实验1：Linux、AI助手与HDFS（4学时）

在Windows打开学生包starter/reports/lab01-report.docx，另存为学号＋班级＋姓名＋实验1报告.docx。每步按下方列出的Word栏目填写结果、粘贴文本和插入图片，最终提交这一份Word报告。

目标与起点

从L01镜像开始，无需其他实验。能确认命令在哪台机器执行，能读懂HDFS访问地址，能把文件存入HDFS、查看块位置并取回。Java部分检查运行环境，程序练习使用Python。

建议180分钟：连接与文件操作35分钟；AI辅助和配置35分钟；HDFS操作55分钟；修改与故障练习30分钟；整理报告25分钟。

先阅读记录与提交方法，了解截图、结果、源码与Word报告的提交要求。

1 确认环境

先读 setup.md 并连接虚拟机。以下命令在Linux的student账户执行：

whoami
hostname
pwd
java -version
python --version
labctl doctor
cd ~/work/lab01
mkdir -p evidence
ls -lah
cat hello.txt

预期 whoami 输出student，Python为3.10系列。把“Windows宿主机、Linux客体、SSH”分别写一句说明。Linux命令采用/home/student/...路径；Windows文件通过scp传入虚拟机。

本步填写 Word 报告：1 确认环境

粘贴和填写

• 身份与环境：粘贴whoami、hostname、pwd、java -version、python --version和labctl doctor的命令与关键输出。
• 输入原文：粘贴hello.txt全文。
• 连接解释：各用一句话说明Windows宿主机、Linux虚拟机、SSH的作用；填写镜像与资料版本。

预期结果核对

2 确认HDFS访问地址与默认副本数

cat ~/conf/hadoop/core-site.xml
cat ~/conf/hadoop/hdfs-site.xml
hdfs getconf -confKey fs.defaultFS
hdfs getconf -confKey dfs.replication

读取 dfs.replication=1，保留镜像提供的配置。它指定新建文件的默认目标副本数；第4步用实际文件检查保存位置与副本数。已有HDFS保留元数据，禁止重复格式化。

查看 core-site.xml 中 fs.defaultFS 的 hdfs://localhost:9000，区分主机名与端口。用AI解释配置前，先要求它读取实际文件。

本步填写 Word 报告：2 确认HDFS访问地址与默认副本数

粘贴和填写

• 配置原文：粘贴hdfs-site.xml中dfs.replication和core-site.xml中fs.defaultFS的完整property片段。
• 生效配置与地址解释：粘贴hdfs getconf -confKey fs.defaultFS和hdfs getconf -confKey dfs.replication的命令与实际输出；写出地址中的主机名和RPC端口。第4步与实际文件块结果对照。

预期结果核对

3 启动和观察HDFS

labctl start lab01
jps -l
hdfs dfsadmin -report
hdfs dfs -ls /

预期包含NameNode、DataNode和一个存活DataNode。labctl首次启动会等待可写状态；通过节点报告和文件读写确认HDFS健康。用Windows SSH隧道打开HDFS网页，辨认存活节点。

本步填写 Word 报告：3 启动和观察HDFS

粘贴和填写

• 服务检查输出：粘贴labctl start lab01、jps -l、hdfs dfsadmin -report及hdfs dfs -ls /的命令与关键输出。
• 进程与节点：写出两个服务进程名称及存活节点数，说明网页显示的节点与进程的对应关系。

预期结果核对

插图位置

• 图1 HDFS节点状态（模板标识 03-hdfs.png）：包含浏览器地址栏、HDFS页面标题和Live Nodes为1的状态。

4 上传读取和下载

hdfs dfs -mkdir -p /course/lab01
hdfs dfs -put -f hello.txt /course/lab01/hello.txt
hdfs dfs -ls /course/lab01
hdfs dfs -cat /course/lab01/hello.txt
hdfs dfs -get -f /course/lab01/hello.txt downloaded.txt
diff hello.txt downloaded.txt
labctl check lab01

diff 没有输出表示两文件相同。ls查看Linux本地文件系统，hdfs dfs -ls查看HDFS名字空间。

运行比较时立即记录退出码：

diff hello.txt downloaded.txt
printf 'diff_exit=%s\n' "$?"

查看刚上传的文件块实际保存在哪里：

hdfs fsck /course/lab01/hello.txt -files -blocks -locations 2>&1 | tee evidence/04-blocks.txt

预期该小文件有1个数据块，每块Live_repl=1，位置列表有1个DataNode地址，文件系统状态为HEALTHY。将位置地址与第3步hdfs dfsadmin -report中的Name地址对照。报告同时列出默认目标副本数、实际副本数和存活节点数；具体块ID和IP以本机输出为准。单个DataNode环境中只有一份节点副本，节点停机后没有另一节点接续提供该块。

本步填写 Word 报告：4 上传读取和下载

粘贴和填写

• 上传与读取：粘贴mkdir、put、HDFS目录列表及cat结果，路径完整。
• 下载与比较：粘贴get命令、diff命令和紧接着输出的diff_exit；写出本地源文件与下载文件名。
• 文件块与节点对照：粘贴hdfs fsck /course/lab01/hello.txt -files -blocks -locations的命令与关键输出，包含块数、块ID、Live_repl、节点地址和健康状态。填写第3步节点报告的Name地址，与块位置对照；分别写出默认目标副本数、实际副本数和存活节点数。

预期结果核对

插图位置

• 图2 文件往返核对（模板标识 04-transfer.png）：包含上传后的HDFS列表、读取文本、diff命令及diff_exit=0；保留当前实验路径。
• 图3 文件块实际保存位置（模板标识 04-blocks.png）：包含fsck命令、hello.txt路径、块ID、Live_repl=1及DataNode地址；具体块ID和IP以本机结果为准。

5 个人文本与路径修复

新建 my-message.txt 写入自己的学号末四位和一句话，上传到/course/lab01/my-message.txt，下载为本地my-message-downloaded.txt并用diff核对。保留规定的hello.txt不变，以便自动检查。

故意读取 /course/lab01/not-exist.txt，记录错误；用列目录的方法确认路径，再读取正确文件。根据列目录的结果修正读取路径。

本步填写 Word 报告：5 个人文本与路径修复

粘贴和填写

• 个人文本与验证：粘贴my-message.txt全文、上传和下载命令及diff退出码。
• 错误与修复记录：粘贴读取not-exist.txt的错误命令、报错原文、列目录输出、修正后的命令与成功结果。
• 最终检查：粘贴labctl check lab01的实际输出。

预期结果核对

报告提交前核对

逐项检查

• [ ] 报告“1 确认环境”的实际结果及填写栏目完整。
• [ ] 报告“2 确认HDFS访问地址与默认副本数”的实际结果及填写栏目完整。
• [ ] 报告“3 启动和观察HDFS”的实际结果及填写栏目完整。
• [ ] 报告“4 上传读取和下载”的实际结果及填写栏目完整。
• [ ] 报告“5 个人文本与路径修复”的实际结果及填写栏目完整。
• [ ] 图1 HDFS节点状态已插入，符合模板中的截图要求。
• [ ] 图2 文件往返核对已插入，符合模板中的截图要求。
• [ ] 图3 文件块实际保存位置已插入，符合模板中的截图要求。
• [ ] 姓名、学号、班级等身份信息完整；实训填写全体成员及个人记录。
• [ ] AI使用情况报告填写简短说明或粘贴一张相关截图；未使用填“未使用”。
• [ ] 保存后重新用Microsoft Word打开，检查截图和文本可读。

按Word记录与提交方法提交填写完成的一份Word报告。教师依据报告中的实际结果、源码、截图和个人记录评分。