> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://atomoh.gitbook.io/kubernetes/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://atomoh.gitbook.io/kubernetes/es/ce-yan-ji-he/quizzes/02-strimzi-operator-quiz.md).
# 第 2 部分：Strimzi Operator 测验
本测验用于检验你对 Strimzi Operator 基础知识、安装方法、核心 CRDs、KRaft 节点角色以及 EKS 部署注意事项的理解。
## 选择题
1. Strimzi 是哪种 CNCF 项目？
* A) 一个 service mesh
* B) 一个用于在 Kubernetes 上运行 Apache Kafka 的 Operator
* C) 一个 container runtime
* D) 一个 CI/CD pipeline 工具
显示答案
**答案：B) 一个用于在 Kubernetes 上运行 Apache Kafka 的 Operator**
**解析：** Strimzi 是一个 CNCF Incubating 项目，它使用 Kubernetes Operator 模式来管理 Apache Kafka 集群的部署和完整生命周期，包括安装、升级、扩缩容和证书管理。你无需手动将 Kafka brokers 编写为 StatefulSet，而是通过 CRDs 声明期望状态，Operator 会协调实际集群状态使其与期望状态一致。
2. 以下哪一项作为不使用 Strimzi、直接以 StatefulSet 运行 Kafka 的挑战，最不准确？
* A) 处理顺序滚动升级
* B) 签发和轮换 TLS 证书
* C) 构建 container images 变得不可能
* D) 在 partition 重新平衡期间管理数据移动
显示答案
**答案：C) 构建 container images 变得不可能**
**解析：** 直接以 StatefulSet 运行 Kafka 本身并不是不可能。真正的问题在于运维复杂性和脆弱性：顺序升级、证书轮换以及重新平衡期间的数据移动都很难手动管理，并且容易出错。Strimzi 通过 CRDs 和 Operator 逻辑自动化处理所有这些工作。
3. 在安装 Cluster Operator 之前，哪个命令会添加 Strimzi Helm repository？
* A) `helm repo add strimzi https://strimzi.io/charts/`
* B) `helm repo add kafka https://kafka.apache.org/charts/`
* C) `helm repo add strimzi https://github.com/strimzi/charts/`
* D) `helm install strimzi https://strimzi.io/`
显示答案
**答案：A) `helm repo add strimzi https://strimzi.io/charts/`**
**解析：** Strimzi 的官方 Helm repository 是 `https://strimzi.io/charts/`。添加后，可使用 `helm install strimzi-kafka-operator strimzi/strimzi-kafka-operator --namespace kafka --create-namespace` 安装 Cluster Operator。
4. Strimzi Cluster Operator 默认 watch 的 namespace 范围是什么？
* A) 集群中的每个 namespace
* B) 所有 `kube-system` namespaces
* C) 只有它部署到的 namespace
* D) 只有 `default` namespace
显示答案
**答案：C) 只有它部署到的 namespace**
**解析：** 默认情况下，Cluster Operator 只 watch 自身 namespace 中的 resources。若要 watch 多个 namespaces，请在 Operator Deployment 上将 `STRIMZI_NAMESPACE` environment variable 设置为逗号分隔的 namespace 列表，或设置为 `*` 以将 watch 范围扩展到整个集群。
5. Strimzi 0.45+ 将 KRaft mode 设为默认后，哪个字段变得不再需要？
* A) `Kafka.spec.kafka.listeners`
* B) `Kafka.spec.zookeeper`
* C) `Kafka.spec.entityOperator`
* D) `KafkaNodePool.spec.storage`
显示答案
**答案：B) `Kafka.spec.zookeeper`**
**解析：** 由于 KRaft mode 已成为默认模式，controller quorum 可以在没有 ZooKeeper 的情况下直接管理 metadata，因此以前必需的 `Kafka.spec.zookeeper` block 不再需要。Broker 和 controller 角色改为通过单独的 `KafkaNodePool` resources 定义。
6. 哪个值不是 `KafkaNodePool.spec.roles` 的有效条目？
* A) `controller`
* B) `broker`
* C) 同时组合 `controller` 和 `broker` 的双角色
* D) `zookeeper`
显示答案
**答案：D) `zookeeper`**
**解析：** 基于 KRaft 的 `KafkaNodePool` 上的 `roles` 字段只支持 `controller`、`broker`，或双角色组合（`[controller, broker]`）。`zookeeper` 不是有效角色 — ZooKeeper 在 KRaft mode 中完全不存在。
7. 以 3 个节点运行 controller node pool 的主要原因是什么？
* A) 它必须始终与 broker 数量一致
* B) controller quorum 需要多数票，因此奇数数量更安全
* C) Kafka client libraries 至少需要 3 个 controllers
* D) EBS volume limits 要求如此
显示答案
**答案：B) controller quorum 需要多数票，因此奇数数量更安全**
**解析：** KRaft controller quorum 使用类似 Raft 的 consensus protocol 运行，该协议在 leader election 和 metadata commits 时需要多数票。偶数数量的 controllers 可能导致影响可用性的分票场景，因此通常使用 3 或 5 这样的奇数数量。这一决定与 broker 数量无关。
8. 在 Amazon EKS 上为 Kafka brokers 定义 EBS StorageClass 时使用的 CSI provisioner 名称是什么？
* A) `kubernetes.io/aws-ebs`
* B) `ebs.csi.aws.com`
* C) `efs.csi.aws.com`
* D) `aws.amazon.com/ebs`
显示答案
**答案：B) `ebs.csi.aws.com`**
**解析：** Amazon EBS CSI driver 使用 provisioner 名称 `ebs.csi.aws.com`。`kubernetes.io/aws-ebs` 是已弃用的 in-tree provisioner。`KafkaNodePool.spec.storage` 下的 `persistent-claim` volumes 引用由该 provisioner 支持的 StorageClass，以动态配置 EBS gp3 volumes。
9. 要将 broker Pods 均匀分布到各 AZ，需要向 `KafkaNodePool.spec.template.pod` 添加哪个字段？
* A) `nodeSelector`
* B) `topologySpreadConstraints`
* C) `tolerations`
* D) `priorityClassName`
显示答案
**答案：B) `topologySpreadConstraints`**
**解析：** `topologySpreadConstraints` 是一种 scheduling constraint，它会基于 `topologyKey`（例如 `topology.kubernetes.io/zone`）均匀分布 Pods。将 Kafka brokers 分布到多个 AZ 意味着单个 AZ 故障不会导致整个集群的可用性中断。设置 `whenUnsatisfiable: DoNotSchedule` 会通过阻止违反约束的调度来严格执行该约束。
10. 当 external clients 需要从集群外访问 Kafka brokers 时，可以向 `Kafka.spec.kafka.listeners` 添加哪些 listener types？
* A) `internal` 和 `clusterip`
* B) `loadbalancer` 或 `nodeport`
* C) 只有 `ingress`
* D) 不支持 external exposure
显示答案
**答案：B) `loadbalancer` 或 `nodeport`**
**解析：** Strimzi listeners 支持 `internal`、`route`、`ingress`、`loadbalancer` 和 `nodeport` 类型。在 EKS 上，external access 通常通过 `loadbalancer`（为 bootstrap/broker 自动配置一个 AWS NLB）或 `nodeport`（worker node ports 加外部 load balancer）提供。`loadbalancer` 类型可以通过 annotations 进行调优，以控制 AWS Load Balancer Controller 的 NLB 设置，例如 internal 与 internet-facing scheme。
## 简答题
11. 请说出两个内部 Strimzi components，它们负责将 `KafkaTopic` 和 `KafkaUser` custom resources 与实际 Kafka resources 同步。
显示答案
**答案：Topic Operator, User Operator**
**解析：** Topic Operator 会将 `KafkaTopic` custom resources 单向同步到实际 Kafka topics（CR 是真相来源），而 User Operator 会基于 `KafkaUser` custom resources 管理 SCRAM-SHA-512 或 TLS authentication credentials 和 ACLs。两者作为 Entity Operator 的一部分，打包到每个 Kafka 集群的单个 Pod 中。
12. 哪个 environment variable 用于配置 Cluster Operator watch 多个 namespaces？
显示答案
**答案：`STRIMZI_NAMESPACE`**
**解析：** 在 Cluster Operator Deployment 上设置 `STRIMZI_NAMESPACE` 可控制其 watch 的 namespace 范围。你可以指定逗号分隔的 namespace 列表，或指定 `*` 以将 watch 范围扩展到整个集群。
13. `KafkaNodePool.spec.storage` 中哪种 storage type 允许你为每个 broker 挂载多个 EBS volumes 以分散 I/O？
显示答案
**答案：JBOD (type: jbod)**
**解析：** JBOD (Just a Bunch Of Disks) storage 允许单个 broker 使用多个 `persistent-claim` volumes，每个 volume 都由不同的 `id` 标识。这样可以将 I/O 分布到多个 volumes，而不是受限于单个 EBS volume 的 throughput ceiling。
14. `Kafka` resource 上的哪个 status condition 表示 brokers/controllers 已形成健康的 quorum 且 listeners 处于活动状态？
显示答案
**答案：`Ready: True`**
**解析：** 当你使用 `kubectl get kafka -n kafka` 检查 `Kafka` resource 的 status 时，`Ready` condition 设置为 `True` 表示所有集群 components（brokers、controllers、listeners、Entity Operator）都在正常工作。
15. 定义用于运行 source/sink connectors（例如 Debezium）的独立 worker cluster 的 Strimzi CRD 名称是什么？
显示答案
**答案：`KafkaConnect`**
**解析：** `KafkaConnect` 是定义 Kafka Connect worker cluster 的 CRD。各个 connector instances 通过 `KafkaConnector` custom resources 以 declarative 方式管理，并部署到 `KafkaConnect` cluster 上。
## 实操题
16. 写出通过 Helm 将 Strimzi Cluster Operator 安装到 `kafka` namespace 的完整命令序列。
显示答案
**答案：**
```bash
# Add the Strimzi Helm repository
helm repo add strimzi https://strimzi.io/charts/
helm repo update
# Install the Cluster Operator into the kafka namespace
helm install strimzi-kafka-operator strimzi/strimzi-kafka-operator \
--namespace kafka \
--create-namespace \
--version 0.45.0
# Verify the installation
kubectl get pods -n kafka
kubectl get crd | grep strimzi
```
**解析：** `helm repo add` 会注册 Strimzi repository，`helm repo update` 会获取最新的 chart metadata。向 `helm install` 添加 `--create-namespace` 会在 `kafka` namespace 尚不存在时自动创建它。安装后，使用 `kubectl get pods -n kafka` 确认 Cluster Operator Pod 为 `Running`，并使用 `kubectl get crd | grep strimzi` 确认 `Kafka` 和 `KafkaNodePool` 等 CRDs 已注册。
17. 编写一个由 3 个仅 broker 节点组成的 `KafkaNodePool`，每个节点使用一个基于 gp3 的 100Gi `persistent-claim` volume。
显示答案
**答案：**
```yaml
apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: KafkaNodePool
metadata:
name: broker
labels:
strimzi.io/cluster: my-cluster
spec:
replicas: 3
roles:
- broker
storage:
type: jbod
volumes:
- id: 0
type: persistent-claim
size: 100Gi
class: gp3-kafka
deleteClaim: false
resources:
requests:
cpu: "2"
memory: 4Gi
limits:
cpu: "4"
memory: 4Gi
```
**解析：** `strimzi.io/cluster` label 必须与此 node pool 所属的 `Kafka` resource 名称匹配。`roles: [broker]` 指定仅 broker 节点，而 `storage.type: jbod` 下的 `persistent-claim` volume 会配置一个 100Gi、由 EBS 支持的 persistent volume。`class` 引用由 `ebs.csi.aws.com` provisioner 支持的 StorageClass。
18. 创建一个名为 `orders`、具有 12 个 partitions 和 3 个 replicas 的 `KafkaTopic`，然后写出使用 console producer 和 consumer 测试它的命令。
显示答案
**答案：**
```yaml
apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: KafkaTopic
metadata:
name: orders
namespace: kafka
labels:
strimzi.io/cluster: my-cluster
spec:
partitions: 12
replicas: 3
config:
min.insync.replicas: 2
```
```bash
# Apply the topic
kubectl apply -f orders-topic.yaml -n kafka
kubectl get kafkatopic -n kafka
# Producer test
kubectl run kafka-producer -n kafka -ti \
--image=quay.io/strimzi/kafka:0.45.0-kafka-3.9.0 --rm=true --restart=Never -- \
bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server my-cluster-kafka-bootstrap:9092 --topic orders
# Consumer test
kubectl run kafka-consumer -n kafka -ti \
--image=quay.io/strimzi/kafka:0.45.0-kafka-3.9.0 --rm=true --restart=Never -- \
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server my-cluster-kafka-bootstrap:9092 --topic orders --from-beginning
```
**解析：** `strimzi.io/cluster` label 告诉 Topic Operator 此 `KafkaTopic` 属于哪个 `Kafka` cluster。应用后，`kubectl get kafkatopic -n kafka` 会确认 topic 已实际创建。producer/consumer 测试会将 Strimzi 的 Kafka image 作为一次性 Pod 运行，并连接到 bootstrap Service（`my-cluster-kafka-bootstrap:9092`）。
19. 编写一个使用 SCRAM-SHA-512 authentication 的 `KafkaUser`，并且只授权其对 `orders` topic 执行 Read、Write 和 Describe 操作。
显示答案
**答案：**
```yaml
apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: KafkaUser
metadata:
name: order-service
namespace: kafka
labels:
strimzi.io/cluster: my-cluster
spec:
authentication:
type: scram-sha-512
authorization:
type: simple
acls:
- resource:
type: topic
name: orders
operations: [Read, Write, Describe]
```
**解析：** `authentication.type: scram-sha-512` 会指示 User Operator 生成 SCRAM credentials 并将其存储在 Secret 中。`authorization.type: simple` 使用 Kafka 内置的基于 ACL 的 authorization，`acls` 列表将该用户限制为仅能对 `orders` topic 执行 `Read`、`Write` 和 `Describe` 操作 — 在 CR 级别以 declarative 方式实现 least privilege。
20. 向 `KafkaNodePool` 的 `spec.template.pod` 添加 `topologySpreadConstraints`，以将 broker Pods 均匀分布到各 AZ。
显示答案
**答案：**
```yaml
apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2
kind: KafkaNodePool
metadata:
name: broker
labels:
strimzi.io/cluster: my-cluster
spec:
replicas: 3
roles: [broker]
template:
pod:
topologySpreadConstraints:
- maxSkew: 1
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
labelSelector:
matchLabels:
strimzi.io/cluster: my-cluster
strimzi.io/name: my-cluster-broker
storage:
type: jbod
volumes:
- id: 0
type: persistent-claim
size: 100Gi
class: gp3-kafka
```
**解析：** `topologyKey: topology.kubernetes.io/zone` 会根据 EKS worker nodes 上的 AZ label 分布 Pods。`maxSkew: 1` 允许 AZ 之间的 Pod 数量最多相差 1，`whenUnsatisfiable: DoNotSchedule` 会在无法满足约束时直接阻止调度，从而保证均匀分布。`labelSelector` 决定用于计算 skew 的 Pods 集合（同一个 broker node pool）。
***
[返回学习资料](/kubernetes/es/eks-shang-de-shu-ju/kafka/02-strimzi-operator.md) | [下一测验：Kafka Operations](/kubernetes/es/ce-yan-ji-he/quizzes/03-kafka-operations-quiz.md)