Flink实时大数据处理技术 教案 03 环境搭建和应用部署

章节名称环境搭建和应用部署课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间12/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink开发环境搭建教学内容·CentOS环境准备·项目初始化·项目结构与依赖教学目的CentOS环境准备使学生了解CentOS操作系统的基本概念和特性，以及它在大数据和流处理环境中的适用性。教授学生如何在CentOS系统上安装和配置必要的软件和工具，以支持Flink集群的部署和运行。培养学生独立配置系统环境的能力，为后续Flink项目的开发和运行奠定基础。使学生熟悉Linux命令行操作，为在CentOS系统中进行Flink的调试和管理做好准备。项目初始化使学生了解Flink项目的创建和初始化过程，包括创建Maven或Gradle项目、添加Flink依赖等。教授学生使用Maven或Gradle等构建工具来管理Flink项目的依赖和构建过程。引导学生理解Flink项目的目录结构和常用配置文件的作用，为后续的项目开发做好准备。培养学生的项目管理和组织能力，使其能够高效地开展Flink项目的开发和维护工作。项目结构与依赖使学生了解Flink项目的典型结构和模块划分，以及各个模块之间的依赖关系。教授学生如何根据业务需求设计合理的项目结构，包括数据源处理、业务逻辑处理、结果输出等模块。引导学生理解Flink依赖管理的重要性，包括Flink核心依赖、连接器依赖、扩展库依赖等。培养学生的代码组织能力和依赖管理能力，使其能够编写结构清晰、易于维护的Flink代码。教学重难点·重点：·CentOS环境准备·难点：·项目初始化·项目结构与依赖教学方式·提问法·讲授法·引导法·案例法教学用具·笔记本电脑·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·课堂极域教学平台·VMware·虚拟机教学步骤复习提问导入本节内容。3.精讲本节内容。4.进行本节小结。5.布置课后作业。教学环节复习提问新课讲解课堂答疑课程小结作业布置时间分配(分钟计算)章节名称环境搭建和应用部署课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间13/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink开发环境搭建教学内容·CentOS环境准备·项目初始化·项目结构与依赖教学目的1.CentOS环境准备使学生了解CentOS操作系统的基本概念和特性，以及它在大数据和流处理环境中的适用性。教授学生如何在CentOS系统上安装和配置必要的软件和工具，以支持Flink集群的部署和运行。培养学生独立配置系统环境的能力，为后续Flink项目的开发和运行奠定基础。使学生熟悉Linux命令行操作，为在CentOS系统中进行Flink的调试和管理做好准备。2.项目初始化使学生了解Flink项目的创建和初始化过程，包括创建Maven或Gradle项目、添加Flink依赖等。教授学生使用Maven或Gradle等构建工具来管理Flink项目的依赖和构建过程。引导学生理解Flink项目的目录结构和常用配置文件的作用，为后续的项目开发做好准备。培养学生的项目管理和组织能力，使其能够高效地开展Flink项目的开发和维护工作。4.项目结构与依赖使学生了解Flink项目的典型结构和模块划分，以及各个模块之间的依赖关系。教授学生如何根据业务需求设计合理的项目结构，包括数据源处理、业务逻辑处理、结果输出等模块。引导学生理解Flink依赖管理的重要性，包括Flink核心依赖、连接器依赖、扩展库依赖等。培养学生的代码组织能力和依赖管理能力，使其能够编写结构清晰、易于维护的Flink代码。教学重难点·重点：·CentOS环境准备·难点：·项目初始化·项目结构与依赖教学方式·提问法·讲授法·引导法·案例法教学用具·笔记本电脑·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·课堂极域教学平台·VMware·虚拟机教学步骤复习提问导入本节内容。3.精讲本节内容。4.进行本节小结。5.布置课后作业。教学环节复习提问新课讲解课堂答疑课程小结作业布置时间分配(分钟计算)章节名称环境搭建和应用部署课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间14/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink词频统计教学内容·批处理方式·流处理方式·两种方式对比·向集群提交作业教学目的批处理方式使学生理解批处理（BatchProcessing）的基本概念，包括批处理的特点、应用场景和优势。教授学生如何使用Flink进行批处理作业的开发，包括数据源读取、数据处理和结果输出等关键步骤。引导学生理解Flink批处理引擎的工作原理，如批处理作业的执行流程、资源分配和容错处理等。培养学生的数据处理能力和编程技能，使其能够编写高效、稳定的批处理作业。流处理方式使学生理解流处理（StreamProcessing）的基本概念，包括流处理的特点、应用场景和优势。教授学生如何使用Flink进行流处理作业的开发，包括数据源接入、实时数据处理和结果输出等关键步骤。引导学生理解Flink流处理引擎的工作原理，如事件时间、处理时间和摄入时间，以及状态管理和容错处理等。培养学生的实时数据处理能力和编程技能，使其能够编写高效、低延迟的流处理作业。两种方式对比使学生明确批处理和流处理之间的区别和联系，理解它们在数据处理领域的适用场景和优缺点。教授学生如何根据具体业务需求选择合适的处理方式，以及如何在Flink中实现这两种处理方式的切换。引导学生思考批处理和流处理在大数据处理领域的互补性，以及它们在未来数据处理技术中的发展趋势。培养学生的分析能力和决策能力，使其能够灵活应对不同的数据处理需求。向集群提交作业使学生了解Flink集群的基本概念和架构，包括集群的组成、部署方式和配置参数等。教授学生如何将开发好的Flink作业提交到集群中执行，包括作业打包、提交命令和参数配置等步骤。引导学生理解Flink集群的资源管理和任务调度机制，以及如何在集群中监控和管理作业的执行情况。培养学生的集群操作能力和作业管理能力，使其能够熟练地在Flink集群中部署和管理作业。教学重难点·重点：·两种方式对比·向集群提交作业·难点：·批处理方式·流处理方式教学方式·提问法·讲授法·引导法·案例法教学用具·笔记本电脑·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·课堂极域教学平台·VMware·虚拟机教学步骤复习提问导入本节内容。3.精讲本节内容。4.进行本节小结。5.布置课后作业。教学环节复习提问新课讲解课堂答疑课程小结作业布置时间分配(分钟计算)章节名称环境搭建和应用部署课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间15/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink集群部署教学内容·Flink集群核心组件·部署模式·Standalone模式·YARN模式教学目的1.Flink集群核心组件使学生了解Flink集群的基本架构和核心组件，包括JobManager、TaskManager、Dispatcher、ResourceManager等。教授学生每个核心组件的作用、功能以及它们之间的协作关系。引导学生理解Flink集群如何通过这些组件共同工作以执行分布式数据处理任务。培养学生的系统架构分析能力，使其能够理解Flink集群的工作机制和性能瓶颈。部署模式使学生了解Flink的多种部署模式，包括SessionCluster、Per-JobCluster以及Kubernetes等。教授每种部署模式的特点、适用场景和配置方法。引导学生根据业务需求选择合适的部署模式，并理解不同模式对资源利用率和作业执行效率的影响。培养学生的决策能力和资源管理能力，使其能够根据集群环境和业务需求进行灵活部署。Standalone模式使学生深入理解Standalone模式的工作原理，包括集群启动、作业提交、资源分配和故障恢复等过程。教授学生如何搭建和配置Standalone模式的Flink集群，包括环境准备、配置文件修改和集群启动命令等。引导学生通过实践了解Standalone模式的优缺点，以及在实际应用中如何优化其性能和稳定性。培养学生的动手能力和问题解决能力，使其能够独立完成Standalone模式Flink集群的搭建和运维。YARN模式使学生了解YARN（YetAnotherResourceNegotiator）作为资源管理器在大数据处理中的作用。教授学生如何将Flink与YARN集成，实现Flink作业的动态资源管理和调度。引导学生理解YARN模式下Flink作业的提交、执行和监控过程，以及YARN如何为Flink提供资源隔离和容错支持。培养学生的集成能力和系统调优能力，使其能够在YARN环境下高效运行Flink作业并优化集群性能。教学重难点·重点：·Flink集群核心组件·部署模式·难点：·Standalone模式·YARN模式教学方式·提问法·讲授法·引导法·案例法教学用具·笔记本电脑·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·课堂极域教学平台·VMware·虚拟机教学步骤复习提问导入本节内容。3.精讲本节内容。4.进行本节小结。5.布置课后作业。教学环节复习提问新课讲解课堂答疑课程小结作业布置时间分配(分钟计算)章节名称环境搭建和应用部署课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间16/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink集群部署教学内容·Flink集群核心组件·部署模式·Standalone模式·YARN模式教学目的1.Flink集群核心组件使学生了解Flink集群的基本架构和核心组件，包括JobManager、TaskManager、Dispatcher、ResourceManager等。教授学生每个核心组件的作用、功能以及它们之间的协作关系。引导学生理解Flink集群如何通过这些组件共同工作以执行分布式数据处理任务。培养学生的系统架构分析能力，使其能够理解Flink集群的工作机制和性能瓶颈。部署模式使学生了解Flink的多种部署模式，包括SessionCluster、Per-JobCluster以及Kubernetes等。教授每种部署模式的特点、适用场景和配置方法。引导学生根据业务需求选择合适的部署模式，并理解不同模式对资源利用率和作业执行效率的影响。培养学生的决策能力和资源管理能力，使其能够根据集群环境和业务需求进行灵活部署。Standalone模式使学生深入理解Standalone模式的工作原理，包括集群启动、作业提交、资源分配和故障恢复等过程。教授学生如何搭建和配置Standalone模式的Flink集群，包括环境准备、配置文件修改和集群启动命令等。引导学生通过实践了解Standalone模式的优缺点，以及在实际应用中如何优化其性能和稳定性。培养学生的动手能力和问题解决能力，使其能够独立完成Standalone模式Flink集群的搭建和运维。YARN模式使学生了解YARN（YetAnotherResourceNegotiator）作为资源管理器在大数据处理中的作用。教授学生如何将Flink与YARN集成，实现Flink作业的动态资源管理和调度。引导学生理解YARN模式下Flink作业的提交、执行和监控过程，以及YARN如何为Flink提供资源隔离和容错支持。培养学生的集成能力和系统调优能力，使其能够在YARN环境下高效运行Flink作业并优化集群性能。教学重难点·重点：·Flink集群核心组件·部署模式·难点：·Standalone模式·YARN模式教学方式·提问法·讲授法·引导法·案例法教学用具·笔记本电脑·window10·IntelliJIDEA2020.1.2·课堂极域教学平台·VMware·虚拟机教学步骤复习提问导入本节内容。3.精讲本节内容。4.进行本节小结。5.布置课后作业。教学环节复习提问新课讲解课堂答疑课程小结作业布置时间分配(分钟计算)章节名称YARN模式的部署与应用提交课序/课时总课时课程性质考试方式授课教师编制时间17/2课时80必修/选修闭卷/大作业课题Flink集群部署教学内容·环境准备·会话模式·单作业模式教学目的环境准备使学生了解运行Flink所需的基本环境要求，包括硬件资源、操作系统、Java环境等。教授学生如何配置Flink环境，包括下载Flink安装包、设置环境变量、配置Flink配置文件等。引导学生通过实践进行环境准备，掌握Flink环境搭建的完整流程。培养学生的系统配置能力和动手能力，使其能够独立完成Flink环境的搭建和配置会话模式使学生理解会话模式的工作原理，包括集群的长时间运行、作业的提交和执行等。教授学生如何在会话模式下提交Flink作业，包括作业提交命令、参数设置和提交后的监控等。引导学生通过实践体验会话模式的优点，如资源共享、作业间通信等，并理解其可能带来的资源管理和隔离问题。培养学生的作业提交和监控能力，使其能够在会话模式下高效管理Flink作业。单作业模式使学生理解单作业模式的工作原理，包括为每个作业单独启动集群、资源独立分配和作业完成后集群关闭等。教授学生如何在单作业模式下提交Flink作业，并比较其与会话模式的区别。引导学生