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ネットワーク自動化とプログラマビリティ ―次世代ネットワークエンジニアのためのスキルセット

Name: ネットワーク自動化とプログラマビリティ ―次世代ネットワークエンジニアのためのスキルセット
ISBN: 9784873119816

by Jason Edelman, Scott S. Lowe, Matt Oswalt, 土屋太二, 牧野聡

February 2022

Intermediate to advanced

632 pages

10h 1m

Japanese

O'Reilly Japan, Inc.

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　大扉
　原書大扉
　クレジット
　献辞
　賞賛の声
　監訳者まえがき
　はじめに
　1章　ネットワーク業界の動向
　　1.1　SDNの登場　　　1.1.1　OpenFlow　　　　　OpenFlowをハイブリッドモードで実行する　　　　　プログラマビリティのあるネットワークの歴史　　　　1.1.1.1　OpenFlowが使われる理由　　　1.1.2　SDNとは　　　　1.1.2.1　OpenFlow　　　　1.1.2.2　ネットワーク機能の仮想化（NFV）　　　　1.1.2.3　仮想スイッチ　　　　1.1.2.4　ネットワーク仮想化　　　　1.1.2.5　ネットワーク装置のAPI　　　　1.1.2.6　ネットワーク自動化　　　　1.1.2.7　ベアメタルスイッチ　　　　1.1.2.8　データセンターネットワーク・ファブリック　　　　1.1.2.9　SD-WAN　　　　1.1.2.10　コントローラーネットワーク　　1.2　まとめ
　2章　ネットワークの自動化
　　2.1　ネットワークを自動化する意義　　　2.1.1　シンプルなアーキテクチャーを目指す　　　2.1.2　予測可能な結果を得る　　　2.1.3　ビジネスの即応性を得る　　2.2　さまざまなネットワーク自動化　　　2.2.1　ネットワーク装置のプロビジョニング　　　2.2.2　データ収集　　　2.2.3　移行作業　　　2.2.4　コンフィグレーション管理　　　2.2.5　コンプライアンス対応　　　2.2.6　レポート作成　　　2.2.7　トラブルシューティング　　2.3　SNMPからAPIへのマネジメントプレーンの進化　　　2.3.1　API　　　　2.3.1.1　SNMP　　　　2.3.1.2　SSH/TelnetとCLI　　　　2.3.1.3　NETCONF　　　　2.3.1.4　RESTful API　　　2.3.2　オープンネットワーキングの影響　　2.4　SDN時代のネットワーク自動化　　2.5　まとめ
　3章　Linux
　　3.1　ネットワーク自動化とLinuxの関係　　3.2　Linuxの歴史　　3.3　Linuxディストリビューション　　　3.3.1　RHEL、Fedora、CentOS　　　3.3.2　Debian、Ubuntuとその派生　　　3.3.3　その他のLinuxディストリビューション　　3.4　Linuxの操作　　　3.4.1　ファイルシステムの移動方法　　　3.4.2　ファイルやディレクトリの操作　　　　3.4.2.1　ファイルとディレクトリの作成　　　　3.4.2.2　ファイルとディレクトリの削除　　　　3.4.2.3　ファイルやディレクトリの移動、コピー、名前変更　　　　3.4.2.4　アクセス権の変更　　　3.4.3　プログラムの実行　　　3.4.4　デーモンの操作　　　　3.4.4.1　Debian GNU/Linux 11.0でのバックグランドサービスの操作　　　　3.4.4.2　Ubuntu Linuxにおけるバックグランドサービスの操作　　　　　Ubuntu 20.04 LTSでのバックグランドサービスの操作　　　　　Ubuntu 14.04 LTSでのバックグランドサービスの操作　　　　3.4.4.3　CentOS Stream 8でのバックグランドサービスの操作　　　　3.4.4.4　その他のデーモン管理用コマンド　　3.5　Linuxにおけるネットワーク管理　　　3.5.1　インタフェースの操作　　　　3.5.1.1　コマンドラインによるインタフェースの設定　　　　　インタフェースの一覧表示　　　　　インタフェースの有効化/無効化　　　　　インタフェースのMTU変更　　　　　インタフェースのIPアドレスの設定　　　　3.5.1.2　設定ファイルを使ったインタフェースの設定変更　　　　3.5.1.3　VLANインタフェースの利用　　　　　VLANインタフェースの作成/設定/削除　　　　　VLANインタフェースの利用例　　　3.5.2　ホストマシンとしてのルーティング　　　3.5.3　ルーターとしてのルーティング　　　　　設定ファイルは1つにすべきか？それとも分割して管理するべきか？　　　3.5.4　ブリッジ（スイッチ）　　　　3.5.4.1　ブリッジの実用例　　　　3.5.4.2　Linuxブリッジの作成　　3.6　まとめ

　4章　ネットワークとPython
　　4.1　ネットワークエンジニアがプログラミングを学ぶ理由　　4.2　Pythonインタプリタの利用　　4.3　Pythonのデータ型を理解する　　　4.3.1　文字列　　　　4.3.1.1　文字列型の組み込みメソッド　　　　　upper()メソッドとlower()メソッド　　　　　startswith()メソッドとendswith()メソッド　　　　　strip()メソッド　　　　　isdigit()メソッド　　　　　count()メソッド　　　　　format()メソッド　　　　　join()メソッドとsplit()メソッド　　　4.3.2　数値　　　　4.3.2.1　算術演算　　　4.3.3　真偽値　　　4.3.4　リスト　　　　4.3.4.1　リストにおける組み込みメソッド　　　　　append()メソッド　　　　　insert()メソッド　　　　　count()メソッド　　　　　pop()メソッドとindex()メソッド　　　　　sort()メソッド　　　4.3.5　ディクショナリ　　　　4.3.5.1　ディクショナリに組み込みのメソッド　　　　　get()メソッド　　　　　keys()メソッドとvalues()メソッド　　　　　pop()メソッド　　　　　update()メソッド　　　　　items()メソッド　　　4.3.6　セットとタプル　　4.4　条件分岐ロジックを追加する　　4.5　コンテインメント（in演算子）　　4.6　ループ　　　4.6.1　whileループ　　　4.6.2　forループ　　　　4.6.2.1　enumerate()メソッド　　4.7　関数　　4.8　ファイル操作　　　4.8.1　ファイルからの読み込み　　　4.8.2　ファイルへの書き込み　　4.9　Pythonプログラムの作成　　　4.9.1　Pythonスクリプトの作成　　　4.9.2　シバン　　　4.9.3　PythonインタプリタからのPythonスクリプトへの移行　　4.10　モジュール　　4.11　Pythonスクリプトに引数を渡す　　4.12　pipを使ったPythonパッケージのインストール　　4.13　その他Pythonに関するヒントや情報　　4.14　まとめ
　5章　データフォーマットとデータモデル
　　5.1　データフォーマット（データ形式）とは　　　5.1.1　データの型　　5.2　YAML　　　5.2.1　YAMLの基礎　　　5.2.2　PythonでのYAMLの処理　　　5.2.3　YAMLにおけるデータモデル　　5.3　XML　　　5.3.1　XMLの基礎　　　5.3.2　XSDを使ったデータモデルの定義　　　5.3.3　XSLTを使ったXMLの変換　　　5.3.4　XQueryを使ったXMLの探索　　5.4　JSON　　　5.4.1　JSONの基礎　　　5.4.2　Pythonを使ったJSONデータの処理　　　5.4.3　データモデルのためのJSONスキーマ　　5.5　YANGを使ったデータモデル　　　5.5.1　YANGの概要　　　5.5.2　YANGの詳細　　5.6　まとめ
　6章　ネットワーク設定のテンプレート
　　6.1　テンプレート言語の登場　　　6.1.1　Web開発におけるテンプレートの利用　　　6.1.2　テンプレート利用の拡張　　6.2　ネットワーク自動化におけるテンプレート利用の価値　　6.3　Jinjaを使ったネットワーク設定のテンプレート　　　6.3.1　Jinjaを選ぶ理由　　　6.3.2　Jinjaテンプレートへのデータの挿入　　　6.3.3　Pythonを使ったJinjaテンプレートからの出力　　　6.3.4　条件分岐とループ　　　　6.3.4.1　条件分岐を使ったスイッチポート設定の生成　　　　6.3.4.2　ループによる複数のスイッチポート設定の生成　　　　6.3.4.3　ループと条件分岐を使ったスイッチポート設定の生成　　　　6.3.4.4　変数を利用したループによるコンフィグレーションの生成　　　　6.3.4.5　ディクショナリのリストからのインタフェース設定の生成　　　6.3.5　Jinjaのフィルター機能　　　　6.3.5.1　upperフィルター　　　　6.3.5.2　フィルターの連鎖　　　　6.3.5.3　自作Jinjaフィルターの作成　　　　6.3.5.4　既存のPythonプログラムをJinjaフィルターに取り込む　　　6.3.6　Jinjaにおけるテンプレートの継承　　　6.3.7　Jinjaにおける変数の作成　　6.4　まとめ
　7章　ネットワークAPI
　　7.1　ネットワークAPIを理解する　　　7.1.1　HTTPベースのAPI　　　　7.1.1.1　RESTful API　　　　　HTTPリクエストの種類　　　　　HTTPのレスポンスコード　　　　7.1.1.2　非RESTful API　　　7.1.2　NETCONF　　　　7.1.2.1　NETCONFのプロトコルスタック　　　　　トランスポート　　　　　メッセージ　　　　　NETCONFオペレーション　　　　　コンテンツ　　7.2　ネットワークAPIの利用　　　7.2.1　HTTPベースAPIの利用　　　　7.2.1.1　cURL　　　　7.2.1.2　Postmanを使ったHTTPベースAPIの利用　　　7.2.2　NETCONF　　7.3　ネットワークAPIを使った自動化　　　7.3.1　requestsライブラリ　　　　7.3.1.1　Cisco NX-API　　　　　NX-API Developer Sandbox　　　　　PythonスクリプトからNX-APIを利用する　　　　　PythonインタプリタからNX-APIを利用する　　　　　HTTPベースAPIのJSONレスポンスを理解する　　　　　NX-APIを使ったPythonスクリプトをさらに改良する　　　　　showコマンドからPythonスクリプトへの受け渡し　　　　　コンフィグレーションコマンドのPythonスクリプトへの受け渡し　　　　7.3.1.2　Arista eAPI　　　　　eAPI Command Explorerの利用　　　　　eAPIをPythonスクリプトから呼び出す　　　　　eAPIスクリプトを改良する　　　　　eAPIを利用してLLDPからインタフェースディスクリプションを自動設定する　　　　7.3.1.3　IOS-XEのRESTCONF　　　　　RESTCONFを使ったAPIの実行　　　　　RESTCONF APIからのレスポンス　　　　　IOS-XE RESTCONFにおけるHTTP PUT/PATCHリクエストの利用　　　　　IOS-XE RESTCONF APIをPythonスクリプトから利用する　　　　　宣言的コンフィグレーション管理　　　7.3.2　ncclientライブラリを利用する　　　　7.3.2.1　Managerオブジェクト　　　　7.3.2.2　ncclientによるCisco IOS-XEのコンフィグレーションの取得　　　　7.3.2.3　NETCONF ncclientによって得られるオブジェクト　　　　7.3.2.4　ncclientで得られるその他の属性　　　　7.3.2.5　クエリフィルターを使ったレスポンスデータの抽出　　　　7.3.2.6　ncclientを使ったJuniper vMX Junosのコンフィグレーションの取得　　　　7.3.2.7　ncclientを使ったCisco IOS-XEのコンフィグレーションの変更　　　　　ncclientによるNETCONF deleteオペレーション　　　　　ncclientによるNETCONF replaceオペレーション　　　　7.3.2.8　ncclientによるJuniper vMX Junosのコンフィグレーションの変更　　　　7.3.2.9　ncclientによるCisco IOS-XRのコンフィグレーションの変更　　　　7.3.2.10　ベンダー独自のNETCONFオペレーション　　　7.3.3　netmiko　　　　7.3.3.1　ネットワーク装置のプロンプト文字列の確認　　　　7.3.3.2　特権モードおよびコンフィグレーションモードへの移行　　　　7.3.3.3　コマンドの送信　　7.4　まとめ
　8章　Gitによるソースコード管理
　　8.1　ソースコード管理のユースケース　　8.2　ソースコード管理のメリット　　　8.2.1　変更の追跡　　　8.2.2　説明責任　　　8.2.3　プロセスとワークフロー　　8.3　ネットワークをソースコード管理することのメリット　　8.4　Gitとは　　　8.4.1　Gitの歴史　　　8.4.2　Gitに関連する用語　　　8.4.3　Gitのアーキテクチャー概要　　8.5　Gitの操作　　　8.5.1　Gitのインストール　　　8.5.2　リポジトリの作成　　　8.5.3　リポジトリへのファイルの追加　　　8.5.4　リポジトリへの変更のコミット　　　　8.5.4.1　Gitへのユーザー情報の設定　　　　8.5.4.2　コミットの実行　　　　8.5.4.3　コミット時のルール　　　　8.5.4.4　コミットの修正　　　8.5.5　既存ファイルへの変更とコミット　　　8.5.6　対象ファイルのステージングの解除　　　8.5.7　リポジトリからのファイルの除外　　　　8.5.7.1　リポジトリごとのファイルの除外　　　　8.5.7.2　グローバル環境でのファイルの除外　　　8.5.8　リポジトリに関する情報の取得　　　　8.5.8.1　ログ情報の表示　　　　8.5.8.2　短縮されたログ情報の表示　　　　8.5.8.3　特定のコミットの詳細情報を調べる　　　8.5.9　異なるバージョン間でのファイルの差分を表示する　　　　8.5.9.1　コミット間の差分を表示する　　　　8.5.9.2　その他の差分の確認方法　　8.6　ブランチ　　　8.6.1　ブランチの作成　　　8.6.2　ブランチのチェックアウト　　　　　Gitブランチ情報をプロンプト文字列に表示させる方法　　　8.6.3　ブランチのマージと削除　　　　8.6.3.1　fast-forwardマージ　　　　8.6.3.2　ブランチの削除　　　　8.6.3.3　マージコミット　　8.7　Gitを使った共同作業　　　8.7.1　Gitを使った複数のマシン間での共同作業　　　　8.7.1.1　リモートリポジトリとの関連付け　　　　8.7.1.2　リモートリポジトリからのフェッチとマージ　　　　8.7.1.3　リモートリポジトリからのプル　　　　8.7.1.4　リポジトリのクローン　　　　8.7.1.5　Gitによる複数のマシンをまたいだ作業モデル　　　　8.7.1.6　共有リポジトリ　　　　8.7.1.7　共有リポジトリへのプッシュ　　　8.7.2　Gitベースのオンラインサービスを使った共同作業　　　　8.7.2.1　リポジトリをフォークする　　　　8.7.2.2　フォークされたリポジトリの同期　　　　8.7.2.3　プルリクエスト　　8.8　まとめ
　9章　自動化ツール
　　9.1　自動化ツールの概要　　9.2　Ansible　　　9.2.1　Ansibleの仕組み　　　　9.2.1.1　Linuxサーバーの自動化　　　　9.2.1.2　ネットワーク装置の自動化　　　9.2.2　インベントリファイルの作成　　　　9.2.2.1　インベントリグループ　　　　9.2.2.2　入れ子構造のグループ　　　　9.2.2.3　Ansibleにおける変数　　　　　グループ変数　　　　　ホスト変数　　　　　変数の優先順位　　　　　allグループ　　　9.2.3　Playbookの実行　　　　9.2.3.1　Playbookにおけるタスク　　　　9.2.3.2　Ansibleモジュール　　　　9.2.3.3　Playbookの実行　　　9.2.4　変数ファイル　　　　9.2.4.1　グループ変数ファイル　　　　9.2.4.2　ホスト変数ファイル　　　9.2.5　ネットワーク自動化のためのPlaybook　　　　9.2.5.1　Ansibleネットワークモジュールの共通部分　　　　9.2.5.2　コンフィグレーション用のテンプレートの作成と利用　　　　　変数ファイルの作成　　　　　Jinjaテンプレートの作成　　　　　コンフィグレーションファイルの生成　　　　9.2.5.3　コンフィグレーションが確実に存在することを確認する　　　　　べき等性　　　　　configモジュールの利用　　　　　チェックモード、詳細出力、リミット　　　　9.2.5.4　ネットワークデータの収集と表示　　　　　factsモジュール　　　　　debugモジュール　　　　9.2.5.5　showコマンドの実行とファイルへの書き出し　　　　　register属性　　　　9.2.5.6　コンプライアンスチェック　　　　9.2.5.7　レポートの生成　　　9.2.6　Ansibleのサードパーティーモジュール　　　　9.2.6.1　NTCモジュール　　　　9.2.6.2　NAPALMモジュール　　　　9.2.6.3　Ansibleのビルトインに含まれないベンダーモジュール　　　　9.2.6.4　サードパーティーモジュールのインストール　　　9.2.7　Ansibleのまとめ　　9.3　Saltによる自動化　　　9.3.1　Saltのアーキテクチャー　　　　9.3.1.1　salt-sshを使ったSaltのエージェントレスアーキテクチャー　　　　9.3.1.2　プロキシミニオンを使ったSaltのエージェントレスアーキテクチャー　　　　9.3.1.3　Saltでのネットワーク装置の自動化　　　9.3.2　Saltの基本的な概念　　　　9.3.2.1　SLSファイルフォーマット　　　　9.3.2.2　ピラー　　　　9.3.2.3　topファイル　　　　9.3.2.4　グレイン　　　　9.3.2.5　実行モジュール　　　　9.3.2.6　Saltネットワークモジュールによるネットワーク装置のデータ取得　　　　9.3.2.7　ターゲティングと複合マッチング　　　　9.3.2.8　testモジュールを使ったミニオンの動作確認　　　　9.3.2.9　モジュールと関数のdocstring　　　　9.3.2.10　モジュールの出力オプション　　　　9.3.2.11　外部サービスへのデータ送信　　　　9.3.2.12　ステート、ステートSLSファイル、ステートモジュール　　　　　ステートSLS　　　　　ネットワーク自動化関連のステートモジュール　　　　9.3.2.13　マスターコンフィグレーションファイルの更新　　　　9.3.2.14　ミニオンとプロキシミニオンのコンフィグレーションファイルの更新　　　9.3.3　Saltによるネットワークコンフィグレーションの管理　　　　9.3.3.1　テンプレートを使った各データへのアクセス　　　　9.3.3.2　Jinjaを使ったネットワークコンフィグレーションのテンプレート　　　　9.3.3.3　netconfigによるネットワークコンフィグレーションのデプロイ　　　　9.3.3.4　ステートの依存関係　　　　9.3.3.5　ネットワーク装置のコンフィグレーションファイルの生成　　　　9.3.3.6　コンフィグレーションファイルの生成とデプロイ　　　　9.3.3.7　コンフィグレーション用ファイル名のパラメーター化　　　　9.3.3.8　ステートのスケジュール実行　　　　9.3.3.9　レポートの生成　　　9.3.4　Saltのリモート実行　　　　9.3.4.1　Salt API　　　　9.3.4.2　SaltとPepperの組み合わせ　　　9.3.5　Saltによるイベント駆動型のインフラストラクチャー　　　　9.3.5.1　ビーコンによる外部プロセスの監視　　　　9.3.5.2　エンジンによるイベントの転送　　　　9.3.5.3　リアクターによるバスの監視　　　　9.3.5.4　Thoriumを使ったビジネスロジックの追加　　　9.3.6　Saltのその他の機能　　　　9.3.6.1　SDB　　　　9.3.6.2　Saltにおけるキャッシュ　　　　9.3.6.3　Saltのログ　　　　9.3.6.4　Saltの拡張　　　9.3.7　Saltのまとめ　　9.4　StackStormによるイベント駆動型のネットワーク自動化　　　9.4.1　StackStormの概念　　　9.4.2　StackStormのアーキテクチャー　　　9.4.3　アクションとワークフロー　　　9.4.4　センサーとトリガー　　　9.4.5　ルール　　　9.4.6　StackStormのまとめ　　9.5　まとめ
　10章　継続的インテグレーション
　　10.1　知っておくべきこと　　　10.1.1　Simple Is Better　　　10.1.2　人間とプロセスとテクノロジー　　　10.1.3　プログラミングの学習　　10.2　継続的インテグレーションの背景　　　10.2.1　継続的インテグレーションの概要　　　10.2.2　継続的デリバリー　　　10.2.3　テスト駆動開発　　　10.2.4　ネットワークで継続的インテグレーションを導入する理由　　10.3　ネットワークにおける継続的インテグレーションのパイプライン　　　10.3.1　ピアレビュー（同僚によるレビュー）　　　10.3.2　ビルド自動化　　　10.3.3　テスト環境・開発環境・ステージング環境　　　10.3.4　デプロイツール　　　10.3.5　テストツールとテスト駆動型ネットワーク自動化　　10.4　まとめ
　11章　ネットワーク自動化に取り組むための文化の構築
　　11.1　組織的な戦略と柔軟性　　　11.1.1　旧時代の組織に対する変革　　　11.1.2　経営陣から支持を得ることの重要性　　　11.1.3　自作か購入か　　11.2　失敗を許容する　　11.3　スキルと教育　　　11.3.1　未知の事柄を学ぶ　　　11.3.2　基礎知識を学ぶことに注力する　　　11.3.3　資格試験は必要？　　　11.3.4　自動化はエンジニアの仕事を奪うのか？　　11.4　まとめ
　付録A　Linuxにおける高度なネットワーク操作
　　A.1　macvlanインタフェース　　　A.1.1　macvlanインタフェースの利用例　　　A.1.2　macvlanインタフェースの作成、設定、削除　　A.2　仮想マシンにおけるネットワーク　　　A.2.1　Linuxブリッジ　　　A.2.2　macvtapインタフェース　　A.3　ネットワーク名前空間　　　A.3.1　ネットワーク名前空間の利用例　　　A.3.2　ネットワーク名前空間の作成と削除　　　A.3.3　ネットワーク名前空間へのインタフェースの割り当て　　　A.3.4　ネットワーク名前空間の中でコマンドの実行　　　A.3.5　vethペアを使った異なるネットワーク名前空間の相互接続　　A.4　Linuxコンテナのネットワーク　　　A.4.1　LXCのネットワーク設定　　　A.4.2　Dockerのネットワーク設定　　A.5　Open vSwitch　　　A.5.1　OVSのインストール　　　A.5.2　OVSの設定　　　A.5.3　OVSとワークロードの接続　　　　A.5.3.1　OVSとネットワーク名前空間との接続　　　　A.5.3.2　OVSとコンテナの利用　　　　A.5.3.3　OVSとVMの利用　　　　A.5.3.4　OVSの内部ポートの利用
　付録B　NAPALM
　　B.1　NAPALMによるコンフィグレーションの管理　　　B.1.1　コンフィグレーションの置換　　　B.1.2　コンフィグレーションのマージ　　B.2　NAPALMを使ったデータの取得　　B.3　NAPALMと他のPythonプロジェクトとの統合　　　B.3.1　AnsibleからのNAPALMの利用　　　B.3.2　SaltからのNAPALMの利用　　　B.3.3　StackStormからのNAPALMの利用
　著者紹介
　奥付

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●著者紹介

Jason Edelman（ジェイソン・エーデルマン）

生まれながらのネットワークエンジニア（CCIE 15394、VCDX-NV 167）。ニュージャージー州生まれ。典型的なCLI愛好家であり、ルーターマニア。数年前に、ソフトウェアや開発とネットワークエンジニアリングとの統合へと軸足を移した。独立系のコンサルティング会社Network to Codeを経営し、ベンダーやエンドユーザーが新しいツールとテクノロジーを活用して業務を効率化できるように活動している。ニュージャージー州のStevens Institute of Technologyで工学の学士号を取得。現在もニューヨーク市の都心地域に在住している。http://jedelman.com/でブログを執筆しており、Twitterアカウントは@jedelman8（https://twitter.com/jedelman8）。

Scott S. Lowe（スコット・S・ロウ）

VMware, Inc.勤務のエンジニアリングアーキテクト。コンピューターの仮想化に数年間従事した後に、現在はクラウドコンピューティングやネットワーク仮想化に主に取り組んでいる。vSphereやOpenStackに関する書籍を執筆しているほか、https://blog.scottlowe.org/で技術的なコンテンツを定期的に作成し公開している。妻と子ども（7人のうち年下の2人）とともに、コロラド州デンバー在住。

Matt Oswalt（マット・オズワルト）

ソフトウェア開発とネットワークインフラとの交点で、技術的課題および非技術的課題に取り組むネットワークソフトウェア開発者。やかんにお湯を沸かすかたわらでキーボードに向かい、小屋も打ち壊すような大なたを振るうことを好む。業績などの情報を ...

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