Flink實時大數(shù)據(jù)處理技術(shù) 教案 03 環(huán)境搭建和應用部署

章節(jié)名稱環(huán)境搭建和應用部署課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間12/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink開發(fā)環(huán)境搭建教學內(nèi)容·CentOS環(huán)境準備·項目初始化·項目結(jié)構(gòu)與依賴教學目的CentOS環(huán)境準備使學生了解CentOS操作系統(tǒng)的基本概念和特性，以及它在大數(shù)據(jù)和流處理環(huán)境中的適用性。教授學生如何在CentOS系統(tǒng)上安裝和配置必要的軟件和工具，以支持Flink集群的部署和運行。培養(yǎng)學生獨立配置系統(tǒng)環(huán)境的能力，為后續(xù)Flink項目的開發(fā)和運行奠定基礎。使學生熟悉Linux命令行操作，為在CentOS系統(tǒng)中進行Flink的調(diào)試和管理做好準備。項目初始化使學生了解Flink項目的創(chuàng)建和初始化過程，包括創(chuàng)建Maven或Gradle項目、添加Flink依賴等。教授學生使用Maven或Gradle等構(gòu)建工具來管理Flink項目的依賴和構(gòu)建過程。引導學生理解Flink項目的目錄結(jié)構(gòu)和常用配置文件的作用，為后續(xù)的項目開發(fā)做好準備。培養(yǎng)學生的項目管理和組織能力，使其能夠高效地開展Flink項目的開發(fā)和維護工作。項目結(jié)構(gòu)與依賴使學生了解Flink項目的典型結(jié)構(gòu)和模塊劃分，以及各個模塊之間的依賴關(guān)系。教授學生如何根據(jù)業(yè)務需求設計合理的項目結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)源處理、業(yè)務邏輯處理、結(jié)果輸出等模塊。引導學生理解Flink依賴管理的重要性，包括Flink核心依賴、連接器依賴、擴展庫依賴等。培養(yǎng)學生的代碼組織能力和依賴管理能力，使其能夠編寫結(jié)構(gòu)清晰、易于維護的Flink代碼。教學重難點·重點：·CentOS環(huán)境準備·難點：·項目初始化·項目結(jié)構(gòu)與依賴教學方式·提問法·講授法·引導法·案例法教學用具·筆記本電腦·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·課堂極域教學平臺·VMware·虛擬機教學步驟復習提問導入本節(jié)內(nèi)容。3.精講本節(jié)內(nèi)容。4.進行本節(jié)小結(jié)。5.布置課后作業(yè)。教學環(huán)節(jié)復習提問新課講解課堂答疑課程小結(jié)作業(yè)布置時間分配(分鐘計算)章節(jié)名稱環(huán)境搭建和應用部署課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間13/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink開發(fā)環(huán)境搭建教學內(nèi)容·CentOS環(huán)境準備·項目初始化·項目結(jié)構(gòu)與依賴教學目的1.CentOS環(huán)境準備使學生了解CentOS操作系統(tǒng)的基本概念和特性，以及它在大數(shù)據(jù)和流處理環(huán)境中的適用性。教授學生如何在CentOS系統(tǒng)上安裝和配置必要的軟件和工具，以支持Flink集群的部署和運行。培養(yǎng)學生獨立配置系統(tǒng)環(huán)境的能力，為后續(xù)Flink項目的開發(fā)和運行奠定基礎。使學生熟悉Linux命令行操作，為在CentOS系統(tǒng)中進行Flink的調(diào)試和管理做好準備。2.項目初始化使學生了解Flink項目的創(chuàng)建和初始化過程，包括創(chuàng)建Maven或Gradle項目、添加Flink依賴等。教授學生使用Maven或Gradle等構(gòu)建工具來管理Flink項目的依賴和構(gòu)建過程。引導學生理解Flink項目的目錄結(jié)構(gòu)和常用配置文件的作用，為后續(xù)的項目開發(fā)做好準備。培養(yǎng)學生的項目管理和組織能力，使其能夠高效地開展Flink項目的開發(fā)和維護工作。4.項目結(jié)構(gòu)與依賴使學生了解Flink項目的典型結(jié)構(gòu)和模塊劃分，以及各個模塊之間的依賴關(guān)系。教授學生如何根據(jù)業(yè)務需求設計合理的項目結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)源處理、業(yè)務邏輯處理、結(jié)果輸出等模塊。引導學生理解Flink依賴管理的重要性，包括Flink核心依賴、連接器依賴、擴展庫依賴等。培養(yǎng)學生的代碼組織能力和依賴管理能力，使其能夠編寫結(jié)構(gòu)清晰、易于維護的Flink代碼。教學重難點·重點：·CentOS環(huán)境準備·難點：·項目初始化·項目結(jié)構(gòu)與依賴教學方式·提問法·講授法·引導法·案例法教學用具·筆記本電腦·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·課堂極域教學平臺·VMware·虛擬機教學步驟復習提問導入本節(jié)內(nèi)容。3.精講本節(jié)內(nèi)容。4.進行本節(jié)小結(jié)。5.布置課后作業(yè)。教學環(huán)節(jié)復習提問新課講解課堂答疑課程小結(jié)作業(yè)布置時間分配(分鐘計算)章節(jié)名稱環(huán)境搭建和應用部署課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間14/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink詞頻統(tǒng)計教學內(nèi)容·批處理方式·流處理方式·兩種方式對比·向集群提交作業(yè)教學目的批處理方式使學生理解批處理（BatchProcessing）的基本概念，包括批處理的特點、應用場景和優(yōu)勢。教授學生如何使用Flink進行批處理作業(yè)的開發(fā)，包括數(shù)據(jù)源讀取、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果輸出等關(guān)鍵步驟。引導學生理解Flink批處理引擎的工作原理，如批處理作業(yè)的執(zhí)行流程、資源分配和容錯處理等。培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理能力和編程技能，使其能夠編寫高效、穩(wěn)定的批處理作業(yè)。流處理方式使學生理解流處理（StreamProcessing）的基本概念，包括流處理的特點、應用場景和優(yōu)勢。教授學生如何使用Flink進行流處理作業(yè)的開發(fā)，包括數(shù)據(jù)源接入、實時數(shù)據(jù)處理和結(jié)果輸出等關(guān)鍵步驟。引導學生理解Flink流處理引擎的工作原理，如事件時間、處理時間和攝入時間，以及狀態(tài)管理和容錯處理等。培養(yǎng)學生的實時數(shù)據(jù)處理能力和編程技能，使其能夠編寫高效、低延遲的流處理作業(yè)。兩種方式對比使學生明確批處理和流處理之間的區(qū)別和聯(lián)系，理解它們在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的適用場景和優(yōu)缺點。教授學生如何根據(jù)具體業(yè)務需求選擇合適的處理方式，以及如何在Flink中實現(xiàn)這兩種處理方式的切換。引導學生思考批處理和流處理在大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的互補性，以及它們在未來數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的發(fā)展趨勢。培養(yǎng)學生的分析能力和決策能力，使其能夠靈活應對不同的數(shù)據(jù)處理需求。向集群提交作業(yè)使學生了解Flink集群的基本概念和架構(gòu)，包括集群的組成、部署方式和配置參數(shù)等。教授學生如何將開發(fā)好的Flink作業(yè)提交到集群中執(zhí)行，包括作業(yè)打包、提交命令和參數(shù)配置等步驟。引導學生理解Flink集群的資源管理和任務調(diào)度機制，以及如何在集群中監(jiān)控和管理作業(yè)的執(zhí)行情況。培養(yǎng)學生的集群操作能力和作業(yè)管理能力，使其能夠熟練地在Flink集群中部署和管理作業(yè)。教學重難點·重點：·兩種方式對比·向集群提交作業(yè)·難點：·批處理方式·流處理方式教學方式·提問法·講授法·引導法·案例法教學用具·筆記本電腦·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·課堂極域教學平臺·VMware·虛擬機教學步驟復習提問導入本節(jié)內(nèi)容。3.精講本節(jié)內(nèi)容。4.進行本節(jié)小結(jié)。5.布置課后作業(yè)。教學環(huán)節(jié)復習提問新課講解課堂答疑課程小結(jié)作業(yè)布置時間分配(分鐘計算)章節(jié)名稱環(huán)境搭建和應用部署課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間15/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink集群部署教學內(nèi)容·Flink集群核心組件·部署模式·Standalone模式·YARN模式教學目的1.Flink集群核心組件使學生了解Flink集群的基本架構(gòu)和核心組件，包括JobManager、TaskManager、Dispatcher、ResourceManager等。教授學生每個核心組件的作用、功能以及它們之間的協(xié)作關(guān)系。引導學生理解Flink集群如何通過這些組件共同工作以執(zhí)行分布式數(shù)據(jù)處理任務。培養(yǎng)學生的系統(tǒng)架構(gòu)分析能力，使其能夠理解Flink集群的工作機制和性能瓶頸。部署模式使學生了解Flink的多種部署模式，包括SessionCluster、Per-JobCluster以及Kubernetes等。教授每種部署模式的特點、適用場景和配置方法。引導學生根據(jù)業(yè)務需求選擇合適的部署模式，并理解不同模式對資源利用率和作業(yè)執(zhí)行效率的影響。培養(yǎng)學生的決策能力和資源管理能力，使其能夠根據(jù)集群環(huán)境和業(yè)務需求進行靈活部署。Standalone模式使學生深入理解Standalone模式的工作原理，包括集群啟動、作業(yè)提交、資源分配和故障恢復等過程。教授學生如何搭建和配置Standalone模式的Flink集群，包括環(huán)境準備、配置文件修改和集群啟動命令等。引導學生通過實踐了解Standalone模式的優(yōu)缺點，以及在實際應用中如何優(yōu)化其性能和穩(wěn)定性。培養(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力，使其能夠獨立完成Standalone模式Flink集群的搭建和運維。YARN模式使學生了解YARN（YetAnotherResourceNegotiator）作為資源管理器在大數(shù)據(jù)處理中的作用。教授學生如何將Flink與YARN集成，實現(xiàn)Flink作業(yè)的動態(tài)資源管理和調(diào)度。引導學生理解YARN模式下Flink作業(yè)的提交、執(zhí)行和監(jiān)控過程，以及YARN如何為Flink提供資源隔離和容錯支持。培養(yǎng)學生的集成能力和系統(tǒng)調(diào)優(yōu)能力，使其能夠在YARN環(huán)境下高效運行Flink作業(yè)并優(yōu)化集群性能。教學重難點·重點：·Flink集群核心組件·部署模式·難點：·Standalone模式·YARN模式教學方式·提問法·講授法·引導法·案例法教學用具·筆記本電腦·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·課堂極域教學平臺·VMware·虛擬機教學步驟復習提問導入本節(jié)內(nèi)容。3.精講本節(jié)內(nèi)容。4.進行本節(jié)小結(jié)。5.布置課后作業(yè)。教學環(huán)節(jié)復習提問新課講解課堂答疑課程小結(jié)作業(yè)布置時間分配(分鐘計算)章節(jié)名稱環(huán)境搭建和應用部署課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間16/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink集群部署教學內(nèi)容·Flink集群核心組件·部署模式·Standalone模式·YARN模式教學目的1.Flink集群核心組件使學生了解Flink集群的基本架構(gòu)和核心組件，包括JobManager、TaskManager、Dispatcher、ResourceManager等。教授學生每個核心組件的作用、功能以及它們之間的協(xié)作關(guān)系。引導學生理解Flink集群如何通過這些組件共同工作以執(zhí)行分布式數(shù)據(jù)處理任務。培養(yǎng)學生的系統(tǒng)架構(gòu)分析能力，使其能夠理解Flink集群的工作機制和性能瓶頸。部署模式使學生了解Flink的多種部署模式，包括SessionCluster、Per-JobCluster以及Kubernetes等。教授每種部署模式的特點、適用場景和配置方法。引導學生根據(jù)業(yè)務需求選擇合適的部署模式，并理解不同模式對資源利用率和作業(yè)執(zhí)行效率的影響。培養(yǎng)學生的決策能力和資源管理能力，使其能夠根據(jù)集群環(huán)境和業(yè)務需求進行靈活部署。Standalone模式使學生深入理解Standalone模式的工作原理，包括集群啟動、作業(yè)提交、資源分配和故障恢復等過程。教授學生如何搭建和配置Standalone模式的Flink集群，包括環(huán)境準備、配置文件修改和集群啟動命令等。引導學生通過實踐了解Standalone模式的優(yōu)缺點，以及在實際應用中如何優(yōu)化其性能和穩(wěn)定性。培養(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力，使其能夠獨立完成Standalone模式Flink集群的搭建和運維。YARN模式使學生了解YARN（YetAnotherResourceNegotiator）作為資源管理器在大數(shù)據(jù)處理中的作用。教授學生如何將Flink與YARN集成，實現(xiàn)Flink作業(yè)的動態(tài)資源管理和調(diào)度。引導學生理解YARN模式下Flink作業(yè)的提交、執(zhí)行和監(jiān)控過程，以及YARN如何為Flink提供資源隔離和容錯支持。培養(yǎng)學生的集成能力和系統(tǒng)調(diào)優(yōu)能力，使其能夠在YARN環(huán)境下高效運行Flink作業(yè)并優(yōu)化集群性能。教學重難點·重點：·Flink集群核心組件·部署模式·難點：·Standalone模式·YARN模式教學方式·提問法·講授法·引導法·案例法教學用具·筆記本電腦·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·課堂極域教學平臺·VMware·虛擬機教學步驟復習提問導入本節(jié)內(nèi)容。3.精講本節(jié)內(nèi)容。4.進行本節(jié)小結(jié)。5.布置課后作業(yè)。教學環(huán)節(jié)復習提問新課講解課堂答疑課程小結(jié)作業(yè)布置時間分配(分鐘計算)章節(jié)名稱YARN模式的部署與應用提交課序/課時總課時課程性質(zhì)考試方式授課教師編制時間17/2課時80必修/選修閉卷/大作業(yè)課題Flink集群部署教學內(nèi)容·環(huán)境準備·會話模式·單作業(yè)模式教學目的環(huán)境準備使學生了解運行Flink所需的基本環(huán)境要求，包括硬件資源、操作系統(tǒng)、Java環(huán)境等。教授學生如何配置Flink環(huán)境，包括下載Flink安裝包、設置環(huán)境變量、配置Flink配置文件等。引導學生通過實踐進行環(huán)境準備，掌握Flink環(huán)境搭建的完整流程。培養(yǎng)學生的系統(tǒng)配置能力和動手能力，使其能夠獨立完成Flink環(huán)境的搭建和配置會話模式使學生理解會話模式的工作原理，包括集群的長時間運行、作業(yè)的提交和執(zhí)行等。教授學生如何在會話模式下提交Flink作業(yè)，包括作業(yè)提交命令、參數(shù)設置和提交后的監(jiān)控等。引導學生通過實踐體驗會話模式的優(yōu)點，如資源共享、作業(yè)間通信等，并理解其可能帶來的資源管理和隔離問題。培養(yǎng)學生的作業(yè)提交和監(jiān)控能力，使其能夠在會話模式下高效管理Flink作業(yè)。單作業(yè)模式使學生理解單作業(yè)模式的工作原理，包括為每個作業(yè)單獨啟動集群、資源獨立分配和作業(yè)完成后集群關(guān)閉等。教授學生如何在單作業(yè)模式下提交Flink作業(yè)，并比較其與會話模式的區(qū)別。引導學生