ネットワーク設計と自動化

gNMI（gRPC Network Management Interface）じーえぬえむあい

gRPCネットワーク自動化OpenConfigテレメトリYANGネットワーク管理

gNMIについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

gNMIは、ネットワーク機器（ルーターやスイッチ）の設定取得・変更・監視を自動でやりとりするための「共通の話し言葉」だよ！昔ながらのSNMPやCLIでの手作業をなくして、プログラムからスマートに機器を操れるようにしてくれる現代的な仕組みなんだ！

gNMIとは

gNMI（gRPC Network Management Interface） は、Googleが開発した高速通信フレームワーク「gRPC」の上に構築された、ネットワーク機器を管理・監視するためのインターフェース仕様です。OpenConfigプロジェクトが推進しており、シスコ・ジュニパー・アリスタなど主要ベンダーが広くサポートしています。

従来のネットワーク管理は、SNMP（Simple Network Management Protocol）やSSH経由のCLI（コマンドライン）が主流でした。しかしこれらは「ポーリング型」（定期的に機器に問い合わせる方式）のため、大量の機器を扱うと遅延や管理コストが膨大になる課題がありました。gNMIは、機器側からリアルタイムにデータを「プッシュ配信」するストリーミング型テレメトリをサポートし、この問題を根本から解決します。

データモデルには YANG（ネットワーク機器の設定・状態をツリー構造で定義する言語）を使い、Protocol Buffers（protobuf）でシリアライズして高速・軽量に通信します。ベンダー独自のコマンドに依存せず、標準化されたデータ形式で機器を操作できるため、マルチベンダー環境の自動化が格段に楽になります。

gNMIの4つの主要操作

gNMIが定義する操作は、シンプルな4つのRPC（Remote Procedure Call：遠隔手続き呼び出し）で構成されています。

操作名	種類	何をするか	例え
Get	単発リクエスト	機器の現在の設定・状態を取得する	「今のインターフェース設定を見せて」
Set	単発リクエスト	機器の設定を変更・追加・削除する	「このインターフェースをオンにして」
Subscribe	ストリーミング	指定データを継続的にプッシュ配信させる	「5秒ごとにCPU使用率を送り続けて」
Capabilities	単発リクエスト	機器がサポートするモデルや機能を確認する	「あなたは何ができますか？」

Subscribeのサブモード：3つの配信スタイル

Subscribeはgの目玉機能で、さらに3つのモードがあります。

モード	動作	用途
STREAM	データが変化したとき・または一定間隔でプッシュ	リアルタイム監視・障害検知
ONCE	1回だけデータを送って終了	スナップショット取得
POLL	クライアントが要求したときだけ送る	従来型ポーリングとの互換

覚え方：「G線上のネット管理」

Get → Get（そのまま取得）
Set → Setting（設定変更）
Subscribe → Stream（流し続ける）
Capabilities → Check（できること確認）

「ゲット・セット・サブスク・ケーパビリティ」と唱えるだけ！

歴史と背景

2013年頃：Googleが社内ネットワーク管理の課題解決のためにgRPCを開発。大規模DCネットワークの管理自動化が動機
2015年：OpenConfigプロジェクト始動。Googleを中心にFacebook・Microsoft・Appleなど大手がネットワーク管理のベンダー非依存化を推進
2016年：gNMIの初版仕様（v0.1）が公開。OpenConfigのgithubリポジトリでオープンに開発
2018年：主要ベンダー（Cisco IOS XR・Juniper Junos・Arista EOS）が本格サポート開始。業界標準として定着
2019年：gNOI（gRPC Network Operations Interface）も登場。gNMIと組み合わせてOSアップグレードや証明書管理なども自動化可能に
2020年以降：クラウドネイティブなネットワーク管理スタックの標準コンポーネントとして定着。Telemetry収集基盤（gnmic・gNMIc）や可視化ツール（Grafana/Prometheusとの連携）が充実

gNMI vs 従来技術の比較

gNMIがどれだけ進化しているか、従来手法と比べてみましょう。

比較項目	SNMP（旧来）	NETCONF（中間世代）	gNMI（現代）
通信方式	UDP（信頼性低）	SSH over TCP	HTTP/2（gRPC）
データ形式	MIB（独自）	XML/YANG	Protobuf/YANG
配信方式	ポーリングのみ	ポーリング中心	ストリーミング対応
速度	遅い	中程度	高速・低遅延
設定変更	基本不可	可能	可能
マルチベンダー対応	部分的	OpenConfigで改善	OpenConfigで統一
開発しやすさ	難しい	やや複雑	gRPCライブラリで簡単

規格・RFC番号	内容
RFC 6241	NETCONF プロトコル仕様（gNMIの前世代にあたるネットワーク管理プロトコル）
RFC 7950	YANG 1.1 データモデリング言語の仕様（gNMIのデータ定義に使用）
RFC 8040	RESTCONF プロトコル仕様（gNMIと同世代のREST型ネットワーク管理API）
RFC 8342	ネットワーク管理データストアのアーキテクチャ（NMDA）定義