仮想環境への移行により、再利用可能なポータブルかつスケーラブルなアプリケーションを構築する必要性が高まりました。アプリケーションのホスティングによって、管理者には独自のツールやユーティリティを利用するためのプラットフォームが与えられます。ネットワーク デバイスでホスティングされているアプリケーションは、さまざまな用途に利用できます。これは、既存のツールのチェーンによる自動化から、設定管理のモニタリング、統合に及びます。

Cisco のデバイスは Linux ツール チェーンを使用して構築されたサードパーティ製の市販アプリケーションをサポートしています。ユーザは、シスコが提供するソフトウェア開発キットと相互にコンパイルされたカスタム アプリケーションを実行できます。

IOx は Cisco が開発したエンド ツー エンド アプリケーション フレームワークであり、Cisco ネットワーク プラットフォーム上のさまざまなタイプのアプリケーションに対し、アプリケーション ホスティング機能を提供します。

IR1101 向けの IOx アーキテクチャは、ハイパーバイザ アプローチを使用する他のシスコ プラットフォームとは異なります。他のプラットフォームでは、IOx は仮想マシンとして動作します。一方 IR1101 では、IOx はプロセスとして動作しています。

IR1101 では、ユーザは、アプリケーション ホスティング CLI を使用してアプリケーションを展開できます。アプリケーション ホスティング CLI は、他の古いプラットフォームでは利用できません。アプリケーションを展開する方法は他に Local Manager または Fog Director を使用する方法があります。

アプリケーション ホスティングは、次のサービスを提供します。

• コンテナ内の指定されたアプリケーションを起動する。

• 使用可能なリソース（メモリ、CPU、およびストレージ）を確認し、それらを割り当て、管理する。

• コンソール ロギングのサポートを提供する。

• REST API を介してサービスへのアクセスを提供する。

• CLI エンドポイントを提供する。

• Cisco Application Framework（CAF）と呼ばれるアプリケーション ホスティング インフラストラクチャを提供する。

• VirtualPortGroup および管理インターフェイスを介したプラットフォーム固有のネットワーキング（パケットパス）のセットアップを支援する。

コンテナは、ホスト オペレーティング システムでゲスト アプリケーションを実行するために提供される仮想環境と呼ばれています。Cisco IOS XE 仮想化サービスは、ゲスト アプリケーションを実行するための管理性とネットワーキング モデルを提供します。仮想化インフラストラクチャにより、管理者はホストとゲスト間の接続を指定する論理インターフェイスを定義できます。IOx は、論理インターフェイスをゲスト アプリケーションが使用する仮想ネットワーク インターフェイス カード（vNIC）にマッピングします。

コンテナに展開されるアプリケーションは、TAR ファイルとしてパッケージ化されます。これらのアプリケーションに固有の設定は、TAR ファイルの一部としてもパッケージ化されています。

デバイス上の管理インターフェイスは、アプリケーション ホスティング ネットワークを IOS 管理インターフェイスに接続します。アプリケーションのレイヤ 3 インターフェイスは、IOS 管理インターフェイスからレイヤ 2 ブリッジ トラフィックを受信します。管理インターフェイスは、管理ブリッジを使用してコンテナ/アプリケーション インターフェイスに接続します。IP アドレスは、管理インターフェイス IP アドレスと同じサブネット上にある必要があります。

IOXMAN は、シリアル デバイスをエミュレートする Libvirt を除く、ゲスト アプリケーションのロギングまたはトレース サービスを提供するトレース インフラストラクチャを確立するプロセスです。IOXMAN は、ゲスト アプリケーションのライフサイクルに基づいて、トレース サービスを有効または無効にし、ロギング データを IOS syslog に送信し、トレース データを IOx トレース ログに保存し、各ゲスト アプリケーションの IOx トレースロ グを維持します。

以前は、モデムで GPS が有効になっていると、NMEA ストリームが IOx に転送されませんでした。このリリースでは、NMEA ストリームを ngiolite モジュールから IOx に転送できます。これを有効にするには 2 つの手順があります。

• Linux と IOx の間にトンネルを作成する。

• すべての NMEA メッセージをトンネル経由で IOx に転送する。

システムコードはトンネルの存在を確認し、存在しない場合はデータを IOx に送信できません。

この機能をサポートするために、IR1101 と IR1800 の 2 つのセルラーモデム用に 2 つの新しいトンネルが作成されます。デフォルトでは 2 つのトンネルが作成され、どちらのモデムでも GPS/NMEA が有効になっていれば、次のように NMEA ストリームが対応するトンネルを介して送信されます。

Modem0：

[Linux] /dev/ttyTun5 および /dev/ttyTun6 [IOx]。/dev/ttyTun5 へのソフトリンクは /dev/ttyTunNMEA0 という名前で作成され、/dev/ttyTun6 へのソフトリンクは /dev/ttyNMEA0 という名前で作成されます。これらは、IOx からアクセスできます。

Modem1：

[Linux] /dev/ttyTun7 and /dev/ttyTun8 [IOx]。/dev/ttyTun7 へのソフトリンクは /dev/ttyTunNMEA1 という名前で作成され、/dev/ttyTun8 へのソフトリンクは /dev/ttyNMEA1 という名前で作成されます。これらは、IOx からアクセスできます。

次のコマンドは、GPS の状態を表示します。

IR1101#show app-hosting list
App id State
---------------------------------------------------------
gps RUNNING

ゲスト シェルは、仮想化された Linux ベースの環境であり、Cisco デバイスの自動制御と管理のための Python アプリケーションを含む、カスタム Linux アプリケーションを実行するように設計されています。ゲストシェルを使用すると、ユーザーはサードパーティ製 Linux アプリケーションのインストール、更新、操作、および IOS CLI へのアクセスを行うこともできます。

ゲスト シェル環境は、ネットワーキングではなく、ツール、Linux ユーティリティ、および管理性を意図したものです。

ゲストシェルは、ホスト（ルータ）システムとカーネルを共有します。ユーザーは、ゲスト シェルの Linux シェルにアクセスし、コンテナの rootfs にあるスクリプトおよびソフトウェア パッケージを更新することができます。ただし、ゲスト シェル内のユーザーは、ホストのファイル システムおよびプロセスを変更することはできません。

ゲストシェルコンテナは、IOx を使用して管理されます。IOx は、Cisco IOS XE デバイスのためのシスコのアプリケーション ホスティング インフラストラクチャです。IOx は、シスコ、パートナー、およびサード パーティの開発者によって開発されたアプリケーションおよびサービスをネットワーク エッジ デバイスでシームレスにホスティングすることを、各種の多様なハードウェア プラットフォームにおいて可能にします。

ゲストシェルは通常、システムイメージとともにバンドルされており、Cisco IOS コマンド guestshell enable を使用してインストールできます。ただし、この方法では、イメージのサイズが約 75 MB 増加します。これは、帯域幅が限られているか、LTE を介してイメージをダウンロードする一部のユーザーにとっては問題です。

これらのユーザーを考慮して、ゲストシェルは単一の tar ファイルとして使用できるようになり、他の IOX アプリケーションと同様にダウンロードしてシステムにインストールできます。その結果、ユニバーサル リリース イメージのサイズは増加しません。

（注）	第 0 日のゲストシェル プロビジョニングは、このアプローチでは機能しません。

ゲストシェルは、デフォルトで、管理インターフェイスを介してアプリケーションによる管理ネットワークへのアクセスを許可します。IR1101 のように専用管理ポートを持たないプラットフォームの場合、VirtualPortGroup を IOS 設定内のゲストシェルに関連付けることができます。

ゲストシェルの設定例については、こちらを参照してください。

ゲストシェルをデバイスにインストールするには、tar ファイルをルータにコピーし、次のコマンドを実行します。

app-hosting install appid guestshell package <path to tar file>

ステータスを確認するには、次のコマンドを使用します。

show app-hosting list 

ゲストシェルが正常に展開されると、guestshell enable 、guestshell run bash 、guestshell run python3 などの標準のゲストシェルコマンドが機能します。

次のリソースでは、guesthell を使用した Python スクリプトの実行について説明しています。

CLI Python モジュール

（注）	17.5.1 では python3 のみがサポートされています。

Router#show software authenticity keys | i Name
Product Name : SFP-VADSL2-I
Product Name : SFP-VADSL2-I
Product Name : IR1101
Product Name : IR1101
Product Name : Cisco Services Containers
Product Name : Cisco Services Containers

*Aug 26 15:47:21.484: %IOSXE-3-PLATFORM: R0/0: IOx: App signature verification failed with non-zero exit code
*Aug 26 15:47:21.588: %IM-6-INSTALL_MSG: R0/0: ioxman: app-hosting: Install failed: App package signature (package.sign) 
verification failed for package manifest file package.mf. Re-sign the application and then deploy again.

VirtualPortGroup は、Linux ブリッジ IP アドレスにマッピングする Cisco IOS 上のソフトウェア構成要素です。そのため、VirtualPortGroup は、Linux コンテナのスイッチ仮想インターフェイス（SVI）を表します。各ブリッジには、複数のインターフェイスを含めることができ、それぞれ異なるコンテナにマッピングされます。各コンテナには、複数のインターフェイスを含めることもできます。

VirtualPortGroup インターフェイスは、interface virtualportgroup コマンドを使用して設定します。これらのインターフェイスが作成されると、IP アドレスとその他のリソースが割り当てられます。

VirtualPortGroup インターフェイスは、アプリケーション ホスティング ネットワークを IOS ルーティング ドメインに接続します。アプリケーションのレイヤ 3 インターフェイスは、IOS からルーティングされたトラフィックを受信します。VirtualPortGroup インターフェイスは、SVC ブリッジを介してコンテナ/アプリケーション インターフェイスに接続します。

IR8x9 ルータとは異なるため、次の図は VirtualPortGroup とその他のインターフェイス間の関係を理解する上で役に立ちます。

コンテナのライフサイクル管理には、内部論理インターフェイスごとに 1 つのコンテナをサポートするレイヤ 3 ルーティング モデルが使用されます。これは、各アプリケーションに対して仮想イーサネットペアが作成されることを意味します。このペアのうち vNIC と呼ばれるインターフェイスは、アプリケーション コンテナの一部です。vpgX と呼ばれるもう 1 つのインターフェイスは、ホスト システムの一部です。

NIC は、コンテナ内の標準イーサネット インターフェイスで、プラットフォーム データプレーンに接続してパケットを送受信します。IOx は、コンテナ内の各 vNIC について、ゲートウェイ（VirtualPortGroup インターフェイス）、IP アドレス、および一意の MAC アドレス割り当てを行います。

コンテナ/アプリケーション内の vNIC は、標準のイーサネット インターフェイスと見なされています。

IOx Local Manager へのアクセスを有効にするには、次の作業を実行します。IOx Local Manager を使用することで、ホスト システム上のアプリケーションの管理、制御、モニタ、トラブルシューティング、および関連するさまざまなアクティビティを実行できます。

（注）	次の手順では、IP HTTP コマンドは IOX を有効にしませんが、ユーザは WebUI にアクセスして IOX Local Manager に接続できるようになります。

Device>enable

Device#configure terminal

Device(config)#iox

Device(config)#ip http server

Device(config)#ip http secure-server

Device(config)#username cisco privilege 15 password 0 cisco

Device(config-if)#end

複数のレイヤ 3 データポートを 1 つ以上の VirtualPortGroup またはコンテナにルーティングできます。VirutalPortGroups とレイヤ 3 のデータポートは、異なるサブネット上にある必要があります。

レイヤ 3 データポートで外部ルーティングを許可するには、ip routing コマンドを有効にします。

Device>enable

Device#configure terminal

Device(config)#ip routing

Device(config)#interface gigabitethernet 0/0/0

Device(config-if)#no switchport

Device(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

Device(config-if)#exit

Device(config)#interface virtualportgroup 0

Device(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

Device(config-if)#end

Device#configure terminal

Device(config)#app-hosting appid app1

Device(config-app-hosting)#app-vnic gateway0 virtualportgroup 0 guest-interface 0

Device(config-app-hosting-gateway0)#guest-ipaddress 192.168.0.2 netmask 255.255.255.0

Device(config-app-hosting-gateway0)#app-default-gateway 192.168.0.1 guest-interface 0

Device#end

ネイティブ Docker のサポートが 17.2.1 リリースに追加されました。この機能により、ユーザは Docker アプリケーションを IR1101 に展開できます。アプリケーションのライフサイクルプロセスは、「アプリケーションのインストールとアンインストール」の項の手順と同様です。Docker アプリケーションの場合、アプリケーション設定の一部としてエントリポイント設定が必要です。エントリポイントの設定については、次の例を参照してください。

Router#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#app-hosting appid app3
Router(config-app-hosting)#app-vnic gateway0 virtualportgroup 0 guest-interface 0
Router(config-app-hosting-gateway0)#guest-ipaddress 192.168.0.7 netmask 255.255.255.0
Router(config-app-hosting-gateway0)#app-default-gateway 192.168.0.1 guest-interface 0
Router(config-app-hosting)#app-resource docker
Router(config-app-hosting-docker)#run-opts 1 "--entrypoint '/bin/sleep 10000'"
Router(config-app-hosting-docker)#end
Router#

Docker アプリケーションの出力を次の例に示します。

Router#show app-hosting detail
App id : app1
Owner : iox
State : RUNNING
Application
Type : docker
Name : aarch64/busybox
Version : latest
Description :
Path : bootflash:busybox.tar
Activated profile name : custom
Resource reservation
Memory : 431 MB
Disk : 10 MB
CPU : 577 units
VCPU : 1
Attached devices
Type Name Alias
---------------------------------------------
serial/shell iox_console_shell serial0
serial/aux iox_console_aux serial1
serial/syslog iox_syslog serial2
serial/trace iox_trace serial3
Network interfaces
---------------------------------------
eth0:
MAC address : 52:54:dd:e9:ab:7a
IPv4 address : 192.168.0.7
Network name : VPG0
Docker
------
Run-time information
Command :
Entry-point : /bin/sleep 10000
Run options in use : --entrypoint '/bin/sleep 10000'
Application health information
Status : 0
Last probe error :
Last probe output :
Router#

リリース 17.2.1 では、IOx コンテナアプリケーションがデジタル IO にアクセスできるようになりました。alarm contact コマンドに新しい CLI が追加されました。

Router(config)# alarm contact ?
  <0-4>          Alarm contact number (0: Alarm port, 1-4: Digital I/O)
  attach-to-iox  Enable Digital IO Ports access from IOX
Router (config)# alarm contact attach-to-iox

attach-to-iox コマンドを有効にすると、IOx へのすべてのデジタル IO ポートを完全に制御できます。ポートは、4 文字のデバイス /dev/dio-[1-4] として IOX アプリケーションに公開されます。読み取りまたは書き込みの機能を使用して、デジタル IO ポートの値を取得または設定できます。

モードを更新する場合は、モード値を文字型デバイスファイルに書き込むことができます。これは、状態の読み取り/書き込み、モードの変更、およびポートの真のアナログ電圧の読み取りを行う IOCTL コールによって実行されます。この方法に従って、アナログセンサーを IR1101 に接続できます。すべてのポートが最初に入力モードに設定され、電圧は 3.3v にプルアップされます。

次に、IOCTL コールの例を示します。

cat /dev/dio-1

echo 0 > /dev/dio-1
echo 1 > /dev/dio-1

echo out > /dev/dio-1
echo in > /dev/dio-1

DIO_GET_STATE = 0x1001
DIO_SET_STATE = 0x1002
DIO_GET_MODE = 0x1003
DIO_SET_MODE_OUTPUT = 0x1004
DIO_SET_MODE_INPUT = 0x1005
DIO_GET_THRESHOLD 0x1006
DIO_SET_THRESHOLD = 0x1007
DIO_GET_VOLTAGE = 0x1009

import fcntl, array
file = open("/dev/dio-1","rw")
state = array.array('L',[0]) 
fcntl.ioctl(file, DIO_GET_STATE, state)
print(state[0])

import fcntl
file = open("/dev/dio-1","rw")
fcntl.ioctl(file, DIO_SET_MODE_OUTPUT, 0)

シスコの署名付きアプリケーションが IR1101 でサポートされるようになりました。署名付きアプリケーションをインストールするには、デバイスで署名付き検証を有効にする必要があります。署名付き検証を有効にするには、次の手順を実行します。

Router#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#
Router(config)#app-hosting signed-verification
Router(config)#
Router(config)#exit

署名付き検証を有効にした後、「IOx アプリケーションホスティング」の「アプリケーションのインストールとアンインストール」の項の手順に従ってアプリケーションをインストールします。