计算库：A.SQL&Table库B.CEPC. GellyD. FlinkML正确答案：C你选对了4单选(2分)Hadoop的两大核心是和A.MapReduce; HBaseB. HDFS; HBaseC.HDFS; MapReduceD.GFS; MapReduce正确答案：C你选对了5单选(2分)HDFS默认的一个块大小是A.64MBB.8KBC. 32KBD.16KB正确答案：A你选对了6单选(2分)在分布式文件系统HDFS中，负责数据的存储和读取:A.数据节点B.第二名称节点C.名称节点D.主节点正确答案：A你选对了7单选(2分)上传当前目录下的本地文件file.txt到分布式文件系统HDFS的“/path”目录下的Shell命令是：A.hdfs dfs -put /path file.txtB.hadoop dfs -put /path file.txtC.hdfs fs -put file.txt /pathD.hdfs dfs -put file.txt /path正确答案：D你选对了8单选(2分)在HDFS根目录下创建一个文件夹/test，且/test文件夹内还包含一个文件夹dir，正确的shell命令是:A.hadoop fs -mkdir -p /test/dirB.hdfs fs -mkdir -p /test/dirC.hadoop dfs -mkdir /test/dirD.hdfs dfs *mkdir -p /test/dir正确答案：A你选对了9单选(2分)下列有关HBase的说法正确的是：A.在向数据库中插入记录时，HBase和关系数据库一样，每次都是以“行”为单位把整条记录插入数据库B.HBase是针对谷歌BigTable的开源实现，是高可靠、高性能的图数据库C.HBase是一种NoSQL数据库。
分布式文件系统HDFSPPT课件
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
2
3.1 分布式文件系统
• 3.1.1 • 3.1.2
计算机集群结构 分布式文件系统的结构
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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3.1.1计算机集群结构
•分布式文件系统把文件分布存储到多个计算机节点上，成千上万的计算 机节点构成计算机集群 •与之前使用多个处理器和专用高级硬件的并行化处理装置不同的是，目 前的分布式文件系统所采用的计算机集群，都是由普通硬件构成的，这就 大大降低了硬件上的开销
客户端 文件名或数据块号 名称节点
(Client)
(NameNode)
数据块号、数据块位置
写数据 读数据
数据节点 (DataNode)
数据节点 （DataNode）
……
本地Linux文件系统
本地Linux文件系统
机架1
……
备份
数据节点
数据节点
（DataNode）
（DataNode）
……
本地Linux文件系统
Ø名称节点起来之后，HDFS中的更新操作会重新写到EditLog 文件中，因为FsImage文件一般都很大（GB级别的很常见）， 如果所有的更新操作都往FsImage文件中添加，这样会导致系 统运行的十分缓慢，但是，如果往EditLog文件里面写就不会这 样，因为EditLog 要小很多。每次执行写操作之后，且在向客户 端发送成功代码之前，edits文件都需要同步更新。
《大数据技术及应用》
信息科学与技术学院
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3.4.3通信协议
• HDFS是一个部署在集群上的分布式文件系统，因此，很多 数据需要通过网络进行传输。 • 所有的HDFS通信协议都是构建在TCP/IP协议基础之上的。 • 客户端通过一个可配置的端口向名称节点主动发起TCP连 接，并使用客户端协议与名称节点进行交互。 • 名称节点和数据节点之间则使用数据节点协议进行交互。 • 客户端与数据节点的交互是通过RPC（Remote Procedure Call）来实现的。在设计上，名称节点不会主动发起RPC， 而是响应来自客户端和数据节点的RPC请求。
hdfs中dfs
HDFS中DFS介绍分布式文件系统（Distributed File System，DFS）是一种用于存储和管理大规模数据的系统。
Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System，HDFS）是由Apache开发的一个开源分布式文件系统，用于支持大规模数据处理应用的存储。
本文将详细介绍HDFS中的DFS的相关概念、架构和工作原理。
DFS的概念DFS是分布式文件系统的核心组件，它是将数据分布到多个节点上存储的一种文件系统。
DFS主要解决了大规模数据的存储和管理问题，保证了数据的高可靠性和高可用性。
HDFS的架构HDFS的架构是基于master-slave模式的，其中包含一个NameNode（主节点）和多个DataNode（从节点）。
NameNode负责管理文件系统的命名空间、存储元数据和控制数据读写操作，DataNode负责存储实际的数据块和处理数据的读写请求。
DFS的工作原理1.数据分块：当客户端要向DFS中写入数据时，首先将数据切分成固定大小的数据块（默认大小为128MB），然后将这些数据块分布在多个DataNode上存储。
2.元数据管理：NameNode负责管理文件系统的元数据，包括文件的命名空间、目录结构和数据块的位置等信息。
NameNode将这些元数据保存在内存中，并定期持久化到磁盘上。
3.数据访问：当客户端要读取数据时，首先向NameNode发送读取请求，NameNode返回包含数据块位置的元数据信息。
然后客户端直接与存储数据块的DataNode进行通信，读取数据块的内容。
4.数据一致性：HDFS使用写一次、多次读取的模式来保证数据的一致性。
当客户端要向DFS中写入数据时，先将数据写入一个临时文件，然后通知NameNode进行元数据的更新。
在大部分DataNode都成功接收到数据块后，NameNode将接收到的数据块认定为永久数据，此时客户端可正常访问。
大数据_hadoop_分布式文件系统
2.HDFS
HDFS(Hadoop Distributed File System)是Hadoop项目 的核心子项目，是Hadoop主要应用的一个分布式文件系统。 注：HDFS只是Hadoop抽象文件系统的一个实例，还包括本地 文件系统、HFTP、S3等。
一、Hadoop文件系统
1.Hadoop文件系统
二、HDFS简介
1.HDFS
HDFS是基于流数据模式访问和处理超大文件的需求而开 发的，它可以运行于廉价的商用服务器上。
2.HDFS的主要特点：
（1）处理超大文件 实际应用中，HDFS已经用来存储PB级的数据了。 （2）流式的访问数据 运行在HDFS上的应用程序必须流式地访问他们的数据集。 HDFS的设计适合批量处理，而不是用户交互式的。重点是数 据吞吐量（通常分析任务都会涉及数据集的大部分数据不适合低延迟数据访问
HDFS是为了处理大型数据集分析任务，主要是为了达到 高的数据吞吐量而设计的，这就要求可能以高延迟为代价。 注：对于低延迟的访问需求，HBase是更好地选择。
（2）无法高效存储大量小文件 Hadoop中由namenode负责将文件系统中的元数据存储在 内存中，因此文件系统存储的文件总数受限于namenode的内 存容量。当存储大量的小文件时，会大大增加namenode的工 作压力，检索处理元数据所需的时间就会很长。
四、HDFS的基本操作
1.HDFS命令行操作
可以通过命令行接口和HDFS进行交互。
（1）下面以单机上运行Hadoop、执行单机伪分布为 例：
在单机伪分布中需要修改两个配置属性： ① 修改属性： 令 =hdfs://localhost/ 注：hadoop默认使用HDFS文件系统；在本机localhost运行 HDFS，其端口默认采用8020.
hdfs中dfs
hdfs中dfsHDFS（Hadoop Distributed File System）中DFSHadoop Distributed File System（HDFS）是Apache Hadoop生态系统中最核心的组件之一。
它是一种被设计用于大规模数据处理和分布式存储的文件系统。
HDFS的设计目标是提供高可靠性、高可扩展性和高容错性，以满足大规模数据处理的需求。
本文将重点介绍HDFS中的DFS（Distributed File System）的相关内容。
DFS是HDFS的核心模块，负责将数据分布式地存储在集群中的各个节点上。
在Hadoop集群中，所有的数据都被切分成固定大小的块（block），这些块被分布式地存储在不同的节点上。
HDFS的块的默认大小是128MB，这种设计是为了在大规模数据处理时提供高效的访问性能。
当一个文件被上传到HDFS时，DFS会将文件切分成多个块，并将这些块存储在不同的节点上。
这种分布式存储的方式保证了数据的高可靠性和冗余性。
每个块会被复制到不同的节点上，这样即使某个节点发生故障，数据仍然能够被访问。
HDFS的DFS采用了主从架构，集群中有一个NameNode和多个DataNode。
NameNode负责管理文件系统的命名空间和块的分布情况，而DataNode则负责存储和服务于数据块。
NameNode是HDFS的核心组件，它保存了整个文件系统的元数据信息。
元数据包括文件和目录的名称、大小、创建时间、修改时间等。
当一个客户端需要访问文件时，它会先向NameNode发送请求，获取所需文件的块的位置信息，然后再直接和拥有这些块的DataNode通信。
为了保证系统的可靠性，HDFS将数据块的复制策略作为一个重要的设计考虑因素。
HDFS默认将数据块复制到集群的不同机架上的不同节点上，这样可以在机架或节点发生故障时提供数据的冗余备份，确保数据的高可用性。
DFS还支持手动或自动地增加或减少数据块的复制数量。
分布式存储系统及解决方案介绍
分布式存储系统及解决方案介绍分布式存储系统是指将数据分散存储在多个节点或服务器上，以实现高可靠性、高性能和可扩展性的存储解决方案。
分布式存储系统广泛应用于云计算、大数据分析和存储等领域。
本文将介绍几种常见的分布式存储系统及其解决方案。
1. Hadoop分布式文件系统（HDFS）：Hadoop分布式文件系统是Apache Hadoop生态系统的一部分，用于存储大规模数据集。
该系统基于块存储模型，将文件划分为块，并将这些块分布式存储在多个节点上。
HDFS使用主从架构，其中NameNode负责管理文件系统的命名空间和协调数据块的存储位置，而DataNode负责实际的数据存储。
HDFS提供了高吞吐量和容错性，但对于小型文件存储效率较低。
2. Ceph分布式文件系统：Ceph是一个开源的分布式存储系统，能够提供可伸缩的冗余存储。
其架构包括一个Ceph存储集群，其中包含多个Ceph Monitor节点、Ceph Metadata Server节点和Ceph OSD（对象存储守护进程）节点。
Ceph仅需依赖于普通的网络和标准硬件即可构建高性能和高可靠性的存储系统。
Ceph分布式文件系统支持POSIX接口和对象存储接口，适用于各种应用场景。
3. GlusterFS分布式文件系统：GlusterFS是一个开源的分布式文件系统，能够提供高可用性和可扩展性的存储解决方案。
它使用类似于HDFS的块存储模型，将文件划分为固定大小的存储单元，并将这些存储单元分布式存储在多个节点上。
GlusterFS采用主从架构，其中GlusterFS Server节点负责存储数据和文件系统元数据，而GlusterFS Client节点提供文件系统访问接口。
GlusterFS具有良好的可伸缩性和容错性，并可以支持海量数据存储。
4. Amazon S3分布式存储系统：Amazon S3（Simple Storage Service）是亚马逊云服务提供的分布式对象存储系统。
大数据存储方式概述
大数据存储方式概述在当今信息时代，大数据已经成为各行各业的重要组成部分。
随着数据量的不断增长，如何高效地存储大数据成为了一个重要课题。
本文将从不同的角度对大数据存储方式进行概述，帮助读者更好地了解大数据存储的基本原理和方法。
一、分布式文件系统存储方式1.1 Hadoop分布式文件系统（HDFS）HDFS是Apache Hadoop项目的核心组件，采用分布式存储的方式，将大文件切分成多个块存储在不同的节点上，保证数据的可靠性和高可用性。
1.2 Google文件系统（GFS）GFS是Google开发的分布式文件系统，具有高容错性和高扩展性的特点，适用于大规模的数据存储和处理。
1.3 Amazon S3Amazon S3是亚马逊提供的对象存储服务，通过简单的API接口可以实现大规模数据的存储和访问，适用于云计算环境下的大数据存储。
二、分布式数据库存储方式2.1 HBaseHBase是基于Hadoop的分布式数据库，采用列式存储的方式，适用于实时读写大规模数据的场景，具有高性能和可伸缩性。
2.2 CassandraCassandra是一个高可用的分布式数据库系统，采用分区存储和副本复制的方式，适用于分布式数据存储和处理。
2.3 MongoDBMongoDB是一个NoSQL数据库，采用文档存储的方式，适用于存储半结构化和非结构化数据，具有灵活的数据模型和高性能的特点。
三、内存数据库存储方式3.1 RedisRedis是一个高性能的内存数据库，采用键值对存储的方式，适用于缓存和实时数据处理的场景，具有快速的读写速度和持久化功能。
3.2 MemcachedMemcached是一个分布式内存对象缓存系统，适用于存储热点数据和加速数据访问，具有简单的设计和高性能的特点。
3.3 AerospikeAerospike是一个高性能的NoSQL数据库，采用内存和闪存混合存储的方式，适用于实时数据处理和高并发访问的场景，具有可扩展性和可靠性。
简述hdfs主要组件的功能
HDFS主要组件的功能简述Hadoop Distributed File System (HDFS) 是一种分布式文件系统，主要用于存储和处理大规模数据。
HDFS主要由以下几个组件构成：1. NameNodeNameNode是HDFS的主节点，负责管理整个文件系统的命名空间。
它维护了所有文件和目录的元数据信息，并记录了它们在哪些数据节点上存储。
当客户端请求读写文件时，Nam eNode会返回相应的数据节点地址，以便客户端直接访问。
2. DataNodeDataNode是HDFS的数据节点，负责存储实际的数据块。
它们接收来自客户端的写请求，并将数据分成固定大小的块进行存储。
DataNode还会周期性地向NameNode发送心跳信号，以便NameNode了解它们的健康状态。
3. Secondary NameNodeSecondary NameNode并不是NameNode的备份节点，它的主要作用是帮助NameNode管理元数据信息。
它定期从NameNode中获取元数据信息，并将其合并成一个新的镜像文件。
这样，如果NameNode发生故障，可以使用该镜像文件恢复元数据信息。
4. ClientClient是HDFS的客户端，负责与HDFS进行交互。
它们可以通过HDFS API或命令行工具访问HDFS，读写文件或目录。
Client还可以向NameNode查询文件或目录的元数据信息。
5. BlockHDFS将文件分成固定大小的块进行存储，默认是128MB。
每个块都会被存储在不同的Dat aNode上，以实现数据的冗余备份。
块的大小可以通过配置文件进行修改。
6. RackRack是一种逻辑概念，用于描述一组DataNode所在的物理位置。
在HDFS中，每个DataNode都属于一个Rack，而Rack之间通过网络连接进行通信。
HDFS会尽量将同一块数据存储在不同的Rack上，以提高数据的可靠性和可用性。
7. ReplicationHDFS通过复制机制来保证数据的可靠性和可用性。
分布式存储系统及解决方案介绍
分布式存储系统及解决方案介绍分布式存储系统是指通过将数据分布在多个存储节点上实现数据存储和访问的系统。
它通过数据的冗余备份和分布，提高了系统的可靠性和可扩展性，并能通过并行读写提升系统的性能。
下面将介绍几种常见的分布式存储系统及其解决方案。
1. Hadoop分布式文件系统（HDFS）HDFS是Apache Hadoop项目的核心组件之一，它使用大规模计算集群存储和处理大规模数据集。
HDFS采用了冗余备份机制，将数据分布在多个存储节点上，以提供高可靠性和容错性。
同时，HDFS采用了多副本机制，将数据复制到不同的节点上，以提供高可用性和读取性能。
解决方案：-均衡数据负载：HDFS通过将数据分布在多个节点上，实现均衡的数据负载，提高整个系统的读写性能。
-自动故障检测与恢复：HDFS具有自动检测节点故障并重新复制数据的功能，从而提高数据的可靠性。
-大规模并行处理：HDFS支持将数据划分成多个数据块，并行处理多个数据块，提升系统的处理能力。
2. GlusterFSGlusterFS是一个开源的分布式文件系统，它允许将多个存储节点组合成一个存储池，并提供统一的文件系统接口。
GlusterFS采用分布式哈希表作为元数据管理机制，将数据分布在多个节点上，并提供冗余备份和数据恢复机制。
解决方案：- 弹性伸缩：GlusterFS支持动态添加和移除存储节点，以适应不断变化的存储需求，提供弹性伸缩的能力。
- 均衡负载：GlusterFS使用分布式哈希表进行数据分布，实现均衡的数据负载，提高系统的读写性能。
- 数据冗余和恢复：GlusterFS提供冗余备份和故障恢复机制，以保证数据的可靠性和可用性。
3. CephCeph是一个分布式存储系统，它将数据划分成多个对象，并将对象存储在多个存储节点上。
Ceph通过分布式哈希算法将对象映射到存储节点上，实现均衡的数据负载。
解决方案：- 弹性伸缩：Ceph支持动态添加和移除存储节点，以适应存储需求的变化，并能自动平衡数据分布，提供弹性伸缩的能力。
机器学习-分布式机器学习
H议ad程oop MapReduce框架
• 作业的提交和执行的过程如右 图所示。
MapReduce程序
① 运行
用户
②获取点 ③复制job资源
⑥ 检索输入字段
Job追踪
⑤初始化job
Job追踪节点
⑦返回任务
文件共享系统 （如：HDFs）
⑧ 检索任务资源
任务追踪
议I程n-graph模式
• 这一模式与单机多GPU模式相比，是由一个数据节点和多机多计算节点组成 ，通过数据节点实现训练数据分发，一般采用gRPC协议，即Google通过对 RPC协议进行封装，简化了网络调用方式。计算节点通过使用join操作公开 一个网络接口，等待接收计算任务，客户端在使用时将任务指定到某一个 计算节点上进行计算，调用方法与单机模式下指定GPU是一样的。
分布式机器学习框架
• 分布式机器学习是机器学习领域的一大主要研究方向，其中MapReduce适合 做离线计算，Storm适合做流式计算，Spark是内存计算框架，能快速得到计 算结果。分布式机器学习平台归类为三种基本设计方法：基本数据流、参 数服务器模型以及高级数据流。基于这三种方法来介绍分布式机器学习框 架。
议Spa程rk
• Spark的基本框架如下图所示。
驱动程序 启动环境
集群管理器
工作节点 执行程序 缓存
任务 任务
工作节点 执行程序
缓存
任务 任务
议Spa程rk
• Spark应用核心由启动环境和执行程序两部分组成，其中执行程序负责执行 任务，运行执行程序的机器是工作节点，而启动环境由用户程序启动，通 过集群管理器与各个执行程序进行通信。集群管理器主要负责集群的资源 管理和调度，目前支持Standalone、Apache Mesos和YARN三种类型的管理器 。
hadoop之分布式文件管理系统HDFS
hadoop之分布式⽂件管理系统HDFS0.什么是HDFSHDFS（Hadoop Distributed File System），它是⼀个⽂件系统，⽤于存储⽂件，通过⽬录树来定位⽂件；其次，它是分布式的，由很多服务器联合起来实现其功能，集群中的服务器有各⾃的⾓⾊。
HDFS的使⽤场景：适合⼀次写⼊，多次读出的场景，且不⽀持⽂件的修改。
适合⽤来做数据分析，并不适合⽤来做⽹盘应⽤1.HDFS 的优缺点优点：⾼容错性（1）数据⾃动保存多个副本。
它通过增加副本的形式，提⾼容错性。
（2）某⼀个副本丢失以后，它可以⾃动恢复。
适合处理⼤数据，1）数据规模：能够处理数据规模达到GB、TB、甚⾄PB级别的数据；2）⽂件规模：能够处理百万规模以上的⽂件数量，数量相当之⼤。
可构建在廉价机器上，通过多副本机制，提⾼可靠性缺点：不适合低延时数据访问，⽐如毫秒级的存储数据，是做不到的⽆法⾼效的对⼤量⼩⽂件进⾏存储。
不⽀持并发写⼊、⽂件随机修改。
⼀个⽂件只能有⼀个写，不允许多个线程同时写；仅⽀持数据append（追加），不⽀持⽂件的随机修改2.HDFS的架构（1）NameNode：就是master他是⼀个主管，管理者。
管理HDFS的命名空间，配置副本信息，管理数据块映射信息，处理客户端读写请求。
（2）DataName：就是Slave，NameNode下达命令，DataNode执⾏实际的操作。
存储实际的数据块，执⾏数据块的读写操作（3）Client：就是客户端。
⽂件切分。
⽂件上传HDFS的时候，Client将⽂件切分成⼀个⼀个的Block，然后进⾏上传；与NameNode交互，获取⽂件的位置信息；与DataNode交互，读取或者写⼊数据；Client提供⼀些命令来管理HDFS，⽐如NameNode格式化；Client可以通过⼀些命令来访问HDFS，⽐如对HDFS增删查改操作；（4）Secondary NameNode，并⾮NameNode的热备。
hadoop介绍讲解
hadoop介绍讲解Hadoop是一个由Apache软件基金会开发的开源分布式系统。
它的目标是处理大规模数据集。
Hadoop可以更好地利用一组连接的计算机和硬件来存储和处理海量数据集。
Hadoop主要由Hadoop分布式文件系统（HDFS）和MapReduce两部分组成。
以下是hadoop的详细介绍。
1. Hadoop分布式文件系统（HDFS）HDFS是Hadoop的分布式文件系统。
HDFS将大量数据分成小块并在多个机器上进行存储，从而使数据更容易地管理和处理。
HDFS适合在大规模集群上存储和处理数据。
它被设计为高可靠性，高可用性，并且容错性强。
2. MapReduceMapReduce是Hadoop中的计算框架。
它分为两个阶段：Map和Reduce。
Map阶段将数据分为不同的片段，并将这些片段映射到不同的机器上进行并行处理，Reduce阶段将结果从Map阶段中得到，并将其组合在一起生成最终的结果。
MapReduce框架根据数据的并行处理进行拆分，而输出结果则由Reduce阶段组装而成。
3. Hadoop生态系统Hadoop是一个开放的生态系统，其包含了许多与其相关的项目。
这些项目包括Hive，Pig，Spark等等。
Hive是一个SQL on Hadoop工具，用于将SQL语句转换为MapReduce作业。
Pig是另一个SQL on Hadoop工具，它是一个基于Pig Latin脚本语言的高级并行运算系统，可以用于处理大量数据。
Spark是一个快速通用的大数据处理引擎，它减少了MapReduce 的延迟并提供了更高的数据处理效率。
4. Hadoop的优点Hadoop是一个灵活的、可扩展的与成本优势的平台，它可以高效地处理大规模的数据集。
同时，它的开放式和Modular的体系结构使得其在大数据环境下无论是对数据的处理还是与其他开发者的协作都非常便利。
5. 总结Hadoop是一个很好的大数据处理工具，并且在行业中得到了广泛的应用。
《云计算之HDFS》课件
云计算之HDFS
HDFS架构
1 NameNode
Nam eNo d e 是HDFS的主节点，负责管理文件系统的元数据信息和协调数据存储。
2 DataNode
DataNode是HDFS的数据节点，负责存储文件的实际数据块。
云计算之HDFS
HDFS文件系统
1 文件系统命名空间
2 数据块
HDFS的文件系统命名空间是一个层次结构， 类似于传统文HDFS将继续演进，更好地满足大规模数据存储和处理的需求。
《云计算之HDFS》PPT课 件
介绍云计算中的HDFS，包括HDFS的定义和特点。
云计算之HDFS
简介
1 什么是HDFS
HDFS（Hadoop Distributed File System ）是一种分布式文件系统，用于在大规模计 算机集群上存储和处理大数据。
2 HDFS的特点
HDFS具有高可用性、扩展性和容错性等特点，可以处理大规模数据。
云计算之HDFS
HDFS管理与维护
1 HDFS数据备份
HDFS通过复制数据块到多个DataNode上进行容错存储。
2 HDFS容错机制
HDFS具有故障检测和自动故障恢复的机制，保证数据的可靠性和可用性。
3 HDFS性能调优
Hadoop提供了一系列性能调优的方案，使得HDFS在处理大规模数据时更高效。
HDFS将文件划分为固定大小的数据块，并将 这些数据块存储在不同的DataNode上。
云计算之HDFS
HDFS数据流
1 读取流程
当用户读取文件时，Hadoop会将数据从不 同的DataNode上获取并进行组装，最终返 回给用户。
2 写入流程
当用户写入文件时，Hadoop会将数据切分 成数据块，并将数据块复制到多个 DataNode上进行容错。
大数据技术原理与应用_厦门大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
大数据技术原理与应用_厦门大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.数据产生方式的变革主要经历了三个阶段，以下哪个不属于这三个阶段：答案:数据流阶段2.第三次信息化浪潮的发生标志是以下哪种技术的普及：答案:物联网、云计算和大数据3.在Flink中哪个是基于批处理的图计算库：答案:Gelly4.Hadoop的两大核心是和答案:HDFS; MapReduce5.HDFS默认的一个块大小是答案:64MB6.在分布式文件系统HDFS中，负责数据的存储和读取:答案:数据节点7.上传当前目录下的本地文件file.txt到分布式文件系统HDFS的“/path”目录下的Shell命令是：答案:hdfs dfs -put file.txt /path8.在HDFS根目录下创建一个文件夹/test，且/test文件夹内还包含一个文件夹dir，正确的shell命令是:答案:hadoop fs -mkdir -p /test/dir9.下列有关HBase的说法正确的是：答案:HBase是一种NoSQL数据库10.已知一张表student存储在HBase中，向表中插入一条记录{id:2015001,name:Mary,{score:math}:88}，其id作为行键，其中，在插入数学成绩88分时，正确的命令是:答案:put 'student','2015001','score:math','88'11.NoSQL数据库的三大理论基石不包括:答案:ACID12.在设计词频统计的MapReduce程序时，对于文本行“hello bigdata hellohadoop”，经过map函数处理后直接输出的结果应该是（没有发生combine 和merge操作）:<"hello",1>、<"hello",1>、<"bigdata",1>和<"hadoop",1>13.假设已经配置好PATH环境变量，启动Hadoop的命令是:答案:start-dfs.sh14.下列说法错误的是：答案:第二名称节点是热备份，而HDFS HA不是热备份15.RDD操作包括转换（Transformation）和动作(Action)两种类型，下列RDD操作属于动作（Action）类型的是:答案:collect16.下列关于Hive的说法正确的是:Hive支持批量导入17.大数据的特点包括:答案:数据种类繁多数据量大价值密度低处理速度快18.下列适用于批处理计算的框架有哪些：答案:SparkMapReduce19.下列适用于流计算的框架有哪些:答案:StormSpark Streaming20. Flink核心组件栈分为哪三层：答案:API&Libraries层物理部署层Runtime核心层21.从技术架构上来看，物联网可以分为哪几层:答案:网络层应用层处理层感知层22.HBase需要根据哪些属性来唯一地确定一个单元格(cell)中的某个版本数据:答案:列限定符列族时间戳23.典型的NoSQL数据库的类型包括：答案:图数据库键值数据库列族数据库文档数据库24.CAP是指：答案:一致性可用性分区容忍性25.云计算主要包括哪3种类型：答案:SaaSIaaS26.以下属于流计算的应用有哪些：答案:购物网站的广告推荐实时交通路线推荐27.下列关于图计算产品Pregel的说法正确的是：答案:Pregel是一种基于BSP模型实现的并行图处理系统在每个超步中，每个顶点会根据其接收消息的最大值和自身值比较，来确定自己状态作何种改变当多个顶点的操作请求发生冲突时，Pregel采用局部有序和Handler来解决冲突28.下列哪些是图计算框架Pregel的应用:答案:二分匹配单源最短路径PageRank29.关于Spark的特性说法正确的是:答案:Spark的计算模式也属于MapReduce，但编程模型比Hadoop MapReduce 更灵活Spark基于DAG的任务调度执行机制，要优于Hadoop MapReduce的迭代执行机制Scala是Spark的主要编程语言，但Spark还支持Java、Python、R作为编程语言Spark提供了内存计算，可将中间结果放到内存中，对于迭代运算效率更高30.BASE的基本含义是：答案:基本可用最终一致性软状态31.Hadoop是Apache软件基金会旗下的一个开源分布式计算平台，是基于Java语言开发的，具有很好的跨平台特性。
Hadoop应用开发-Hadoop分布式文件系统HDFS
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元数据持久化机制
Ø对文件系统的每次更改会被以日志记录的方式记录进EditLog事务
4.4日志HD中F，S元Nam数eNo据de会管在理本机地文制件系统中创建一个文件（如图4-7所
示）来储EditLog事务日志。完整的元数据会被持久化到本地文 件系统中的FSImage文件中
4.2独立HD存F储S的。文基件本被切概分念后的block在Linux文件系统的视角下就是一
个一个的文件
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数据复制 data replication
ØHDFS是一个非常适合存放超大文件的文件系统，但是在HDFS 集群上将文件拆分为block存放时，单个block的损坏会对文 件的整体性造成影响。因此作为容错的考虑，block的复制策
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6. 连接全部建立成功后，客户端开始向第一个节点传输第 一个block。该block数据以packet为单位进行传输。数 据的校验则是以更小的chunk单位进行。数据在客户端
4.3 本HD地F和S的da数tan据od读e端写都流有程读取和写入的缓存队列。每一次
packet在pipeline上的传输都需要反向应答。直到写完 预定的block为止。同样的，节点1、节点2和节点3之间 也会以同样的方式同步传输。 7. 当第一个block传输完成后，客户端再次发送请求到 NameNode，将整个流程再次重复。
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hadoop fs –get <src> <localdst>复制文件到本地文件系统。 （copyToLocal命令同get相似）
4.5 HDFS Shell命令 hadoop fs -rm <path>删除指定的文件。只删除非空目录和文件。
分布式文件系统设计简述
分布式文件系统设计简述分布式文件系统设计简述一、引言分布式文件系统是为了解决大规模数据存储和访问的问题而设计的一种系统。
它通过将数据分散存储在多个节点上，提供高可靠性、高性能和可扩展性。
本文将对分布式文件系统的设计进行简要介绍。
二、分布式文件系统的基本原理1. 数据划分与复制分布式文件系统将大文件划分为多个块，并在不同节点上进行复制。
这样可以提高数据的可靠性和访问速度。
2. 元数据管理元数据是指描述文件属性和位置等信息的数据。
分布式文件系统使用集中式或分布式的元数据管理方式，确保文件的一致性和可靠性。
3. 数据访问与传输分布式文件系统支持并发读写操作，并通过网络传输数据。
它通常采用副本选择策略来选择最近或最快的节点进行数据访问。
三、常见分布式文件系统设计方案1. Google 文件系统（GFS）GFS 是 Google 公司开发的一种分布式文件系统，它采用了大块存储、冗余复制和集中管理等技术。
GFS 能够处理 PB 级别的数据，并具有高可用性和容错能力。
2. Hadoop 分布式文件系统（HDFS）HDFS 是 Apache Hadoop 生态系统中的一种分布式文件系统，它采用了类似GFS 的设计思想。
HDFS 适用于大规模数据处理和分析，具有高吞吐量和容错性。
3. Ceph 文件系统Ceph 是一种分布式对象存储和文件系统，它具有高可靠性、可扩展性和自修复能力。
Ceph 文件系统支持多种访问接口，并提供了强大的数据保护机制。
四、分布式文件系统的设计考虑因素1. 可靠性与容错性分布式文件系统需要具备高可靠性和容错能力，能够自动检测和修复节点故障，并保证数据的完整性。
2. 性能与扩展性分布式文件系统需要具备高吞吐量和低延迟的特点，能够支持大规模数据访问和处理，并能够方便地扩展节点数量。
3. 数据一致性与并发控制分布式文件系统需要保证多个节点之间的数据一致性，并提供有效的并发控制机制，避免数据冲突和竞争条件。
大数据技术原理与应用
图10-9 2008年世界各国GDP数据
10.2.3 地图工具
• 1. Google Fusion Tables Google Fusion Tables让一般使用者也可以轻松制作出专业的统计地图。该 工具可以让数据表呈现为图表、图形和地图，从而帮助发现一些隐藏在数 据背后的模式和趋势。 • 2. Modest Maps Modest Maps是一个小型、可扩展、交互式的免费库，提供了一套查看卫 星地图的API，只有10KB大小，是目前最小的可用地图库，它也是一个开 源项目，有强大的社区支持，是在网站中整合地图应用的理想选择。 • 3. Leaflet Leaflet是一个小型化的地图框架，通过小型化和轻量化来满足移动网页的 需要。
（3）辅助理解数据
图10-5 微软“人立方”展示的人物关系图
10.1.3 可视化的重要作用
（4）增强数据吸引力
图10-6 一个可视化的图表新闻实例
10.2 可视化工具
10.2.1 入门级工具 10.2.2 信息图表工具 10.2.3 地图工具 10.2.4 时间线工具 10.2.5 高级分析工具
10.1.2 可视化的发展历程
• 20世纪50年代，随着计算机的出现和计算机图形学的发展，人们可 以利用计算机技术在电脑屏幕上绘制出各种图形图表，可视化技术开 启了全新的发展阶段。最初，可视化技术被大量应用于统计学领域， 用来绘制统计图表，比如圆环图、柱状图和饼图、直方图、时间序列 图、等高线图、散点图等，后来，又逐步应用于地理信息系统、数据 挖掘分析、商务智能工具等，有效促进了人类对不同类型数据的分析 与理解 • 随着大数据时代的到来，每时每刻都有海量数据在不断生成，需要 我们对数据进行及时、全面、快速、准确的分析，呈现数据背后的价 值，这就更需要可视化技术协助我们更好地理解和分析数据，可视化 成为大数据分析最后的一环和对用户而言最重要的一环
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● 适合数据备份：每个文件块都可以冗余存储到多个节点上，大大 提高了系统的容错性和可用性
10.3.2 名称节点和数据节点
?名称节点记录了每个文件中各个块所在的数据节点的位置信息
根目录
名称节点 (NameNode) FsImage EditLog
目录 块
目录 文件
…
目录 块
记录了所有针对文件的创建、删除、 重命名等操作
图10-3 名称节点的数据结构
10.3.2 名称节点和数据节点
FsImage文件
?FsImage文件包含文件系统中所有目录和文件inode的序列化形 式。每个inode是一个文件或目录的元数据的内部表示，并包含 此类信息：文件的复制等级、修改和访问时间、访问权限、块 大小以及组成文件的块。对于目录，则存储修改时间、权限和 配额元数据
如何解决？答案是：SecondaryNameNode第二名称节点
第二名称节点是HDFS架构中的一个组成部分，它是用来保存名称节点中对 HDFS 元数据信息的备份，并减少名称节点重启的时间。 SecondaryNameNode一般是单独运行在一台机器上。
10.3.2 名称节点和数据节点
SecondaryNameNode的工作情况： （1）SecondaryNameNode会定期和 NameNode通信，请求其停止使用EditLog文 件，暂时将新的写操作写到一个新的文件 edit.new上来，这个操作是瞬间完成，上层写 日志的函数完全感觉不到差别；
?FsImage文件没有记录块存储在哪个数据节点。而是由名称节 点把这些映射保留在内存中，当数据节点加入HDFS集群时，数 据节点会把自己所包含的块列表告知给名称节点，此后会定期 执行这种告知操作，以确保名称节点的块映射是最新的。
10.3.2 名称节点和数据节点
名称节点的启动
?在名称节点启动的时候，它会将FsImage文件中的内容加载到内存中，之 后再执行EditLog文件中的各项操作，使得内存中的元数据和实际的同步， 存在内存中的元数据支持客户端的读操作。
云计算与大规模数据处理 第10章 分布式文件系统HDFS
提纲
? 10.1 分布式文件系统 ? 10.2 HDFS 简介 ? 10.3 HDFS 相关概念 ? 10.4 HDFS 体系结构 ? 10.5 HDFS 存储原理 ? 10.6 HDFS 数据读写过程 ? 10.7 HDFS 编程实践
10.1 分布式文件系统
交换机
网络互联
N节od点e xx N节od点e yy
Node x Node y
机架1
机架2
机架n
图10-1 计算机集群的基本架构
10.1.2 分布式文件系统的结构
分布式文件系统在物理结构上是由计算机集群中的多个节点构成的，这些节点分为 两类，一类叫“主节点”(Master Node)或者也被称为“名称结点”(NameNode)， 另一类叫“从节点”（Slave Node）或者也被称为“数据节点”(DataNode)
?一旦在内存中成功建立文件系统元数据的映射，则创建一个新的FsImage 文件和一个空的EditLog文件
?名称节点起来之后，HDFS中的更新操作会重新写到EditLog文件中，因为 FsImage文件一般都很大（GB级别的很常见），如果所有的更新操作都往 FsImage文件中添加，这样会导致系统运行的十分缓慢，但是，如果往 EditLog文件里面写就不会这样，因为EditLog 要小很多。每次执行写操作 之后，且在向客户端发送成功代码之前，edits文件都需要同步更新
●不适合低延迟数据访问 ●无法高效存储大量小文件 ●不支持多用户写入及任意修改文件
10.3.1 块
HDFS默认一个块64MB，一个文件被分成多个块，以块作为存储单位 块的大小远远大于普通文件系统，可以最小化寻址开销
HDFS采用抽象的块概念可以带来以下几个明显的好处：
● 支持大规模文件存储：文件以块为单位进行存储，一个大规模文 件可以被分拆成若干个文件块，不同的文件块可以被分发到不同的节点 上，因此，一个文件的大小不会受到单个节点的存储容量的限制，可以 远远大于网络中任意节点的存储容量
10.3.2 名称节点和数据节点
名称节点的数据结构
?在HDFS中，名称节点（NameNode）负责管理分布式文件系统的命名空间 （Namespace），保存了两个核心的数据结构，即FsImage和EditLog
?FsImage 用于维护文件系统树以及文件树中所有的文件和文件夹的元数据 ?操作日志文件 EditLog 中记录了所有针对文件的创建、删除、重命名等操作
10.3.2 名称节点和数据节点
名称节点运行期间EditLog不断变大的问题
?在名称节点运行期间，HDFS的所有更新操作都是直接写到EditLog中，久 而久之， EditLog文件将会变得很大
?虽然这对名称节点运行时候是没有什么明显影响的，但是，当名称节点重 启的时候，名称节点需要先将FsImage里面的所有内容映像到内存中，然后 再一条一条地执行EditLog中的记录，当EditLog文件非常大的时候，会导致 名称节点启动操作非常慢，而在这段时间内HDFS系统处于安全模式，一直 无法对外提供写操作，影响了用户的使用
? 10.1.1 计算机集群结构 ? 10.1.2 分布式文件系统的结构
10.1.1 计算机集群结构
?分布式文件系统把文件分布存储到多个计算机节点上，成千上万的计算 机节点构成计算机集群。 ?与之前使用多个处理器和专用高级硬件的并行化处理装置不同的是，目 前的分布式文件系统所采用的计算机集群，都是由普通硬件构成的，这就 大大降低了硬件上的开销。
客户端 访问请求
主节点 读
数据节点
访问请求 客户端
写
写
数据节点
复制
文件块
机架 1
机架n
图10-2 大规模文件系统的整体结构
10.2 HDFS简介
总体而言，HDFS要实现以下目标：
●兼容廉价的硬件设备 ●流数据读写 ●大数据集 ●简单的文件模型 ●强大的跨平台兼容性
HDFS特殊的设计，在实现上述优良特性的同时，也使得自身具有一些应用 局限性，主要包括以下几个方面：