cloud-computing-course/Assignment6.md

Assignment 6 指南

******注意，实验结束请立即删除负载均衡器和所有云主机，节省费用******

******注意2，实验未结束且短期内不会继续实验，也请删除负载均衡器和所有云主机。下次实验时重新创建******

******提示：勤用保存镜像******

实验内容

• 创建负载均衡器: 实验步骤 一)
• 创建Flask APP服务器，并连接负载均衡器：实验步骤 二)
• 进行Flask APP服务器压力测试: 实验步骤 三)

实验要求

• 完成所有步骤，并在实验报告（模板下载)中完成穿插在本指南中的作业1～作业4（只需要截图）。实验报告转成“学号-实验六.pdf”，并上传至http://113.31.104.68:3389/index.htm
• 实验报告上传deadline： 11月20日

使用UCloud产品

云主机UHost、负载均衡ULB、私有网络VPC、基础网络UNet

需要权限

云主机UHost、负载均衡ULB、基础网络UNet

基础知识

负载均衡: load balancing，是指将用户请求按照一定的规则，分流到提供相同服务的多个服务实例上，从而减轻单点服务器的压力，是保证服务高并发高可用的技术手段之一。负载均衡和服务实例的关系可以简化为下图。

压力测试:

闲话少说，我们开始创建一个UDW玩玩。👻 👻 👻

实验步骤

一）创建Greenplum数据仓库实例

1）在产品中选择云数据仓库UDW，然后点击新建数据仓库

2）使用默认配置，2个节点。将子网改成"DefaultNetwork"，记住DB名称，端口，管理员用户名，设置管理员密码。选择按时付费，立即购买。

3）支付之后，数仓创建时间从几分钟到十几分钟不等，等状态显示“运行中”，则创建完毕。记住数仓的IP地址。

二）登录数据仓库。Greenplum数据仓库的登录有很多方式，比如用PostgreSQL客户端登录，用Greenplum客户端登录，用JDBC（在Java中使用）或者ODBC（在C/C++中使用）访问，用psycopg2（在Python中使用）访问。本实验我们完成PostgreSQL客户端和psycopg2两种方式。其余方式同学们以后可以自行尝试。

1）使用PostgreSQL客户端登录。创建一个最低配置的Centos云主机，选择按流量计费，20M带宽，云主机按小时付费。登录以后运行以下命令，安装PostgreSQL客户端psql。

sudo yum install postgresql.x86_64 -y

1.1）安装完毕后运行以下命令登录数据仓库。将相关参数替换成你的数据仓库参数。登录后将看到如下界面（我们已经在dev库中）。

psql -h hostIP –U username -d database -p port

**************作业1：请将登录命令和登录成功界面截图，并插入实验报告***************

1.2）让我们运行几个SQL代码来实现建表，插入，查询等操作。

复制以下sql代码，并在psql中运行（注意要包含最后的分号）

CREATE TABLE regression (
   id int,
   y int,
   x1 int,
   x2 int
);

运行后我们看到如下notice，提示建表时没有使用DISTRIBUTED BY语句，因此Greenplum默认使用id作为分布键。这是因为greenplum是一个分布式数仓，数据会分布在不同的节点上，因此建表的时候要用DISTRIBUTED BY语句说明按照哪一个属性（即所谓“分布键”）对数据进行划分。由于我们没有指定，系统默认使用了第一列作为分布键。

接着让我们在regression表中插入一些值

INSERT INTO regression VALUES 
   (1,  5, 2, 3),
   (2, 10, 7, 2),
   (3,  6, 4, 1),
   (4,  8, 3, 4);

让我们查询一下regression表中的数据。你应该看到如下输出。

SELECT * FROM regression;

1.3）运行\q退出psql客户端。

**************作业2：请如上图一样将regression表的查询命令、输出结果和退出psql以后的界面截图，并插入实验报告***************

2）使用Python+psycopg2访问。很多时候我们需要在程序中访问数据仓库，比如用Python读取DW中的数据，然后进一步操作。我们可以通过使用psycopg2来实现访问。运行以下命令安装psycopg2package。

sudo yum install python3-devel -y
sudo yum install postgresql-libs -y
sudo yum install postgresql-devel -y
sudo yum install gcc -y
pip3 install --user psycopg2

2.1）安装完毕后运行python3，然后import psycopg2，若没有报错，则说明psycopg2安装成功。

2.2）quit()退出python3命令行，让我们运行几个Python代码来实现建表，插入，查询等操作。

建立createTable.py文件，并复制如下代码。其中username，password，hostIP，port都要替换成你的数据仓库参数。

import psycopg2
conn = psycopg2.connect(database="dev", user="username", password="password", host="hostIP", port="port")
cur = conn.cursor()
cur.execute('CREATE TABLE COMPANY (ID INT PRIMARY KEY   NOT NULL,\
                                   NAME TEXT            NOT NULL,\
                                   AGE                  INT     NOT NULL,\
                                   ADDRESS              CHAR(10),\
                                   SALARY               REAL);')
conn.commit()
conn.close()

运行createTable.py，如果没有报错，则说明建表成功。

python3 createTable.py

向COMPANY表中添加一些记录。建立insertTable.py文件，复制如下代码并运行。

import psycopg2
conn = psycopg2.connect(database="dev", user="username", password="password", host="hostIP", port="port")
cur = conn.cursor()
cur.execute("INSERT INTO COMPANY VALUES (1, 'Paul', 32, 'California', 20000.00 )");
cur.execute("INSERT INTO COMPANY VALUES (2, 'Allen', 25, 'Texas', 15000.00 )");
cur.execute("INSERT INTO COMPANY VALUES (3, 'Eric', 35, 'Florida', 25000.00 )");
conn.commit()
conn.close()

让我们查询一下刚刚建的表。建立selectTable.py文件，复制如下代码并运行。

import psycopg2
conn = psycopg2.connect(database="dev", user="username", password="password", host="hostIP", port="port")
cur = conn.cursor()
cur.execute("SELECT id, name, address, salary  from COMPANY order by id")
rows = cur.fetchall()
print ("ID      NAME      ADDRESS      SALARY")
for row in rows:
    print (row[0], "\t", row[1], "\t", row[2], "\t", row[3])
conn.close()

你应该会看到如下输出。

**************作业3：请将运行selectTable.py的命令和输出结果截图，并插入实验报告***************

三）使用MADlib完成简单的机器学习任务（线性回归）

1）前面我们说过，在Greenplum中使用MADlib插件可以直接在DW中建立机器学习模型。这里我们用二）中的regression表跑一下线性回归算法。请使用psql或者psycopg2登录数仓，并运行如下命令。

SELECT madlib.linregr_train (
   'regression',           -- source table
   'regression_model',     -- output model table
   'y',                    -- dependent variable 
   'ARRAY[1, x1, x2]'      -- independent variables
);

这里我们看到使用了MADlib的线性回归模型linregr_train来对regression表中的数据进行训练，模型输入变量为x1, x2以及偏置项，输出变量为y。训练好的模型保存在regression_model表中。

2）让我们看下模型表中有什么，运行以下命令

SELECT * FROM regression_model;

可能输出比较乱，你可以运行以下命令，让表的结果竖起来。

\x

SELECT * FROM regression_model;

这样是不是顺眼多了 👻 👻 👻 我们看到了线性回归模型的参数以及标准差，p-value等指标的值

3）最后让我们用这个模型去做预测。我们直接在训练集上进行预测。你会看到如下输出，其中predict是预测结果，observation是原始的y值。

\x

SELECT regression.*, 
        madlib.linregr_predict ( ARRAY[1, x1, x2], m.coef ) as predict,
        y as observation
FROM regression, regression_model m;

4）运行\q退出psql客户端。

**************作业4：请如上图一样把预测结果和退出psql以后的界面一起截图，并插入实验报告***************