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# Cisco Router Configuration Template System using CUE and Jinja2
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I'll create a system to generate Cisco router configurations using CUE for data modeling and validation, and Jinja2 for template rendering. Here's how we can structure this:
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## 1. CUE Schema Definition (router.cue)
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```cue
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package router
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#Device: {
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// Basic device information
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hostname: string
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model: "ISR4451-X/K9" | "ISR4431" | "ASR1001-X" // etc.
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serial: string
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// Location information
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location: {
|
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city: string
|
||||||
|
state: string
|
||||||
|
address1: string
|
||||||
|
address2?: string
|
||||||
|
zipcode: string
|
||||||
|
floor?: string
|
||||||
|
grid?: string
|
||||||
|
rack: string
|
||||||
|
ru: string
|
||||||
|
room: string
|
||||||
|
}
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||||||
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// Device role
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|
role: "wan-router" | "core-router" | "distribution-router"
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||||||
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|
// Authentication
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||||||
|
credentials: {
|
||||||
|
enableSecret: string
|
||||||
|
consolePassword: string
|
||||||
|
vtyPassword: string
|
||||||
|
tacacsKey: string
|
||||||
|
snmp: {
|
||||||
|
roCommunity: string
|
||||||
|
rwCommunity: string
|
||||||
|
users: [...{
|
||||||
|
username: string
|
||||||
|
authType: "sha" | "md5"
|
||||||
|
authKey: string
|
||||||
|
privType: "aes" | "des"
|
||||||
|
privKey: string
|
||||||
|
access: "read" | "write"
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Network services
|
||||||
|
services: {
|
||||||
|
ntp: {
|
||||||
|
servers: [...string]
|
||||||
|
preferredServer: string
|
||||||
|
}
|
||||||
|
dns: {
|
||||||
|
servers: [...string]
|
||||||
|
domain: string
|
||||||
|
}
|
||||||
|
logging: {
|
||||||
|
hosts: [...string]
|
||||||
|
facility: string
|
||||||
|
trapLevel: "informational" | "debug" | "warning" | "error"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Interfaces
|
||||||
|
interfaces: {
|
||||||
|
loopback0: {
|
||||||
|
ip: string
|
||||||
|
mask: "255.255.255.255"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
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|
wan: {
|
||||||
|
type: "MPLS" | "DMVPN" | "Internet"
|
||||||
|
provider: "AT&T" | "Verizon" | "Lumen"
|
||||||
|
circuitId: string
|
||||||
|
bandwidth: uint
|
||||||
|
ipAddress: string
|
||||||
|
subnetMask: string
|
||||||
|
dot1qVlan?: uint
|
||||||
|
shapingRate: uint
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
lan: [...{
|
||||||
|
name: string
|
||||||
|
description: string
|
||||||
|
ipAddress: string
|
||||||
|
subnetMask: string
|
||||||
|
neighbor: string
|
||||||
|
ospf: {
|
||||||
|
area: string
|
||||||
|
authKey: string
|
||||||
|
helloInt: uint
|
||||||
|
deadInt: uint
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
|
||||||
|
tunnels: [...{
|
||||||
|
id: uint
|
||||||
|
description: string
|
||||||
|
ipAddress: string
|
||||||
|
subnetMask: string
|
||||||
|
bandwidth: uint
|
||||||
|
nhs: string
|
||||||
|
nbma: string
|
||||||
|
networkId: uint
|
||||||
|
key: uint
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Routing protocols
|
||||||
|
routing: {
|
||||||
|
ospf: {
|
||||||
|
processId: uint
|
||||||
|
routerId: string
|
||||||
|
areas: [...{
|
||||||
|
id: string
|
||||||
|
authType: "message-digest"
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
networks: [...{
|
||||||
|
prefix: string
|
||||||
|
wildcard: string
|
||||||
|
area: string
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bgp: {
|
||||||
|
asn: uint
|
||||||
|
routerId: string
|
||||||
|
neighbors: [...{
|
||||||
|
ip: string
|
||||||
|
remoteAs: uint | "internal"
|
||||||
|
description: string
|
||||||
|
password?: string
|
||||||
|
routeMaps: {
|
||||||
|
in?: string
|
||||||
|
out?: string
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
networks: [...{
|
||||||
|
prefix: string
|
||||||
|
mask: string
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// QoS Policy
|
||||||
|
qos: {
|
||||||
|
classes: [...{
|
||||||
|
name: string
|
||||||
|
match: string
|
||||||
|
bandwidth: string
|
||||||
|
queueLimit?: uint
|
||||||
|
dscp: [...{
|
||||||
|
value: uint
|
||||||
|
minTh: uint
|
||||||
|
maxTh: uint
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
shapingRate: uint
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Access control
|
||||||
|
acls: {
|
||||||
|
management: [...{
|
||||||
|
source: string
|
||||||
|
service: "ssh" | "snmp" | "ntp" | "tacacs"
|
||||||
|
direction: "in" | "out"
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Security policies
|
||||||
|
security: {
|
||||||
|
aaa: {
|
||||||
|
methods: [...{
|
||||||
|
type: "login" | "enable" | "exec"
|
||||||
|
primary: "tacacs+" | "local"
|
||||||
|
fallback?: "local" | "line"
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
accounting: [...{
|
||||||
|
type: "exec" | "commands" | "network"
|
||||||
|
action: "start-stop"
|
||||||
|
method: "tacacs+"
|
||||||
|
}]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
passwordPolicy: {
|
||||||
|
minLength: uint
|
||||||
|
maxFail: uint
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#validate: {
|
||||||
|
// Validation rules
|
||||||
|
if !strings.HasPrefix(hostname, "RTR-") {
|
||||||
|
"hostname must start with RTR-"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if len(credentials.enableSecret) < 8 {
|
||||||
|
"enable secret must be at least 8 characters"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// More validation rules...
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
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|
## 2. Example Device Configuration (device.cue)
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|
```cue
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|
package router
|
||||||
|
|
||||||
|
device: #Device & {
|
||||||
|
hostname: "RTR-ATL01-WAN01"
|
||||||
|
model: "ISR4451-X/K9"
|
||||||
|
serial: "FOC12345678"
|
||||||
|
|
||||||
|
location: {
|
||||||
|
city: "Atlanta"
|
||||||
|
state: "GA"
|
||||||
|
address1: "123 Main St"
|
||||||
|
zipcode: "30303"
|
||||||
|
rack: "RACK-A"
|
||||||
|
ru: "22"
|
||||||
|
room: "MDF-1"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
credentials: {
|
||||||
|
enableSecret: "$1$s3cr3t$"
|
||||||
|
consolePassword: "c0ns0l3P@ss"
|
||||||
|
vtyPassword: "vtYP@ssw0rd"
|
||||||
|
tacacsKey: "tacacsKey123"
|
||||||
|
|
||||||
|
snmp: {
|
||||||
|
roCommunity: "publicRO"
|
||||||
|
rwCommunity: "privateRW"
|
||||||
|
users: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
username: "admin"
|
||||||
|
authType: "sha"
|
||||||
|
authKey: "authKey123"
|
||||||
|
privType: "aes"
|
||||||
|
privKey: "privKey123"
|
||||||
|
access: "write"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
services: {
|
||||||
|
ntp: {
|
||||||
|
servers: ["135.89.160.2", "135.89.160.18"]
|
||||||
|
preferredServer: "135.89.160.18"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
dns: {
|
||||||
|
servers: ["10.83.108.251", "10.65.72.251"]
|
||||||
|
domain: "example.com"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
logging: {
|
||||||
|
hosts: ["10.254.254.238"]
|
||||||
|
facility: "local1"
|
||||||
|
trapLevel: "informational"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
interfaces: {
|
||||||
|
loopback0: {
|
||||||
|
ip: "10.255.255.1"
|
||||||
|
mask: "255.255.255.255"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
wan: {
|
||||||
|
type: "MPLS"
|
||||||
|
provider: "AT&T"
|
||||||
|
circuitId: "ABC123456"
|
||||||
|
bandwidth: 1000
|
||||||
|
ipAddress: "172.30.65.102"
|
||||||
|
subnetMask: "255.255.255.252"
|
||||||
|
dot1qVlan: 249
|
||||||
|
shapingRate: 1000
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
lan: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: "GigabitEthernet0/0/1"
|
||||||
|
description: "Core Switch Connection"
|
||||||
|
ipAddress: "10.1.1.1"
|
||||||
|
subnetMask: "255.255.255.254"
|
||||||
|
neighbor: "CORE-ATL01"
|
||||||
|
ospf: {
|
||||||
|
area: "0"
|
||||||
|
authKey: "ospfKey123"
|
||||||
|
helloInt: 1
|
||||||
|
deadInt: 4
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
tunnels: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
id: 11
|
||||||
|
description: "DMVPN-MPLS to Charlotte"
|
||||||
|
ipAddress: "172.30.4.2"
|
||||||
|
subnetMask: "255.255.254.0"
|
||||||
|
bandwidth: 1000
|
||||||
|
nhs: "172.30.4.1"
|
||||||
|
nbma: "172.30.65.101"
|
||||||
|
networkId: 200
|
||||||
|
key: 1002
|
||||||
|
},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
routing: {
|
||||||
|
ospf: {
|
||||||
|
processId: 1
|
||||||
|
routerId: "10.255.255.1"
|
||||||
|
areas: [
|
||||||
|
{id: "0", authType: "message-digest"}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
networks: [
|
||||||
|
{prefix: "10.1.1.0", wildcard: "0.0.0.1", area: "0"},
|
||||||
|
{prefix: "10.255.255.1", wildcard: "0.0.0.0", area: "0"}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bgp: {
|
||||||
|
asn: 65401
|
||||||
|
routerId: "10.255.255.1"
|
||||||
|
neighbors: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ip: "172.30.4.1"
|
||||||
|
remoteAs: "internal"
|
||||||
|
description: "DMVPN Headend"
|
||||||
|
routeMaps: {
|
||||||
|
in: "BGP_INBOUND_FROM_DMVPN"
|
||||||
|
out: "BGP_OUTBOUND_TO_DMVPN"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
networks: [
|
||||||
|
{prefix: "10.1.1.0", mask: "255.255.255.0"},
|
||||||
|
{prefix: "10.255.255.1", mask: "255.255.255.255"}
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
qos: {
|
||||||
|
classes: [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: "VOICE_PAYLOAD"
|
||||||
|
match: "dscp ef cs5"
|
||||||
|
bandwidth: "priority percent 30"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
name: "INTERACTIVE_VIDEO"
|
||||||
|
match: "dscp cs4 af41 af42 af43"
|
||||||
|
bandwidth: "bandwidth remaining percent 15"
|
||||||
|
queueLimit: 300
|
||||||
|
dscp: [
|
||||||
|
{value: 32, minTh: 300, maxTh: 300},
|
||||||
|
{value: 34, minTh: 150, maxTh: 250},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
shapingRate: 1000
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
security: {
|
||||||
|
aaa: {
|
||||||
|
methods: [
|
||||||
|
{type: "login", primary: "tacacs+", fallback: "local"},
|
||||||
|
{type: "enable", primary: "tacacs+", fallback: "enable"},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
accounting: [
|
||||||
|
{type: "exec", action: "start-stop", method: "tacacs+"},
|
||||||
|
{type: "commands", action: "start-stop", method: "tacacs+"},
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
passwordPolicy: {
|
||||||
|
minLength: 8
|
||||||
|
maxFail: 5
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
## 3. Jinja2 Template (cisco_template.j2)
|
||||||
|
|
||||||
|
```jinja2
|
||||||
|
! Generated from template on {{ now() }}
|
||||||
|
! Device: {{ device.hostname }}
|
||||||
|
! Location: {{ device.location.city }}, {{ device.location.state }}
|
||||||
|
|
||||||
|
hostname {{ device.hostname }}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
boot system bootflash:isr4400-universalk9.16.09.05.SPA.bin
|
||||||
|
!
|
||||||
|
service password-encryption
|
||||||
|
no ip domain lookup
|
||||||
|
ip domain name {{ device.services.dns.domain }}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
{% for server in device.services.dns.servers %}
|
||||||
|
ip name-server {{ server }}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
! AAA Configuration
|
||||||
|
aaa new-model
|
||||||
|
aaa authentication attempts login {{ device.security.passwordPolicy.maxFail }}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
{% for method in device.security.aaa.methods %}
|
||||||
|
aaa authentication {{ method.type }} default group {{ method.primary }}{% if method.fallback %} {{ method.fallback }}{% endif %}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
{% for accounting in device.security.aaa.accounting %}
|
||||||
|
aaa accounting {{ accounting.type }} default {{ accounting.action }} group {{ accounting.method }}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
! SNMP Configuration
|
||||||
|
{% for user in device.credentials.snmp.users %}
|
||||||
|
snmp-server user {{ user.username }} {{ user.access }} v3 auth {{ user.authType }} {{ user.authKey }} priv {{ user.privType }} {{ user.privKey }}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
! NTP Configuration
|
||||||
|
ntp source Loopback0
|
||||||
|
ntp server {{ device.services.ntp.preferredServer }} prefer
|
||||||
|
{% for server in device.services.ntp.servers %}
|
||||||
|
{% if server != device.services.ntp.preferredServer %}
|
||||||
|
ntp server {{ server }}
|
||||||
|
{% endif %}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
! Logging Configuration
|
||||||
|
logging source-interface Loopback0
|
||||||
|
logging trap {{ device.services.logging.trapLevel }}
|
||||||
|
logging facility {{ device.services.logging.facility }}
|
||||||
|
{% for host in device.services.logging.hosts %}
|
||||||
|
logging host {{ host }}
|
||||||
|
{% endfor %}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
! Interface Configuration
|
||||||
|
interface Loopback0
|
||||||
|
description Loopback Address
|
||||||
|
ip address {{ device.interfaces.loopback0.ip }} {{ device.interfaces.loopback0.mask }}
|
||||||
|
!
|
||||||
|
interface GigabitEthernet0/0/0
|
||||||
|
description {{ device.interfaces.wan.provider }} MPLS - {{ device.interfaces.wan.circuitId }}
|
||||||
|
bandwidth {{ device.interfaces.wan.bandwidth }}
|
||||||
|
no ip address
|
||||||
|
!
|
||||||
|
interface GigabitEthernet0/0/0.{{ device.interfaces.wan.dot1qVlan }}
|
||||||
|
description {{ device.interfaces.wan.provider }} MPLS - {{ device.interfaces.wan.circuitId }}
|
||||||
|
encapsulation dot1Q {{ device.interfaces.wan.dot1qVlan }}
|
||||||
|
ip address {{ device.interfaces.wan.ipAddress }} {{ device.interfaces.wan.subnetMask }}
|
||||||
|
service-policy output SHAPE_{{ device.interfaces.wan.shapingRate }}M
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!
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{% for lan in device.interfaces.lan %}
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interface {{ lan.name }}
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description {{ lan.description }}
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ip address {{ lan.ipAddress }} {{ lan.subnetMask }}
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ip ospf authentication message-digest
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ip ospf message-digest-key 1 md5 {{ lan.ospf.authKey }}
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ip ospf hello-interval {{ lan.ospf.helloInt }}
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||||||
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ip ospf dead-interval {{ lan.ospf.deadInt }}
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||||||
|
!
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||||||
|
{% endfor %}
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|
!
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||||||
|
{% for tunnel in device.interfaces.tunnels %}
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interface Tunnel{{ tunnel.id }}
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description {{ tunnel.description }}
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bandwidth {{ tunnel.bandwidth }}
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ip address {{ tunnel.ipAddress }} {{ tunnel.subnetMask }}
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||||||
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ip nhrp network-id {{ tunnel.networkId }}
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||||||
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ip nhrp nhs {{ tunnel.nhs }} nbma {{ tunnel.nbma }} multicast
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tunnel key {{ tunnel.key }}
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|
!
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|
{% endfor %}
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!
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! OSPF Configuration
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router ospf {{ device.routing.ospf.processId }}
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router-id {{ device.routing.ospf.routerId }}
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{% for area in device.routing.ospf.areas %}
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area {{ area.id }} authentication {{ area.authType }}
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{% endfor %}
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{% for net in device.routing.ospf.networks %}
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network {{ net.prefix }} {{ net.wildcard }} area {{ net.area }}
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|
{% endfor %}
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|
!
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! BGP Configuration
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router bgp {{ device.routing.bgp.asn }}
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|
bgp router-id {{ device.routing.bgp.routerId }}
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||||||
|
{% for net in device.routing.bgp.networks %}
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||||||
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network {{ net.prefix }} mask {{ net.mask }}
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||||||
|
{% endfor %}
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{% for neighbor in device.routing.bgp.neighbors %}
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neighbor {{ neighbor.ip }} remote-as {{ neighbor.remoteAs }}
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neighbor {{ neighbor.ip }} description {{ neighbor.description }}
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{% if neighbor.routeMaps.in %} neighbor {{ neighbor.ip }} route-map {{ neighbor.routeMaps.in }} in{% endif %}
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|
{% if neighbor.routeMaps.out %} neighbor {{ neighbor.ip }} route-map {{ neighbor.routeMaps.out }} out{% endif %}
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{% if neighbor.password %} neighbor {{ neighbor.ip }} password {{ neighbor.password }}{% endif %}
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|
{% endfor %}
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|
!
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! QoS Configuration
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policy-map WAN_QOS_OUTBOUND
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{% for class in device.qos.classes %}
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class {{ class.name }}
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{{ class.bandwidth }}
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{% if class.queueLimit %} queue-limit {{ class.queueLimit }} packets{% endif %}
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{% for dscp in class.dscp %}
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|
random-detect dscp {{ dscp.value }} {{ dscp.minTh }} {{ dscp.maxTh }}
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|
{% endfor %}
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||||||
|
{% endfor %}
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|
!
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||||||
|
policy-map SHAPE_{{ device.qos.shapingRate }}M
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|
class class-default
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|
shape average {{ device.qos.shapingRate }}000000
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|
service-policy WAN_QOS_OUTBOUND
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|
!
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|
! Banner
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banner motd ^
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|
********************************************************************************
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|
* Warning Notice *
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|
* *
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||||||
|
* This system is restricted solely to authorized users for legitimate *
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||||||
|
* business purposes only. *
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||||||
|
********************************************************************************
|
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|
^
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|
!
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line con 0
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password {{ device.credentials.consolePassword }}
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|
login local
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|
!
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line vty 0 15
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|
password {{ device.credentials.vtyPassword }}
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|
login local
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transport input ssh
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|
!
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end
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```
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## 4. Generation Script (generate.py)
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```python
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#!/usr/bin/env python3
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import argparse
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import jinja2
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import json
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import datetime
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from cue import load
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def now():
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return datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
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def main():
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parser = argparse.ArgumentParser(description="Generate Cisco configurations from CUE definitions")
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parser.add_argument("cue_file", help="Input CUE file with device definition")
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parser.add_argument("template_file", help="Jinja2 template file")
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parser.add_argument("-o", "--output", help="Output file", default="output.cfg")
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args = parser.parse_args()
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# Load CUE data
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cue_data = load.cue(args.cue_file)
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device = cue_data["device"]
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# Set up Jinja2 environment
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env = jinja2.Environment(loader=jinja2.FileSystemLoader('.'))
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env.globals['now'] = now
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template = env.get_template(args.template_file)
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# Render template
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config = template.render(device=device)
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# Write output
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with open(args.output, 'w') as f:
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f.write(config)
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print(f"Configuration generated and saved to {args.output}")
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if __name__ == "__main__":
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main()
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```
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## 5. Workflow Explanation
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1. **Define the Schema**: The CUE schema (`router.cue`) defines all possible configuration options with types and constraints.
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2. **Create Device Config**: The device-specific configuration (`device.cue`) uses the schema to define a concrete device configuration.
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3. **Validate**: The CUE engine validates the device configuration against the schema before processing.
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4. **Render Template**: The Jinja2 template (`cisco_template.j2`) uses the validated device configuration to generate the Cisco config.
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5. **Generate Config**: The Python script (`generate.py`) ties everything together, loading the CUE data and rendering the template.
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## Benefits of This Approach
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1. **Validation**: CUE ensures all configurations are valid before template rendering.
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2. **Reusability**: Templates can be reused across many devices.
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3. **Maintainability**: Changes to the schema automatically validate all configurations.
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4. **Documentation**: The schema serves as documentation for all configurable options.
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5. **Version Control**: All components can be version controlled separately.
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Would you like me to elaborate on any particular aspect of this system?
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Reference in New Issue
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