What A BGP Neighbor Needs
`session.py` を読み、neighbor を張るために何が必要かを設定項目ではなく関数の入力として読む。AS 番号、peer address、session state、message exchange を整理する。
Session 01
input modeling
BGP first
What This Course Is
初級コースと中級コースを完全に分けて置きます。
初級は `containerlab を使って動かしながら学ぶコース`、中級は `Protocol in Code として GitHub 上のロジックを読むコース` として分けます。 どちらも独立して完結する前提にして、混線しないようにします。現在の題材は BGP と OSPF で、今後も他のプロトコルを同じ型で足せるようにします。
中級: Protocol in Code
- GitHub 上の source file のどこを見るかが分かる
- protocol に必要な input / state / output を整理できる
- 仕様の説明を function や if 文に近い形で読める
初級: containerlab course
- FRRouting や topology を実際に起動して確かめる
- pcap や route table を自分の環境で観測する
- hands-on だけで学習を完結できる
Current Track · BGP
BGP sessions: GitHub の実コードを読みながら、1 本の control plane として理解する
最初の題材は BGP です。ここでは「neighbor を張るには何が必要か」と「best path selection はどういう条件分岐か」を中心に、 RFC 4271 の説明を input / state / decision の形にほどいていきます。Session 01-05 で部品を分け、Session 06-10 で control plane の中心をつなぎ、 Session 11-15 で peer gate、event dispatch、speaker loop まで閉じます。コード本体は GitHub の `protocol-in-code` repo に置き、ここではその各所を順番に読みます。
How UPDATE Changes State
`update.py` を読み、UPDATE を「route を入れる関数」と「route を消す関数」の両方として読む。announcement、withdrawal、re-advertise を state transition として見る。
Session 02
state transition
BGP first
Best Path Selection As If Statements
`best_path.py` を読み、best path selection を魔法の優先順位ではなく条件分岐の列として読む。同じ prefix に複数 path が来たとき、どの条件で 1 本に決まるかを考える。
Session 03
decision logic
BGP first
Origin Validation Is A Separate Decision
`validation.py` を読み、best path selection のあとに走る origin authorization を別ロジックとして読む。VRP、coverage、max length、valid / invalid / not_found を分けて考える。
Session 04
authorization logic
BGP first
Validation State Does Not Act By Itself
`policy.py` を読み、validation result が local policy によって action へ変換される流れを読む。invalid route が自動で消えるわけではないことを分けて考える。
Session 05
policy logic
BGP first
Where Routes Live
ribs.py を読み、Adj-RIB-In、Loc-RIB、Adj-RIB-Out を別の store として読む。Session 02 の received state と Session 03 の best-path input をどこでつないでいるかを見る。
Session 06
RIB structure
BGP core
Import Policy Rewrites Inputs
import_policy.py を読み、best-path selection の前に local policy が candidate をどう書き換え、どう early drop するかを見る。comparison に入る前の入力を明確にする。
Session 07
import policy
BGP core
Export Policy Decides What Leaves
export_policy.py を読み、local に install された route が、そのまま全 peer に出るわけではないことを見る。deny、next-hop-self、AS_PATH prepend を outbound logic として読む。
Session 08
export policy
BGP core
Session Loss And Recompute
recompute.py を読み、peer down によって per-peer state が消えたあと、affected prefix ごとに best-path recompute が走る流れを見る。backup path が best に上がる条件を追う。
Session 09
recompute
BGP core
One Route Through The Whole Pipeline
pipeline.py を読み、received state から validation、import policy、policy action、Loc-RIB install、export までを 1 本の function chain として追う。ここで小さい BGP 実装の骨格が見えるようにする。
Session 10
integration
BGP core
Peer State Gates UPDATE
peer_state.py を読み、peer が Established になって初めて UPDATE が Adj-RIB-In に入ることを gate として読む。Session 01 の state machine を route flow の前提条件に戻す。
Session 11
peer gate
BGP advanced core
Export Refresh After Recompute
export_refresh.py を読み、Loc-RIB の変化が peer ごとの advertise / withdraw にどう変換されるかを読む。Adj-RIB-Out を reconciliation の結果として見る。
Session 12
Adj-RIB-Out
BGP advanced core
Event Dispatch
events.py を読み、announce、withdraw、peer down がそれぞれどの control-plane branch を通るかを event dispatch として読む。
Session 13
event flow
BGP advanced core
One Prefix Becomes A Decision Set
decision_process.py を読み、1 prefix に集まる複数 path を validation と policy を通した decision set として読み、best-path がそのあとに走ることを確認する。
Session 14
candidate set
BGP advanced core
Build The Toy Speaker Loop
speaker.py を読み、peer state、RIBs、decision set、event handlers、export refresh を 1 つの speaker object にまとめる。ここで BGP core 15 sessions が閉じる。
Session 15
speaker loop
BGP advanced core
Flow Review
Session 01-15 で、BGP の部品を speaker loop として閉じます。
流れは `neighbor formation` → `UPDATE mutations` → `best path decision` → `origin authorization` → `policy action` → `RIB placement` → `import rewrite` → `export decision` → `peer loss recompute` → `whole pipeline` → `peer gate` → `export refresh` → `event dispatch` → `prefix decision set` → `speaker loop` です。 ここで大事なのは、best path、authorization、local action、RIB placement、import/export を一つに潰さず、 最後の Session 15 で初めて 1 つの speaker object と event flow として再接続することです。
Current Track · OSPF
OSPF sessions: Hello, LSDB, SPF, area summary を code として読む
OSPF 編では、Hello の gate、adjacency state machine、DR / BDR election、Router-LSA object、flooding、LSDB、SPF、route derivation、 cost-based winner selection、topology recompute、area summary、speaker loop を 12 sessions で閉じます。コード本体は GitHub の `protocol-in-code` repo に置き、ここではその source file を順番に読みます。なおこの最初の OSPF arc は router-only graph を使う teaching model で、Network-LSA と transit network vertex は意図的に省いています。
Hello Starts The Neighbor
Hello packet が neighbor relationship の最初の gate になることを読む。
Open Session 01Neighbor State Machine
accepted Hello が `Init`, `2-Way`, `Full` にどう変わるかを読む。
Open Session 02DR And BDR Election
priority と router ID が DR / BDR election にどう入るかを読む。
Open Session 03LSA As An Object
Router-LSA を flood と SPF の共通入力 object として読む。
Open Session 04Flooding Decides Where The LSA Goes
newer LSA がどの interface へ進むかを読む。
Open Session 05LSDB Keeps The Version
Router-LSA が area ごとの store でどう置き換わるかを読む。
Open Session 06SPF Turns The LSDB Into A Tree
LSDB が graph を経由して shortest-path tree になるところを読む。
Open Session 07The Tree Becomes Routes
SPF tree が reachable route に変わるところを読む。
Open Session 08Cost Picks The Winner
同じ prefix の route candidates から winner を選ぶところを読む。
Open Session 09Topology Change Recomputes The RIB
changed Router-LSA が route table recompute をどう起こすかを読む。
Open Session 10Area Boundaries Rewrite The View
summary route が area boundary で見え方を書き換えることを読む。
Open Session 11Build The Toy OSPF Speaker Loop
Hello, LSDB, SPF, area summary を 1 つの speaker loop へ戻す。
Open Session 12Flow Review
Session 01-12 で、OSPF を state machine と graph の speaker loop として閉じます。
流れは `Hello gate` → `adjacency state` → `DR/BDR election` → `Router-LSA object` → `flooding` → `LSDB replace` → `SPF tree` → `route derivation` → `cost winner` → `topology recompute` → `area summary` → `speaker loop` です。 BGP 編が policy-heavy な control plane をほどくのに対して、OSPF 編は packet gate と graph logic を段階的に接続します。Session 03 と 05 は broadcast segment / flood scope の branch lesson で、Session 12 ではそれも speaker の state と receive path に戻します。
Future Tracks
次は IS-IS、DNS、TCP、TLS、HTTP、QUIC も同じ読み方で追加できます。
BGP と OSPF は最初の題材です。今後は IS-IS の level / TLV / SPF、DNS の resolution flow、TCP の state machine、TLS の handshake、HTTP/QUIC の stream 処理も、 同じく function / state / if 文として読めるように足していけます。
Beginner Track
初級は従来の containerlab コースで完結します。
こちらは初級者向けの独立レーンです。環境を立てて、route を見て、pcap を見て、hands-on の流れだけで理解を積み上げる前提にします。
One Prefix Announcement You Can Explain
2 router 構成で 1 本の route を観測する、初級コースの入口。
Open beginner labRoute Appearance, Withdrawal, and Return
withdrawal と re-advertise を手元で見る、初級コースの 2 本目。
Open beginner labCompeting Origins and the First Route-Leak Question
competing origins を topology 上で再現する、初級コースの 3 本目。
Open beginner lab