Python でネットワークインフラストラクチャを管理：SQLAlchemy を使った VLAN 情報のモデリング
2024-07-27
SQLAlchemy を使った VLAN ID リストとポート・サーキット間の関係モデリング
このチュートリアルでは、SQLAlchemy を使ってポートとサーキット上の VLAN ID リストをモデル化し、それらの関係を表現する方法を説明します。
データモデル
まず、以下のデータモデルを定義します。
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
Base = declarative_base()
class Port(Base):
__tablename__ = 'ports'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
vlan_ids = relationship('VLAN', backref='port')
class VLAN(Base):
__tablename__ = 'vlans'
id = Column(Integer, primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer)
port_id = Column(Integer, ForeignKey('ports.id'))
class Circuit(Base):
__tablename__ = 'circuits'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
ports = relationship('Port', backref='circuit')
説明
Portテーブルは、ポートの名前と、そのポートに関連付けられている VLAN のリストを格納します。VLANテーブルは、VLAN ID と、その VLAN が属するポート ID を格納します。Circuitテーブルは、サーキットの名前と、そのサーキットに属するポートのリストを格納します。
関係
PortとVLANテーブルは、port_id外部キーを使用して多対多関係を形成します。
コード例
以下のコードは、データモデルを作成し、データベースに格納する方法を示しています。
from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine('sqlite:///database.db')
Base.metadata.create_all(engine)
使用方法
データモデルを定義したら、以下のコードのように使用できます。
from sqlalchemy.orm import sessionmaker
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
port = Port(name='eth0')
vlan1 = VLAN(vlan_id=10, port=port)
vlan2 = VLAN(vlan_id=20, port=port)
circuit = Circuit(name='default')
circuit.ports.append(port)
session.add(port)
session.add(vlan1)
session.add(vlan2)
session.add(circuit)
session.commit()
from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
Base = declarative_base()
class Port(Base):
__tablename__ = 'ports'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
vlan_ids = relationship('VLAN', backref='port')
class VLAN(Base):
__tablename__ = 'vlans'
id = Column(Integer, primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer)
port_id = Column(Integer, ForeignKey('ports.id'))
class Circuit(Base):
__tablename__ = 'circuits'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
ports = relationship('Port', backref='circuit')
# データベース接続
engine = create_engine('sqlite:///database.db')
# テーブル作成
Base.metadata.create_all(engine)
# セッション作成
Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()
# ポートと VLAN の作成
port = Port(name='eth0')
vlan1 = VLAN(vlan_id=10, port=port)
vlan2 = VLAN(vlan_id=20, port=port)
# サーキットとポートの関連付け
circuit = Circuit(name='default')
circuit.ports.append(port)
# データベースへのコミット
session.add(port)
session.add(vlan1)
session.add(vlan2)
session.add(circuit)
session.commit()
# データベースからデータの取得
fetched_ports = session.query(Port).all()
for port in fetched_ports:
print(f"ポート: {port.name}")
for vlan in port.vlan_ids:
print(f" VLAN ID: {vlan.vlan_id}")
fetched_circuits = session.query(Circuit).all()
for circuit in fetched_circuits:
print(f"サーキット: {circuit.name}")
for port in circuit.ports:
print(f" ポート: {port.name}")
create_engine()関数を使って、データベースへの接続を確立します。declarative_base()関数を使って、基本クラスを作成します。Columnオブジェクトを使って、テーブルの各カラムを定義します。relationship()オブジェクトを使って、テーブル間の関係を定義します。create_all()メソッドを使って、テーブルをデータベースに作成します。sessionmaker()関数を使って、セッションを作成します。Portオブジェクトを作成し、名前と VLAN ID リストを設定します。VLANオブジェクトを作成し、VLAN ID と関連付けられているポートを設定します。Circuitオブジェクトを作成し、名前とポートリストを設定します。add()メソッドを使って、オブジェクトをセッションに追加します。commit()メソッドを使って、セッションの変更をデータベースにコミットします。query()メソッドを使って、PortとCircuitテーブルからデータをクエリします。- 取得したデータに対して、ポート名、VLAN ID、サーキット名を出力します。
- このコードは、SQLite データベースを使用しています。他のデータベースを使用する場合は、接続 URL を変更する必要があります。
junction テーブルを使用して、多対多関係を表現することができます。この方法は、関係が複雑な場合に役立ちます。
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
Base = declarative_base()
class Port(Base):
__tablename__ = 'ports'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
class VLAN(Base):
__tablename__ = 'vlans'
id = Column(Integer, primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer)
class PortVLAN(Base):
__tablename__ = 'port_vlans'
port_id = Column(Integer, ForeignKey('ports.id'), primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer, ForeignKey('vlans.id'), primary_key=True)
class Circuit(Base):
__tablename__ = 'circuits'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
ports = relationship('Port', backref='circuit')
PortVLANテーブルは、port_idとvlan_idを結合キーとする多対多関係を表します。- この方法を使用すると、ポートと VLAN の間に追加の属性を格納することができます。
secondary オプションを使用する
secondary オプションを使用して、多対多関係を定義することができます。この方法は、junction テーブルを作成する必要がなく、コードを簡潔にすることができます。
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
Base = declarative_base()
class Port(Base):
__tablename__ = 'ports'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
vlan_ids = relationship('VLAN', secondary='port_vlans')
class VLAN(Base):
__tablename__ = 'vlans'
id = Column(Integer, primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer)
class PortVLAN(Base):
__tablename__ = 'port_vlans'
port_id = Column(Integer, ForeignKey('ports.id'), primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer, ForeignKey('vlans.id'), primary_key=True)
class Circuit(Base):
__tablename__ = 'circuits'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
ports = relationship('Port', backref='circuit')
vlan_ids属性は、secondaryオプションを使用してPortVLANテーブルを参照します。- この方法を使用すると、
junctionテーブルを明示的に定義する必要がなくなります。
backref オプションを使用して関係を双方向にする
backref オプションを使用して、関係を双方向にすることができます。これにより、関連するオブジェクトをより簡単に取得することができます。
from sqlalchemy import Column, Integer, String, ForeignKey
from sqlalchemy.orm import relationship
Base = declarative_base()
class Port(Base):
__tablename__ = 'ports'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
vlan_ids = relationship('VLAN', backref='ports')
class VLAN(Base):
__tablename__ = 'vlans'
id = Column(Integer, primary_key=True)
vlan_id = Column(Integer)
ports = relationship('Port', backref='vlan')
class Circuit(Base):
__tablename__ = 'circuits'
id = Column(Integer, primary_key=True)
name = Column(String(255))
ports = relationship('Port', backref='circuit')
ports属性は、backrefオプションを使用してPortテーブルを参照します。- この方法を使用すると、VLAN オブジェクトから関連するポートを取得することができます。
sqlalchemy
