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k8s-installer

自動化安裝 Kubernetes 叢集的 AI Agent Skill

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SKILL.md

K8S-Installer

Overview

自動化安裝 Kubernetes 高可用（HA）叢集的 AI Agent Skill。預設配置為 5 個節點：3 個 Master（Control Plane）+ 2 個 Worker。透過 SSH 連線到目標 Linux 節點，依序執行前置作業、安裝 containerd 與 kubeadm 套件、初始化 HA Control Plane、安裝 Calico CNI 網路外掛與 MetalLB LoadBalancer，並將 Worker 節點加入叢集。

When to Use This Skill

使用此 Skill 當使用者：

要求「幫我安裝 K8S」或「建立 Kubernetes 叢集」
提供節點 IP 位址並詢問如何部署 K8S
詢問「如何自動化安裝 Kubernetes」
需要在多台 Linux 伺服器上建立 K8S 叢集
有 SSH 存取權限的伺服器並想要部署容器平台

Prerequisites

執行環境（AI Agent 端）

可執行 Python 3.11+ 腳本
需要 paramiko（SSH）、click（CLI）、pyyaml（設定檔）套件

目標節點（要安裝 K8S 的伺服器）

5 個節點（預設配置）：
- master-1, master-2, master-3（Control Plane HA）
- worker-1, worker-2（Worker 節點）
Oracle Linux 9+ 或其他 RHEL 相容系統
每節點至少 2 CPU、2GB RAM
節點間網路互通
必要 Port：
- Control Plane：6443, 2379-2380, 10250, 10259, 10257
- Worker：10250, 30000-32767
SSH 存取權限（root 或具 sudo 權限的使用者）
需要 internet 連線以下載套件
建議：設定 Load Balancer 指向 3 個 Master 的 6443 port

Parameters

向使用者收集以下資訊（預設 5 節點 HA 架構）：

參數	類型	必填	說明
master_nodes	list	✓	Master 節點列表（預設 3 個），每個包含 host、user、password
worker_nodes	list	✓	Worker 節點列表（預設 2 個），每個包含 host、user、password
load_balancer_ip	string		Load Balancer IP（HA 架構建議設定）
pod_network_cidr	string		Pod 網路 CIDR，預設 192.168.0.0/16（Calico 預設）
metallb_ip_range	string		MetalLB IP 位址範圍，例如 192.168.1.200-192.168.1.250

預設節點配置

節點	角色	說明
node-1	master-1	第一個 Control Plane（初始化節點）
node-2	master-2	第二個 Control Plane
node-3	master-3	第三個 Control Plane
node-4	worker-1	第一個 Worker 節點
node-5	worker-2	第二個 Worker 節點

參數收集對話範例

我需要以下資訊來安裝 K8S HA 叢集（3 Master + 2 Worker）：

=== Master 節點（Control Plane HA）===
請提供 3 個 Master 節點的連線資訊：

--- master-1（初始化節點）---
  IP 位址: 
  SSH 使用者: root
  SSH 密碼: 

--- master-2 ---
  IP 位址: 
  SSH 使用者: root
  SSH 密碼: 

--- master-3 ---
  IP 位址: 
  SSH 使用者: root
  SSH 密碼: 

=== Worker 節點 ===
請提供 2 個 Worker 節點的連線資訊：

--- worker-1 ---
  IP 位址: 
  SSH 使用者: root
  SSH 密碼: 

--- worker-2 ---
  IP 位址: 
  SSH 使用者: root
  SSH 密碼: 

=== Load Balancer（選填但建議）===
Load Balancer IP（指向 3 個 Master 的 6443 port）: 

=== 網路設定（選填）===
Pod 網路 CIDR？（預設 192.168.0.0/16，Calico 預設）

=== MetalLB 設定（選填）===
MetalLB IP 位址範圍？（例如 192.168.1.200-192.168.1.250）

Execution Workflow

Step 1: 驗證連線

在開始安裝前，先測試所有節點的 SSH 連線：

python

# 對每個節點執行連線測試
ssh {user}@{host} -p {port} "echo 'Connection OK'"

如果連線失敗，報告錯誤並請使用者確認：

SSH 服務是否啟動
防火牆是否允許 22 port
使用者名稱密碼是否正確

Step 2: 前置作業（所有節點）

在每個節點執行：

2.1 停用 Swap

bash

swapoff -a
sed -i '/swap/d' /etc/fstab

2.2 載入核心模組

bash

cat <<EOF | tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

modprobe overlay
modprobe br_netfilter

2.3 設定 Sysctl 參數

bash

cat <<EOF | tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
EOF

sysctl --system

Step 3: 安裝套件（所有節點）

3.1 安裝 Containerd

bash

dnf install -y containerd
mkdir -p /etc/containerd
containerd config default | tee /etc/containerd/config.toml
sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/' /etc/containerd/config.toml
systemctl enable --now containerd

3.2 安裝 Kubernetes 套件

bash

cat <<EOF | tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.29/rpm/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.29/rpm/repodata/repomd.xml.key
EOF

dnf install -y kubelet kubeadm kubectl
systemctl enable --now kubelet

Step 4: 初始化第一個 Master（master-1）

僅在 master-1 執行：

4.1 執行 kubeadm init（HA 模式）

bash

# 如果有 Load Balancer
kubeadm init \
  --control-plane-endpoint "{load_balancer_ip}:6443" \
  --upload-certs \
  --pod-network-cidr={pod_network_cidr}

# 如果沒有 Load Balancer，使用 master-1 IP
kubeadm init \
  --control-plane-endpoint "{master1_ip}:6443" \
  --upload-certs \
  --pod-network-cidr={pod_network_cidr}

4.2 設定 kubectl

bash

mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

4.3 安裝 Calico CNI

bash

# 安裝 Calico operator
kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.0/manifests/tigera-operator.yaml

# 安裝 Calico 自訂資源
kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.0/manifests/custom-resources.yaml

# 等待 Calico 就緒
kubectl wait --for=condition=Ready pods -l k8s-app=calico-node -n calico-system --timeout=300s

4.4 記錄 Join 命令

kubeadm init 完成後會輸出兩個 join 命令：

Control Plane join 命令（含 --control-plane --certificate-key）
Worker join 命令

Step 5: 加入其他 Master（master-2, master-3）

在 master-2 和 master-3 執行 Control Plane join 命令：

bash

kubeadm join {endpoint}:6443 --token {token} \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:{hash} \
  --control-plane --certificate-key {cert_key}

完成後在每個 Master 設定 kubectl：

bash

mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Step 6: Worker 加入叢集（worker-1, worker-2）

在 worker-1 和 worker-2 執行 Worker join 命令：

bash

kubeadm join {endpoint}:6443 --token {token} \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:{hash}

Step 7: 安裝 MetalLB LoadBalancer

在任一 Master 執行：

7.1 啟用 strictARP

bash

# MetalLB 需要啟用 strictARP
kubectl get configmap kube-proxy -n kube-system -o yaml | \
  sed -e 's/strictARP: false/strictARP: true/' | \
  kubectl apply -f - -n kube-system

7.2 安裝 MetalLB

bash

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.14.3/config/manifests/metallb-native.yaml

# 等待 MetalLB 就緒
kubectl wait --for=condition=Ready pods -l app=metallb -n metallb-system --timeout=120s

7.3 設定 IP 位址池

bash

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: IPAddressPool
metadata:
  name: default-pool
  namespace: metallb-system
spec:
  addresses:
  - {metallb_ip_range}  # 例如: 192.168.1.200-192.168.1.250
---
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: default
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
  - default-pool
EOF

Step 8: 驗證安裝

在任一 Master 執行：

bash

kubectl get nodes

預期輸出（5 節點 HA 叢集）：

NAME       STATUS   ROLES           AGE   VERSION
master-1   Ready    control-plane   10m   v1.29.0
master-2   Ready    control-plane   8m    v1.29.0
master-3   Ready    control-plane   6m    v1.29.0
worker-1   Ready    <none>          4m    v1.29.0
worker-2   Ready    <none>          3m    v1.29.0

檢查 etcd 叢集狀態：

bash

kubectl get pods -n kube-system -l component=etcd

預期有 3 個 etcd Pod 運行中。

檢查 Calico CNI 狀態：

bash

kubectl get pods -n calico-system

預期所有 calico-node Pod 都為 Running。

檢查 MetalLB 狀態：

bash

kubectl get pods -n metallb-system
kubectl get ipaddresspool -n metallb-system

Output

安裝完成後，回報以下資訊給使用者：

✅ K8S HA 叢集安裝完成！

叢集資訊：
- 架構：High Availability（HA）
- Master 節點：3 個（master-1, master-2, master-3）
- Worker 節點：2 個（worker-1, worker-2）
- Control Plane Endpoint: {endpoint}
- Pod 網路: {pod_network_cidr}
- CNI: Calico
- LoadBalancer: MetalLB（IP 範圍: {metallb_ip_range}）
- Kubernetes 版本: v1.29.0

📋 Join 命令（供未來新增節點使用）：

# 新增 Master（Control Plane）
kubeadm join {endpoint}:6443 --token {token} \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:{hash} \
  --control-plane --certificate-key {cert_key}

# 新增 Worker
kubeadm join {endpoint}:6443 --token {token} \
  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:{hash}

下一步：
1. SSH 登入任一 Master: ssh {user}@{master_ip}
2. 檢查節點狀態: kubectl get nodes
3. 檢查 Calico 狀態: kubectl get pods -n calico-system
4. 檢查 MetalLB 狀態: kubectl get pods -n metallb-system
5. 部署第一個應用: kubectl create deployment nginx --image=nginx
6. 建立 LoadBalancer Service: kubectl expose deployment nginx --type=LoadBalancer --port=80

Error Handling

SSH 連線失敗

❌ 無法連線到 {host}
可能原因：
- SSH 服務未啟動：systemctl status sshd
- 防火牆阻擋：firewall-cmd --add-port=22/tcp --permanent
- 密碼錯誤
請確認後重試。

kubeadm init 失敗

❌ Control Plane 初始化失敗
可能原因：
- CPU 或記憶體不足（需至少 2 CPU、2GB RAM）
- swap 未停用：free -h 確認 swap 為 0
- 已有 K8S 殘留：kubeadm reset -f
錯誤訊息：{error_message}

Worker 加入失敗

❌ Worker {host} 無法加入叢集
可能原因：
- 無法連線 Control Plane 6443 port
- Token 已過期（24 小時有效）
- 網路不通
請確認後重試，或重新產生 token：kubeadm token create --print-join-command

Scripts Location

此 Skill 的執行腳本位於 scripts/ 目錄：

install.py - 主要安裝腳本
ssh_client.py - SSH 連線封裝
config.py - 設定檔處理

References

參考文件位於 references/ 目錄：

kubeadm_setup.md - kubeadm 官方安裝指南
troubleshooting.md - 常見問題排除
oracle_linux_notes.md - Oracle Linux 特定注意事項

Key Principles

收集完整資訊再執行：

在開始安裝前，確保已收集所有必要的節點連線資訊
先驗證 SSH 連線，避免安裝到一半失敗

逐步回報進度：

每完成一個步驟，告知使用者進度
如果某步驟耗時較長，提供預估時間

清楚的錯誤訊息：

發生錯誤時，提供具體的原因與解決建議
不要只說「安裝失敗」，要說明是哪個步驟、什麼錯誤

安全考量：

密碼等敏感資訊不要顯示或記錄
完成後提醒使用者變更預設密碼

Maintainer

jeff1121 Core maintainer

Source details

Full Name: jeff1121/MySkills
Branch: 001-skill-framework
Path in repo: skills/k8s-installer

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Step 1: 驗證連線

Step 2: 前置作業（所有節點）

Step 3: 安裝套件（所有節點）

Step 4: 初始化第一個 Master（master-1）

Step 5: 加入其他 Master（master-2, master-3）

Step 6: Worker 加入叢集（worker-1, worker-2）

Step 7: 安裝 MetalLB LoadBalancer

Step 8: 驗證安裝

Output

Error Handling

SSH 連線失敗

kubeadm init 失敗

Worker 加入失敗

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