1.列举Hadoop生态的各个组件及其功能、以及各个组件之间的相互关系，以图呈现并加以文字描述。

1)HDFS（分布式文件系统）

负责数据的存储与管理。HDFS有着高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的硬件上。而且它提供高吞吐量来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应用程序。

2)MapReduce（分布式计算框架）

用于处理大数据量的计算。其中Map对应数据集上的独立元素进行指定的操作，生成键-值对形式中间，Reduce则对中间结果中相同的键的所有值进行规约，以得到最终结果。

3)Spark（分布式计算框架）

同样是处理大数据计算，不同与MapReduce的是--Job中间输出结果可以保存在内存中，从而不在需要读写HDFS，因此Spark能更好地适用于数据挖掘与机器学习等需要迭代的MapReduce的算法。

4)Flink（分布式计算框架）

功能类似于Spark，但在部分设计思想有较大出入。对 Flink 而言，其所要处理的主要场景就是流数据，批数据只是流数据的一个极限特例而已。

5)Yarn/Mesos（分布式资源管理器）

YARN是下一代MapReduce，即MRv2，是在第一代MapReduce基础上演变而来的。主要是为了解决原始Hadoop扩展性较差，不支持多计算框架而提出的

6)Zookeeper（分布式协作服务）

它运行在计算机集群上面。协调服务/解决分布式环境下的数据管理问题（即用于管理Hadoop操作，如统一命名，状态同步，集群管理，配置同步等）。

7)Sqoop（数据同步工具）

主要用于传统数据库和Hadoop之前传输数据。数据的导入和导出本质上是Mapreduce程序，充分利用了MR的并行化和容错性。

Sqoop利用数据库技术描述数据架构，用于在关系数据库、数据仓库和Hadoop之间转移数据。

8)Hive/Impala（基于Hadoop的数据仓库）

Hive定义了一种类似SQL的查询语言(HQL),将SQL转化为MapReduce任务在Hadoop上执行。

功能：通常用于离线分析。

HQL用于运行存储在Hadoop上的查询语句，

Hive功能：Hive让不熟悉MapReduce开发人员也能编写数据查询语句，然后这些语句被翻译为Hadoop上面的MapReduce任务。

Impala功能：用于处理存储在Hadoop集群中的大量数据的MPP（大规模并行处理）SQL查询引擎。 它是一个用C ++和Java编写的开源软件。 与Apache Hive不同，Impala不基于MapReduce算法。 它实现了一个基于守护进程的分布式架构，它负责在同一台机器上运行的查询执行的所有方面。因此执行效率高于Apache Hive。

9)HBase（分布式列存储数据库）

HBase是一个建立在HDFS之上，面向列的针对结构化数据的可伸缩、高可靠、高性能、分布式和面向列的动态模式数据库。

HBase采用了BigTable的数据模型：增强的稀疏排序映射表（Key/Value），其中，键由行关键字、列关键字和时间戳构成。

HBase提供了对大规模数据的随机、实时读写访问，同时，HBase中保存的数据可以使用MapReduce来处理，它将数据存储和并行计算完美地结合在一起。

10)Flume（日志收集工具）

将数据从产生、传输、处理并最终写入目标的路径的过程抽象为数据流，在具体的数据流中，数据源支持在Flume中定制数据发送方，从而支持收集各种不同协议数据。同时，Flume数据流提供对日志数据进行简单处理的能力，如过滤、格式转换等。此外，Flume还具有能够将日志写往各种数据目标（可定制）的能力。

Flume以Agent为最小的独立运行单位，一个Agent就是一个JVM。单个Agent由Source、Sink和Channel三大组件构成

11)Kafka（分布式消息队列）

可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。实现了主题、分区及其队列模式以及生产者、消费者架构模式。

生产者组件和消费者组件均可以连接到KafKa集群，而KafKa被认为是组件通信之间所使用的一种消息中间件。KafKa内部氛围很多Topic（一种高度抽象的数据结构），每个Topic又被分为很多分区（partition），每个分区中的数据按队列模式进行编号存储。被编号的日志数据称为此日志数据块在队列中的偏移量（offest），偏移量越大的数据块越新，即越靠近当前时间。生产环境中的最佳实践架构是Flume+KafKa+Spark Streaming。

 12)Oozie（工作流调度器）

能够管理一个复杂的系统，基于外部事件来执行，外部事件包括数据的定时和数据的出现。

Oozie工作流是放置在控制依赖DAG（有向无环图 Direct Acyclic Graph）中的一组动作（例如，Hadoop的Map/Reduce作业、Pig作业等），其中指定了动作执行的顺序。

Hbase（数据仓库）

Hadoop Database，是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩、 实时读写的分布式数据库 

功能：利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统,利用Hadoop MapReduce来处理 HBase中的海量数据,利用Zookeeper作为其分布式协同服务，主要用来存储非结构化和半结构化的松散数据（列存NoSQL数据库）

Pig

Pig是一种数据流语言和运行环境，常用于检索和分析数据量较大的数据集。Pig包括两部分：一是用于描述数据流的语言，称为Pig Latin；二是用于运行Pig Latin程序的执行环境。

功能：作为数据分析平台，侧重数据查询和分析，而不是对数据进行修改和删除等。需要把真正的查询转换成相应的MapReduce作业

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1.各组件关系

 

2.对比Hadoop与Spark的优缺点。

Spark，是分布式计算平台，是一个用scala语言编写的计算框架，基于内存的快速、通用、可扩展的大数据分析引擎。

Hadoop，是分布式管理、存储、计算的生态系统；包括HDFS（存储）、MapReduce（计算）、Yarn（资源调度）。

1)Spark对标于Hadoop中的计算模块MapReduce，但是速度和效率比MapReduce要快得多.

2)Spark可以使用基于HDFS的HBase数据库，也可以使用HDFS的数据文件，还可以通过jdbc连接使用Mysql数据库数据；Spark可以对数据库数据进行修改删除，而HDFS只能对数据进行追加和全表删除.

3)Spark中RDD一般存放在内存中，如果内存不够存放数据，会同时使用磁盘存储数据；通过RDD之间的血缘连接、数据存入内存中切断血缘关系等机制，可以实现灾难恢复，当数据丢失时可以恢复数据；这一点与Hadoop类似，Hadoop基于磁盘读写，天生数据具备可恢复性.

4)Hadoop适合处理静态数据，对于迭代式流式数据的处理能力差；Spark通过在内存中缓存处理的数据，提高了处理流式数据和迭代式数据的性能.

5)Spark处理数据的设计模式与MapReduce不一样，Hadoop是从HDFS读取数据，通过MapReduce将中间结果写入HDFS；然后再重新从HDFS读取数据进行MR，再刷写到HDFS，这个过程涉及多次落盘操作，多次磁盘IO，效率并不高；而Spark的设计模式是读取集群中的数据后，在内存中存储和运算，直到全部运算完毕后，再存储到集群中.

 

3.如何实现Hadoop与Spark的统一部署？

由于Hadoop MapReduce、HBase、Storm和Spark等，都可以运行在资源管理框架YARN之上，因此，可以在YARN之上进行统一部署.如下图