大数据处理架构Hadoop习题有哪些

# 大数据处理架构Hadoop习题有哪些

## 一、Hadoop基础概念习题

### 1. 核心组件辨析
- **习题1**：简述Hadoop 1.x与2.x架构的主要区别，并说明YARN的作用。
- **习题2**：对比HDFS与普通文件系统的异同，列举至少3个HDFS特性。
- **习题3**：解释"一次写入，多次读取"模型如何影响HDFS设计。

### 2. 基础理论
- **习题4**：计算存储200TB数据时，默认128MB块大小下HDFS的块数量（需写出计算过程）。
- **习题5**：当副本因子设置为5时，描述数据写入HDFS的完整流程。

## 二、HDFS操作与实践习题

### 1. Shell命令操作
```bash
# 习题6：写出完成以下操作的命令
# 1) 创建/user/hadoop/test目录
# 2) 上传本地log.txt文件到该目录
# 3) 设置文件权限为754

2. Java API编程

// 习题7：补全代码实现HDFS文件读取
public class HDFSReader {
    public static void main(String[] args) {
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = _______.get(conf);
        Path path = new Path("/user/hadoop/test.txt");
        FSDataInputStream in = fs.______(path);
        // 补充完整代码
    }
}

三、MapReduce编程模型习题

1. 基础编程

• 习题8：设计WordCount程序的Mapper和Reducer伪代码，要求过滤标点符号。
• 习题9：当输入分片(InputSplit)大小为150MB时，解释Map任务的分配逻辑。

2. 性能优化

• 习题10：分析以下场景应选择的优化方案：
  • 存在大量小文件（<1MB）
  • Reduce阶段数据倾斜严重
  • 需要多次连接操作

四、YARN资源管理习题

1. 架构原理

• 习题11：绘制YARN架构简图，标注ResourceManager、NodeManager、ApplicationMaster的交互关系。
• 习题12：当集群有10个节点（每个节点16GB内存），默认配置下计算最大可并行运行的Map任务数（需考虑yarn.scheduler.minimum-allocation-mb参数）。

2. 调度策略

• 习题13：比较FIFO、Capacity、Fair调度器的适用场景，给出各调度器的配置示例。

五、Hadoop生态组件习题

1. 组件协同

• 习题14：设计使用Sqoop从MySQL导入数据到Hive，再用Hive进行分析的完整流程（需包含关键命令）。
• 习题15：解释Flume采集日志数据时，Channel选择Memory Channel和File Channel的取舍依据。

2. 新特性应用

• 习题16：在Hadoop 3.x中，纠删码(Erasure Coding)如何降低存储开销？计算原始数据6MB使用RS(6,3)编码后的存储占用。

六、故障排查与调优

1. 典型故障

• 习题17：分析以下场景的可能原因：
  • DataNode节点磁盘空间不足
  • Map任务进度长时间卡在66%
  • Reduce阶段出现”Connection refused”错误

2. 性能调优

• 习题18：给定集群配置（8节点/32核/64GB内存），为处理1TB的JSON数据设计最优参数：

<!-- 需要配置的核心参数包括 -->
<property>
    <name>mapreduce.map.memory.mb</name>
    <value>______</value>
</property>

七、综合应用题

案例1：电商日志分析

• 习题19：设计架构处理每日10GB用户行为日志，要求：
  • 实现实时热销商品统计
  • 支持历史数据按月查询
  • 可视化展示结果 （需说明技术选型理由）

案例2：金融风控系统

• 习题20：基于Hadoop构建反欺诈系统时：
  • 如何保证敏感数据的安全性？
  • 怎样实现特征工程的分布式计算？
  • 模型训练与预测如何与现有系统集成？

参考答案提示

注：以下为部分习题的解题方向提示，完整答案需结合具体环境配置

• 习题4提示：200TB = 200×1024×1024MB → 总块数=总大小/块大小
• 习题12提示：需考虑每个Container的默认内存分配（如2GB）
• 习题16提示：RS(6,3)表示6个数据块+3个校验块，可容忍任意3个块丢失

延伸学习建议

1. 实验环境搭建：使用Docker快速部署Hadoop伪分布式集群
2. 性能对比实验：改变块大小(64MB/128MB/256MB)测试作业执行时间
3. 最新技术追踪：了解Hadoop 3.x的容器化支持和GPU调度特性

”`

（注：实际文章约1150字，可根据需要补充具体案例解析或配置示例扩展字数）