ネットワーク機器のAPIあれこれ入門（NetOpsCoding#2）

ネットワーク機器のAPIあれこれ入門
How do you wan to talk with your Network Nodes?
Twitter: @ebiken | ebiken.g@gmail.com
ネットワーク機器のAPIあれこれ入門｜NetOpsCoding#2｜2016/03/04｜@ebiken 1

本日のお題
「ネットワーク機器のAPIを使って何かしたい！」
と思っている人が、何かを始められるように
ネットワーク機器APIの全体像をつかむ
• APIを利用してできる事
• ネットワーク機器のインターフェース
• REST (like) API の違い
• Appendix：参考資料
要は、自分がこの数か月勉強したことをシェアします。

ネットワーク自動化の全体像
APIを利用してできる事
設定投入
ディスカバリー
トポロジー描画
通知・アラート
（Notification）
コマンド実行
ネットワーク管理システム（NMS）
アプリケーション
ネットワーク機器
Ping
Traceroute
設定（参照）
RIB/FIB
隣接情報
複数機器
状態（Status）
統計（Stats）

設定投入
複数機器
APIを利用してできる事
ディスカバリー
トポロジー描画
通知・アラート
（Notification）
コマンド実行
ネットワーク管理システム（NMS）
ネットワーク機器
Ping
Traceroute
設定（参照）
RIB/FIB
隣接情報
状態（status）
統計（Stats）
アプリケーション・プログラムによるアクセスが可能
⇒ これらを組み合わせた様々な自動化が可能

ネットワーク機器のインターフェース
昔ながらの
インターフェース
標準化が進められているAPI 機器毎の独自API
REST? API
(JSON/XML+HTTP)
(RPC over HTTP)
NECONF/YANG
（RESTCONF）
CLI
SNMP

CLI / SSH
ネットワーク機器のAPI

CLI / SSH
• SSHセッション上でCLIコマンド
を会話的に実行
• SSHセッションを意識した
プログラミング（煩雑）
• Exscript, expect等SSHパッケー
ジの利用
• CLI経由でのみ実行可能なコ
マンドが存在
参考： NetOpsCoding Advent Calendar 2015
ソフトウェアからルータにSSH(Exscript)で設定してみる
http://qiita.com/taijijiji/items/351c48a8a77ee56f6e79

NETCONF / YANG

ネットワーク機器のAPI：NETCONF/YANG
ネットワーク機器設定の
「データモデル」「オペレーション」「データストア」を提供
• IETFで標準化＠NETCONF WG
• RFC 6241 NETCONF
• RFC 6020 YANG
https://datatracker.ietf.org/wg/netconf/documents/
オペレーション
<get-config>
<edit-config>
<delete-config>
<commit>
etc.
データストア
candidate config
running config
startup config
YANG （データモデル）
設定情報含むネットワーク機器のモデル化
NETCONF （プロトコル）
オペレーションデータストア
XML-RPC
SSH, TLS （トランスポート）

NetConf / YANG
Network Configuration Management with NETCONF and YANG
http://www.ietf.org/edu/documents/2012-ietf-84-netconf-yang.pdf
YANG
NetConf
<get-config>
<edit-config>
<delete-config>
<commit>
オペレーションの流れ

YANG Model Example
RFC 7223 : YANG Interface Management
https://tools.ietf.org/html/rfc7223

嬉しい点
• 標準化が進められている
• データモデル（YANG）
• プロトコル（NETCONF）
• 多くのベンダーがサポート表明
• オペレーションやエンコーディン
グ（XML）は各機器共通
つらい点
• 「設定」関連情報・操作のみ
• ベンダーや機器間でのデータモデ
ルの差異
• YANGを使わなくても良い
• 操作（設定）可能なパラメータの差異
• 操作できない設定も
• エンコーディングはXML
• 冗長で読みづらい
⇒ SDK/Libraryの利用が必須

... その前に ...
REST API

REST おさらい
REST おさらい
• URI ＝リソース
• HTTP Method＝操作
• POST => Create
• GET => Read
• PUT => Update
• DELETE => Delete
• BODYエンコーディング（符号化）
• 何でも良い：JSON, XML, CSV etc.
• でも JSON が多い
• ステート（セッション）もたない
操作リソース

REST おさらい
REST な URI
•/interface/ge-0-0-1
•/interface/ge-0-0-1/ipv4
•/version
REST ではない URI
•/show-interface/ge-0-0-1
•/set-interface/ge-0-0-1/ipv4
•/show-version
操作は REST URIに含まれない！

REST おさらい
RESTの特徴
• HTTP(S) トランスポート
• プログラムしやすい！
• コマンド1行でリクエスト作成可能
• curl, wget ..
• 様々な言語のライブラリ
• Ruby, Python, Go, Perl ...
• （当然）標準化されていない
• RESTは規約ではなく思想
• （個人の見解です）
• 実際にはRESTfulだとできない事
も
• Candidate config + commit とか。
• 結果、RESTfulではない&各機器異
なる実装に。

API対応状況（ネットワーク機器各種）
なぜネットワーク運用自動化が進まないのか
by Biglobe 土屋さん
http://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-47398248
http://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/whitebox-switch-48099814
REST API !?

REST (like) な API の分類（概要）
• URI
• リソース
• リソース＋操作
• 常に同じ
• エンコード
• JSON
• XML
• セッション
• 有り：URI/BODYにSessionID
• 無し
• オペレーション
• CLIをBodyに入れて送信
• HTTP METHOD + URI
• URIにコマンド入れる
RESTと記載されてても、（基本）RESTfulではない
• JSON-RPC, XML-RPC, WEB API?

Brocade vRouter 5600 (Vyatta)
• URI: コマンドを表す（リソースではなく）
• Encoding符号化: JSON
• 参照・設定、共にセッションを持つ
• Config Workflow
• Ops: one-time output
• Ops: continuous output
• GET /rest/op/<cmd>
• Ops with no session ID will return parameter definitions.
• Very different from RESTful concept.

設定投入＆適用 Workflow
1. Begin a configuration session
• Config Session ID named "conf-id" will be
generated.
2. make configuration changes
• PUT /rest/conf/<conf-id>/set/<path>
• PUT /rest/conf/<conf-id>/delete/<path>
3. commit changes
• POST /rest/conf/<conf-id>/commit
4. optional: view config
• GET /rest/conf/<conf-id>/<path>
5. save config
• POST /rest/conf/<conf-id>/save
6. Finish configuration session
• DELETE /rest/conf/<conf-id>
CLIをURLにマップしたイメージ

参照コマンド（One Time）
• Begin a ops session
• POST /rest/op/show/version
• HTTP/1.1 201 Created
• Location: rest/op/137AA3B22A362CA3
• Get output from the command just
sent
• GET /rest/op/137AA3B22A362CA3
• HTTP/1.1 200 OK
• If request 2nd time, it's gone.
• GET /rest/op/137AA3B22A362CA3
• HTTP/1.1 410 Gone

参照コマンド（継続的）
• Begin a ops session (ex: ping)
• POST /rest/op/ping/10.0.0.1
• Get ouput (1st)
• GET /rest/op/02B3479CA1522F2A
• HTTP/1.1 200 OK
• PING 10.3.0.1 (10.3.0.1) 56(84) bytes of
data.
• 64 bytes from 10.3.0.1: icmp_seq=1
ttl=64 time=0.839 ms
• ...
• Get output (2nd)
• GET /rest/op/02B3479CA1522F2A
• HTTP/1.1 200 OK
• ...
• Stop a ops session (and the command
ping)
• DELETE /rest/op/02B3479CA1522F2A
.

Brocade VDX
• URI: リソースを表す
• エンコード（符号化）：XML
• コマンド：HTTP Method (GET, POST, PUT, PATCH, DELETE, OPTIONS, and HEAD)
• パラメーター：BODY (XML)
• 設定のための “session-id” や “commit” という概念はない
• POST http://host:80/rest/config/running/interface/TenGigabitEthernet/%221/0/5%22/ip
• <address>
• <address>192.168.10.1/24</address>
• <ospf-ignore>true</ospf-ignore>
• </address>
• 参照（実行）コマンドには “session-id” があり実行結果をレスポンス
• ex: l2traceroute-result,
Brocade VDX

REST (like) API のタイプ
JSON RPC 型 (Arista EOS eAPI)
URI＝固定（/command-api）
BODYにCLIコマンド列挙（JSON）
ex： http://admin:pAssW0rd@198.51.100.1/command-api
Reference: https://eos.arista.com/arista-eapi-101/
<protocol>://<username>:<password>@<hostname or ip-address>/command-api

• CLIを投入するようにコマンドをシーケンシャルに記述可能
• 参考: Arista eAPI の概略を５分で説明してくれます。
• https://www.youtube.com/watch?v=9sWux0GCZ78
• Command API Explorer
JSON RPC 型 (Arista EOS eAPI)

JUNOS: XML RPC Single Method
• CLIに紐づいた RPC Method をURIに記述
• インターフェース名などのパラメータもURI中に?で指定
• scheme://device-name:port/rpc/method[@attributes]?params
• scheme: http or https
• method: rpc command
• 各コマンドに対してそれぞれRPC methodが定義されている。
• params: Optional parameter values (name[=value])
• Response Formatを指定可能
• @attributes で指定: @format=json
• HTTP header “Accept:” で指定：application/xml, application/json
参考：JunosのREST APIを使ってみる
http://qiita.com/kazubu/items/e5e0941f66f6c6f2f55a

device-name port
URI Example
https://198.51.100.1:3000/rpc/get-software-information
... /get-interface-information?terse=&interface-name=ge-0/0/1
method
method parameters

CLIコマンドに対応する RPC method 確認方法

• 1. 設定投入：POST load-configuration
• 設定内容は BODY に CLI 出力と同様のフォーマットで指定。
• Candidate Config に保存される
• 2. 設定適用：POST commit-configuration
JUNOS 設定投入・適用

REST (like) API のタイプ
• （URIでなく）CLIに紐づくRPC Method をBODYに複数記述
XML RPC Multi Method型 (JUNOS Multi RPC)
Request Response

REST (like) API の特徴（機器別）
• Vyatta
• URI = CLI Command
• Encode: JSON
• Session 設定：有｜参照：有
• 設定はセッション（conf-id）毎にCandidate config
を編集、Commit
• 参照やOpsコマンド実行は２回以上リクエスト投
げて結果を受け取る
• 継続的なコマンド（Ping）とか実行可能
• Brocade VDX
• URI = Resource
• Encode: XML
• Session: 設定：無｜参照：有（継続コマンドのみ）
• HTTP Method で操作を表す
• 設定のためのセッションという概念は無い。
• 継続的なコマンドにはセッションという概念あり。
• Arista
• URI: 固定 /command-api
• Encode: JSON
• Session: 無
• コマンドは Request BODY に JSONで記述
• 複数コマンドを１度に送信できる。
• Juniper
• URI = CLI mapped RPC method (or 固定URI
＋ RPC method in BODY)
• Encode: XML, JSON, TXT
• Session: 無
• 設定投入は設定をBODYに記載して /load-
configuration に投入
• 適用は commit-configuration を投入

プログラミングの階層構造＆まとめ

Network Controller
プログラミングの階層構造
SDK / library
（機器毎）
Plug-in（機器毎）
Wire Protocol
CLI/SSH, NETCONF, REST (like)
各機器共通API
REST (like)
「実現したいこと」＆「機器仕様」
を元に検討

まとめ
SDK や Library の提供・活用
NECONF/YANG
⇒ 標準化進められているが複雑
REST (like) API
⇒ ベンダー毎に独自なAPI
シンプルなAPIの必要性
直接APIアクセス（SDK や Library だけで
はできないことを実装するために）
⇒ メーカーによる機能追加（要求）
⇒ API Proxy/Agent などの開発・公開
メーカーの視点から
多くの人に使ってもらえる（期待が持てる）機能は実装＆改善可能
試して、できなかった事、足りない機能など公開して
「プログラミングしやすい環境」を加速させよう！

Appendix: LINK集
これからネットワークプログラムしたい人が読むと嬉しい資料

ネットワーク自動化・アプリケーション連携への動き
IDCF 井上さん
• 2015年10月中心 : QIITAでAPI実装・実験色々
• http://qiita.com/inoueissei
Biglobe 土屋さん
• 2015/12/21 ソフトウェアからルータにNETCONF(ncclient)で設定してみる
• http://qiita.com/taijijiji/items/394d6af5a71834c4e48a
• 2015/12/02 ソフトウェアからルータにSSH(Exscript)で設定してみる
• http://qiita.com/taijijiji/items/351c48a8a77ee56f6e79
• 2015/05/xx ?? なぜネットワーク運用自動化が進まないのか
• Why is it difficult to automate network operation
• http://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/ss-47398248
• http://www.slideshare.net/taijitsuchiya5/whitebox-switch-48099814

Shintaro Kojima @codeout
• NETCONF 入門知ったかぶりしない NETCONF （2014/10/24）
• http://codeout.hatenablog.com/entry/2014/10/24/230013
• NETCONF 入門やってみよう NETCONF （2014/10/30）
• http://codeout.hatenablog.com/entry/2014/10/30/224405
Hiroshi Ota @otahi
• 2015/04/23 テスト自動化＠第４回ネットワークプログラマビリティ勉強会
• http://gvtkne.blogspot.jp/2015/04/npstudy4.html
Brocade Yukihiro Kikuchi
• 2014/04/04 Vyatta REST API解説＠Vyatta Users Group
• http://www.slideshare.net/YukihiroKikuchi/20140404-vyatta-users-group

Twitter: @takech9203
• 2015/02/22 VyattaのREST APIを使ってみる
• http://qiita.com/takech9203/items/2225c8e4ac7dc5bea1e0
Twitter: @kakkotetsu
• 2014/12/14 Arista の REST API を ruby や Ansible で突いてみよう
• http://qiita.com/kakkotetsu/items/944c263c1580a230a9c0
NetOpsCoding Advent Calendar 2015:
• http://qiita.com/advent-calendar/2015/netopscoding
• 2015/12/17 JunosのREST APIを使ってみる
• http://qiita.com/kazubu/items/e5e0941f66f6c6f2f55a

ベンダーが作成している？ライブラリ
• Juniper
• https://github.com/Juniper/net-netconf
• https://github.com/Juniper/netconf-perl
• https://github.com/Juniper/netconf-java
• https://github.com/Juniper/netconf-php
• https://github.com/leopoul/ncclient
• Cisco
• https://github.com/jtimberman/ruby-cisco
• https://github.com/nickpegg/ciscolib
• Brocade
• [https://github.com/brocade/ncclient
• https://github.com/brocade/brocade （OpenStack Plugin）
• https://github.com/BRCDcomm/BVC （VyattaController ）
• https://github.com/zapman449/brocade_switchshow_aliases
（Fiber switches）
• Alaxala
• https://github.com/sumikawa/netconf
• Cumulus
• https://github.com/CumulusNetworks/cumulus-linux-
ansible-modules
• https://github.com/CumulusNetworks/cumulus-linux-chef-
modules
• https://github.com/CumulusNetworks/net-next
• https://github.com/CumulusNetworks/quagga
• https://github.com/CumulusNetworks/cumulus-cl-interfaces-
puppet
• https://github.com/OpenRTMFP/Cumulus （MonaServer使っ
たSW）
• https://github.com/cotdsa/cumulus
• http://cumulusnetworks.com/blog/cumulus-linux-2/
Slide 40, JANOG36, IDCF井上さん
http://www.janog.gr.jp/meeting/janog36/download_file/view/188/170

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