IxNetwork利用経験者のための ixia-c入門(2)～Topology(Device)の基本を理解する～

はじめに

本記事では、Topology(Device)とIPv4 Interfaceの役割を理解しながら、MACアドレスやIPアドレスを設定する方法を解説する。

前回記事はこちら

今回の着目するポイント

前回記事の手順の一部を再掲する。今回はこのうち手順4〜6を中心に、Deviceの作成からIPv4 Interfaceの設定までを確認する。

手順	IxNetwork(GUI操作)	何をしている作業か	ixia-c(Python(snappi SDK)によるAPI操作)
4	試験ポートに関連付けるTopology（Device）を作成する	試験ポートに関連付けるDeviceを作成する*2	cfg.devices.add()
5	Interfaceを設定する（Ethernet、IPv4/IPv6などを追加する）	DeviceにL2/L3 Interfaceを構成する	device.ethernets.add() eth.ipv4_addresses.add()
6	MACアドレス、IPアドレス、デフォルトゲートウェイ、VLANなどのInterface情報を設定する	Interfaceにネットワーク情報を設定する	eth.mac ip.address ip.gateway vlan.id
8	Start All Protocolsを実行し、設定したInterfaceおよびルーティングプロトコルを起動する	InterfaceやRouting Protocolを有効化する	api.set_protocol_state()（Topology/Protocolを利用する場合）

Topology(Device)とは

前回作成した試験パターンは、IxNetworkでPortをAssignした後に、Packet EditorでEthernetやIPv4、UDPヘッダを定義してTraffic Itemを作成する操作に相当する。
※詳しくは本記事の最後に記載した参考の公式URLを見ていただければと思う

PortのAssign
↓
L2-3 Quick Flow Group
↓
Packet Editor
Ethernet
IPv4
UDP
↓
Apply Traffic
↓
Start Traffic

Packet Editorの部分は以下のコードと同じようなものと考えて良いのではないかと思う。

flow1 = cfg.flows.add()

flow1.packet.ethernet()
flow1.packet.ipv4()
flow1.packet.udp()

ただし、このコードはEthernetヘッダ、IPv4ヘッダ、UDPヘッダを使用することを宣言しているだけであり、MACアドレスやIPアドレスなどのInterface情報は設定していない。

一方Topologyについては若干設定が異なり、以下のようになる。

Port Assign
↓
Topology(Device)
※手順4
↓
EthernetやIPv4(場合によってはルーティングプロトコル等)を選択し、設定。
※手順5、6(今回は実施しないが場合によっては7)
↓
設定したInterface等を起動する。
↓
Flow(Traffic Item)を作成する
↓
Apply Traffic
↓
Start Traffic

Topology(Device)で作成したEthernetやIPv4 Interfaceは、後続のFlow(Traffic Item)から参照して利用できる。

snappi APIでも考え方は同じである。まずDeviceを作成し、その配下にEthernetやIPv4 Interfaceを追加する。その後、FlowからこれらのInterfaceを参照することで、MACアドレスやIPアドレスを持った通信を生成できる。

今回は以下の条件での試験トラフィックを作ることとする。

項目	Topology1	Topology2
Port	veth-a	veth-z
MACアドレス	00:00:00:00:00:01	00:00:00:00:00:02
IPv4アドレス	10.1.0.1/24	10.1.0.2/24
Gateway	10.1.0.2	10.1.0.1

※snappiではIPv4 InterfaceにGatewayの設定が必須となっているため、本サンプルでは対向側のIPアドレスを設定している。このGateway設定がDevice Endpoint利用時のARP解決にどのように利用されるかについては、次回の記事で確認する。

Topology(Device)とIPv4 Interfaceを作成するサンプルコード

import snappi


def test_topology_ipv4_interface():
    # ------------------------------------------------------------------
    # Controllerへ接続
    # ------------------------------------------------------------------
    api = snappi.api(
        location="https://localhost:8443",
        verify=False
    )

    # ------------------------------------------------------------------
    # Config作成
    # ------------------------------------------------------------------
    cfg = api.config()

    # ------------------------------------------------------------------
    # Port作成
    # ------------------------------------------------------------------
    p1 = cfg.ports.add(name="p1", location="veth-a")
    p2 = cfg.ports.add(name="p2", location="veth-z")

    # ------------------------------------------------------------------
    # Topology(Device)作成【今回追加】
    # ------------------------------------------------------------------
    topo1 = cfg.devices.add(name="Topology1")
    topo2 = cfg.devices.add(name="Topology2")

    # ------------------------------------------------------------------
    # Topology1にEthernet/IPv4 Interfaceを作成【今回追加】
    # ------------------------------------------------------------------
    eth1 = topo1.ethernets.add(name="Ethernet1")
    eth1.connection.port_name = p1.name
    eth1.mac = "00:00:00:00:00:01"

    ip1 = eth1.ipv4_addresses.add(name="IPv4-1")
    ip1.address = "10.1.0.1"
    ip1.gateway = "10.1.0.2"
    ip1.prefix = 24

    # ------------------------------------------------------------------
    # Topology2にEthernet/IPv4 Interfaceを作成【今回追加】
    # ------------------------------------------------------------------
    eth2 = topo2.ethernets.add(name="Ethernet2")
    eth2.connection.port_name = p2.name
    eth2.mac = "00:00:00:00:00:02"

    ip2 = eth2.ipv4_addresses.add(name="IPv4-2")
    ip2.address = "10.1.0.2"
    ip2.gateway = "10.1.0.1"
    ip2.prefix = 24

    # ------------------------------------------------------------------
    # Config確認
    # ------------------------------------------------------------------
    print("\nCONFIGURATION", cfg.serialize(encoding=cfg.JSON), sep="\n")

※IxNetworkではPort配下にTopologyを作成し、その配下にDevice、Ethernet、IPv4などを構成する。一方、ixia-c(snappi)ではTopologyというオブジェクトは存在せず、cfg.devices.add()でDeviceを作成する。
このsnappiのDeviceは、IxNetworkにおけるTopologyとその配下のDeviceを合わせたような役割を持つ。そのため、本記事ではIxNetworkとの対応関係が分かりやすいよう、snappiで作成するDeviceの名前を「Topology1」「Topology2」としている。
※cfg.serialize()を利用すると、Python(snappi)で作成したConfigをJSON形式で確認できる。ixia-cへ送信されるConfigの内容を確認したい場合や、設定内容のデバッグ時に非常に便利である。

gateway設定省略時に発生したメッセージ

snappiのDevice IPv4設定では gateway が必須項目となっているため、本サンプルではGatewayアドレスを設定している。以下はgatewayを省略した場合に発生するエラーメッセージ。

> raise ValueError(msg) E ValueError: gateway is a mandatory property of <class 'snappi.snappi.DeviceIpv4'> and should not be set to None .env/lib/python3.12/site-packages/snappi/snappi.py:931: ValueError

動作確認

cd ~/ixia-c/conformance
./do.sh pytest examples/topology_sample.py -s
============================= test session starts ==============================
platform linux -- Python 3.12.3, pytest-7.1.1, pluggy-1.6.0 -- /home/test/ixia-c/conformance/.env/bin/python
cachedir: .pytest_cache
rootdir: /home/test/ixia-c/conformance, configfile: pytest.ini
plugins: html-4.2.0
collecting ... collected 1 item

examples/topology_sample.py::test_topology_ipv4_interface 2026-06-28 14:40:15.623 [snappi] [WARNING] Version check is disabled

-------------------------------- live log call ---------------------------------
WARNING  snappi:snappi.py:106 Version check is disabled
2026-06-28 14:40:15.623 [snappi] [WARNING] Certificate verification is disabled
WARNING  snappi:snappi.py:164 Certificate verification is disabled

CONFIGURATION
{
  "devices": [
    {
      "ethernets": [
        {
          "connection": {
            "choice": "port_name",
            "port_name": "p1"
          },
          "ipv4_addresses": [
            {
              "address": "10.1.0.1",
              "gateway": "10.1.0.2",
              "name": "IPv4-1",
              "prefix": 24
            }
          ],
          "mac": "00:00:00:00:00:01",
          "mtu": 1500,
          "name": "Ethernet1"
        }
      ],
      "name": "Topology1"
    },
    {
      "ethernets": [
        {
          "connection": {
            "choice": "port_name",
            "port_name": "p2"
          },
          "ipv4_addresses": [
            {
              "address": "10.1.0.2",
              "gateway": "10.1.0.1",
              "name": "IPv4-2",
              "prefix": 24
            }
          ],
          "mac": "00:00:00:00:00:02",
          "mtu": 1500,
          "name": "Ethernet2"
        }
      ],
      "name": "Topology2"
    }
  ],
  "ports": [
    {
      "location": "veth-a",
      "name": "p1"
    },
    {
      "location": "veth-z",
      "name": "p2"
    }
  ]
}
PASSED

============================== 1 passed in 0.18s ===============================

Device Endpointを使ったFlow生成について

今回はTopology(Device)およびIPv4 Interfaceを作成するところまで確認した。
続いてTopology(Device)をFlowのEndpointとして指定したところ、

MAC address resolution failed for IP: 10.1.0.2

というエラーが発生した。

Topology(Device)をFlowのEndpointとして利用した場合は、ARPによるMACアドレス解決が行われるように見える。現時点では詳細な動作は確認中であり、次回はこのARP解決の仕組みとDevice Endpointを利用したTraffic生成について確認していく。

まとめ

今回確認したサンプルコードでは、Topology(Device)、Ethernet、IPv4 Interfaceの設定を作成し、snappiが内部で生成するConfigをJSON形式で確認できることを確認した。
一方、このTopology(Device)をFlowのEndpointとしてTrafficを印可すると、ARPによるMACアドレス解決が必要となり、現時点では設定方法について調査中である。

参考資料

How to use the packet editor to construct packets with detail protocols template
https://www.youtube.com/watch?v=L9kuBpDjJcY

Introduction to IxNetwork NextGen Protocol Framework (NGPF)
https://www.youtube.com/watch?v=A0mbZuP94jo&list=PLtRQdxmT_4727o1aFcuQzl37lWNJk4Ybj