はじめに
この記事はシスコの有志による Cisco Systems Japan Advent Calendar 2018 の 10 日目として投稿しています。
- 2017年版: https://qiita.com/advent-calendar/2017/cisco
- 2018年版: https://qiita.com/advent-calendar/2018/cisco
目次
データセンターとは
データセンターとは、サーバーやネットワーク機器などのIT機器を設置、運用する施設・建物の総称です。
(参考) 用語集｜データセンター (IDC フロンティア様ホームページから)
実際の雰囲気は、Googleさんのデータセンターの紹介ビデオをご覧ください。
ご覧いただいてわかる通り、下記の様な特徴が言えます。
- 窓がない
- 厳重なセキュリティで守られている
こんな現場で働いている人には、こんな悩みがあります。
休憩で外に出たら、雨が降っていた。。。
傘を取りに戻るには、たくさんのセキュリティゲートを通過する必要がある。。
外に出る前に天気が分かればいいのに。。。。
外に出る直前、手元にあるのは、ネットワーク機器と、操作する端末のみ。。
このネットワーク機器で天気予報を参照しよう！！
ということで、実装してみました。
今回作ったもの
データセンター向けスイッチである Cisco Nexus 9000 シリーズ上で、天気予報を見れる様にしました。
実際の動作の様子はこちらです。
ただ表示するだけではなく、他の設定と、同様にパラメータを設定できる様にしました。
今回利用した機器
-
Cisco Nexus 92160YC-X (N9K-C92160YC-X)
- version 9.2(2)
show commandとは
Ciscoをはじめとする、様々なネットワーク機器には、状況を確認するための show というコマンドが実装されております。
こちらを利用して、稼働状況や実際の設定などを参照し、機器を運用いたします。
NX-SDK
NX-SDKは、Cisco Nexus 9000 上で任意のアプリケーションを稼働させるためのSDKです。
C++で書かれたライブラリが提供されているため、これらを利用することが可能です。
また、PythonやGoなどに向けライブラリもあり、様々な言語で実装できるのもポイントです。
詳細は、昨年のCisco Advent Calendar の こちらの記事 をご覧ください。
プログラムを書く
実際のプログラムは、こちらです。
weatherPyApp.pyの本体
#!/isan/bin/nxpython
# -*- coding:utf-8 -*-
################################################################
# File: Show Weather
#
##################################################################
import signal
import time
import threading
import sys
import commands
import json
### Imports NX-OS SDK package
import nx_sdk_py
def get_location_id(location = "tokyo"):
location_code = {
"tokyo": "130010",
"sapporo": "016010",
"sendai": "040010",
"nagoya": "230010",
"osaka": "270000",
"hiroshima": "340010",
"fukuoka": "400010"
}
return location_code.get(location, "130010")
def get_weather(location = "tokyo", proxy = "", vrf = "default"):
global tmsg
command = "ip netns exec " + vrf
base_url = "http://weather.livedoor.com/forecast/webservice/json/v1?city="
url = base_url + get_location_id(location)
command += " curl -s " + url
if proxy != "":
command += " -x " + proxy
result = commands.getoutput(command)
if len(result) == 0:
return None
return json.loads(result)
def weather_detail(result):
location = result["location"]["city"].encode('utf-8')
summary = result["forecasts"][0]['telop'].encode('utf-8')
max_temp = result["forecasts"][0]['temperature']['max']
if max_temp is not None:
max_temp = float(max_temp['celsius'])
min_temp = result["forecasts"][0]['temperature']['min']
if min_temp is not None:
min_temp = float(min_temp['celsius'])
link = result["link"].encode('utf-8')
message = "今日の%sの天気は、%s\n" % (location, summary)
if max_temp is not None:
message += "最高気温は、%.2f度\n" % max_temp
if min_temp is not None:
message += "最低気温は、%.2f度\n" % min_temp
message += link + '\n'
return message
def weather_summary(result):
return result["forecasts"][0]['telop'].encode('utf-8')
class pyCmdHandler(nx_sdk_py.NxCmdHandler):
location = "tokyo"
vrf = "default"
proxy = ""
def postCliCb(self,clicmd):
global cliP, location
if "show_weather" in clicmd.getCmdName():
weather_result = get_weather(self.location, self.proxy, self.vrf)
if weather_result is None:
clicmd.printConsole("Could Not access weather API\n")
return False
message = ""
if "detail" in clicmd.getCmdLineStr():
message = weather_detail(weather_result)
else:
message = weather_summary(weather_result) + "\n"
clicmd.printConsole(message)
elif "config_weather_location" in clicmd.getCmdName():
if "no" in clicmd.getCmdLineStr():
self.location = "tokyo";
else:
self.location = nx_sdk_py.void_to_string(clicmd.getParamValue("<location>"))
elif "config_weather_vrf" in clicmd.getCmdName():
if "no" in clicmd.getCmdLineStr():
self.vrf = "default";
else:
temp_vrf = nx_sdk_py.void_to_string(clicmd.getParamValue("<vrf>"))
if temp_vrf == "all":
clicmd.printConsole("Can not configure VRF to all")
tmsg.event("Can not configure VRF to all")
return False
self.vrf = temp_vrf
elif "config_weather_proxy" in clicmd.getCmdName():
if "no" in clicmd.getCmdLineStr():
self.proxy = "";
else:
self.proxy = nx_sdk_py.void_to_string(clicmd.getParamValue("<proxy>"))
return True
def sdkThread(name,val):
global cliP, sdk, event_hdlr, tmsg
sdk = nx_sdk_py.NxSdk.getSdkInst(len(sys.argv), sys.argv)
if not sdk:
return
sdk.setAppDesc('Weather App for Nexus')
tmsg = sdk.getTracer()
tmsg.event("[%s] Started service" % sdk.getAppName())
cliP = sdk.getCliParser()
nxcmd = cliP.newShowCmd("show_weather", "[detail]")
nxcmd.updateKeyword("detail", "For Detail Weather Information")
nxcmd1 = cliP.newConfigCmd("config_weather_location", "location <location>")
nxcmd1.updateKeyword("location", "Location to check weather")
str_attr = nx_sdk_py.cli_param_type_string_attr()
str_attr.length = 25;
str_attr.regex_pattern = "^[a-zA-Z]+$";
nxcmd1.updateParam("<location>", "Location Name", nx_sdk_py.P_STRING, str_attr, len(str_attr))
nxcmd2 = cliP.newConfigCmd("config_weather_vrf", "use-vrf <vrf>")
nxcmd2.updateKeyword("use-vrf", "Configures Weather to use the selected VRF to fetch weather information")
nxcmd2.updateParam("<vrf>", "VRF name", nx_sdk_py.P_VRF)
nxcmd3 = cliP.newConfigCmd("config_weather_proxy", "proxy <proxy>")
nxcmd3.updateKeyword("proxy", "Configures Weather to use the proxy server Ex) proxy.esl.cisco.com:8080 ")
str_attr_url = nx_sdk_py.cli_param_type_string_attr()
str_attr_url.length = 128;
str_attr_url.regex_pattern = "^([^/ :]+):?([0-9]*)$";
nxcmd3.updateParam("<proxy>", "Proxy Server", nx_sdk_py.P_STRING, str_attr_url, len(str_attr_url))
mycmd = pyCmdHandler()
cliP.setCmdHandler(mycmd)
cliP.addToParseTree()
sdk.startEventLoop()
tmsg.event("Service Quitting...!")
nx_sdk_py.NxSdk.__swig_destroy__(sdk)
cliP = 0
sdk = 0
tmsg = 0
### create a new sdkThread to setup SDK service and handle events.
sdk_thread = threading.Thread(target=sdkThread, args=("sdkThread",0))
sdk_thread.start()
sdk_thread.join()
長いですね。。。。
ポイントを何点か。
新しいコマンドの定義
実際にshow commandと config commandを作成しているところをピックアップしてみました。
nxcmd = cliP.newShowCmd("show_weather", "[detail]")
nxcmd.updateKeyword("detail", "For Detail Weather Information")
nxcmd1 = cliP.newConfigCmd("config_weather_location", "location <location>")
nxcmd1.updateKeyword("location", "Location to check weather")
str_attr = nx_sdk_py.cli_param_type_string_attr()
str_attr.length = 25;
str_attr.regex_pattern = "^[a-zA-Z]+$";
nxcmd1.updateParam("<location>", "Location Name", nx_sdk_py.P_STRING, str_attr, len(str_attr))
newShowCmd と newConfigCmdが、新しいコマンドを定義するメソッドです。
第1引数で指定しているものが、内部で呼び出されるコマンド名です。
第2引数には、それ以降に指定するオプションを入力いたします。
"show_weather"の場合、"[detail]"とすることで、detailがある場合、ない場合の両方を同時に定義しています。
show + このプログラム名 というコマンドを実行した時に、このプログラムが呼び出されます。
updateKeywordは、コマンドを実行する際の説明を定義するメソッドです。
コマンドを途中まで入力し、"?"を入力することで、コマンドの説明が表示されますが、そちらで利用されます。
n92160-01# show weather ?
<CR>
> Redirect it to a file
>> Redirect it to a file in append mode
detail For Detail Weather Information
nxsdk Auto-generated commands by NXSDK
| Pipe command output to filter
updateParamが実際にconfigを設定した際のパラメータになります。
nx_sdk_py.cli_param_type_string_attr()が、パラメータの制限事項を書きます。
正規表現を利用することで、こちらで入力する文字列の制限が可能です。
文字列以外にも、integer (数値)なども制限することができます。
詳細は、ソースコード (include/types/nx_cli.h )をご覧ください。
新しいコマンドの動作の定義
上の方法で、各コマンドの定義をしました。
それでは、こちらで実際にコマンドを叩いた時の動作を定義します。
def postCliCb(self,clicmd):
global cliP, location
if "show_weather" in clicmd.getCmdName():
weather_result = get_weather(self.location, self.proxy, self.vrf)
## 省略 ##
message = weather_summary(weather_result) + "\n"
clicmd.printConsole(message)
elif "config_weather_location" in clicmd.getCmdName():
if "no" in clicmd.getCmdLineStr():
self.location = "tokyo";
else:
self.location = nx_sdk_py.void_to_string(clicmd.getParamValue("<location>"))
このプログラム内で定義されたコマンド (show コマンドも config コマンドも)は、どちらも同一のメソッド postCliCbで呼び出されます。
そのため、clicmd.getCmdName()を利用し、実際に叩かれたコマンドを取得しています。
それに応じて条件を分岐させて、処理をしています。
画面に出力するには、clicmd.printConsoleが利用可能です。
また、設定したパラメータの内容を取得するのには、nx_sdk_py.void_to_stringを利用します。
global変数を利用して、パラメータを保持することも可能ですが、
他のメソッドやクラスから変数を参照することがないので、今回は、インスタンス変数として保持しています。
また、config時に"no"が含まれていたら、デフォルト値 (locationの場合は、"tokyo")を設定する箇所も自分で作ります。
VRFを意識して、外部接続
Nexus上には、複数のVRFができ、それぞれ別のRoutingテーブルを持ちます。
インターネットアクセスする際には、こちらを意識する必要があるが、
なかなか良い方法が見つからず、python上から bash上のcurlを実行することで任意のwebページを取得しています。
天気予報は、Weather Hacksを利用しています。
プログラムを動かす
自作したプログラムを実行するには、下記手順が必要となります。
1. 必要な機能を有効にする
NX-SDKを利用するには、bashとNX-SDKを有効にする必要があります。
n92160-01# conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
n92160-01(config)# feature nxsdk
n92160-01(config)# feature bash-shell
2. プログラムをNexus上にコピーする
前の章で作ったプログラムをNexusに転送します。
n92160-01# copy tftp://x.x.x.x/weatherPyApp.py bootflash://weather
この際にポイントになるのは、ファイル名がそのまま、コマンドになるので、
拡張子などを取り除き、weather だけにしてます。
3. Bashにログインする
Nexus上からBashにログインするには、下記コマンドを実行します。
n92160-01# run bash sudo su
実際にプログラムを起動させる際に、rootになる必要があるため、sudo suを付け加えてます。
4. Bash上でプログラムを実行する
NexusのBash上でプログラムを実行します。
ただし、Bashから抜け出しても、プログラムを継続させるために、nohup と &を利用しています。
bash-4.3# nohup /isan/bin/python /bootflash/weather &
こちらで自作のコマンドを動かすことができました。
本プログラムの使い方
show コマンド
2種類の出力が可能です。
n92160-01# show weather
曇時々晴
n92160-01# show weather detail
今日の東京の天気は、晴時々曇
最高気温は、10.00度
最低気温は、5.00度
http://weather.livedoor.com/area/forecast/130010
detailをつけると、場所、気温(取得できれば)、ソースのURLを追加して表示します。
config コマンド
3つの項目を設定可能にしました。
n92160-01(config)# weather ?
location Location to check weather
proxy Configures Weather to use the proxy server Ex)
proxy.esl.cisco.com:8080
use-vrf Configures Weather to use the selected VRF to fetch weather
information
天気予報を表示する場所をlocation
情報を取得するために利用するweb proxy serverをproxy
情報を取得するVRFを指定するuse-vrfを
定義しています。
locationは、シスコシステムズ合同会社のオフィスがある都市を指定可能です。
シスコの日本のオフィス 一覧
さいごに
Cisco Nexus 9000シリーズにある、自作のコマンドを作成できるNX-SDKを紹介いたしました。
他にも様々なAPI/SDKや実行環境を持っているNexusを活用して、日々の運用を楽しくしてください！
参考
GitHub NX-SDK
Cisco Nexus 9000 Series NX-OS Programmability Guide, Release 9.x
DEVNET Open NX-OS
本当はrpmでパッケージして配布したかったが、なぜか今回の環境ではうまく動かず。。。。
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