1.1　BGPとは、を学ぶ参考リンク紹介

　BGPとはなにか、ということについてはすでにインターネット上に良い資料が存在します。そのため、本書ではBGPとはなにか、ということについて記載しません。良い資料をふたつ紹介します。BGPについて詳しくない方は、どちらかを読み、本章以降に進んでください。すべての内容を記憶する必要はありません。ざっと目を通しておくだけで、本章以降の理解が容易になります。

　ネットワークエンジニアとして - BGPの技術¹の次の章が参考になります。

　・BGP（ Border Gateway Protocol ）とは

　・BGP - 4つのメッセージ、6つのステータスと状態遷移

　・BGP - IBGPとEBGPの違い

　・BGP - スタブAS、トランジットAS、非トランジットAS

　・BGP - パスアトリビュート（ パス属性 ）＆ ベストパス選択

　・BGP - コンフィグ設定 - 基本設定

　30分間ネットワーキング²の次の章が参考になります。

　・第16回 BGP4(1) AS

　・第17回 BGP4(2) BGPピア

　・第18回 BGP4(3) IBGPとEBGP

　・第19回 BGP4(4) パスアトリビュート

　・第20回 BGP4(5) ベストパス選択

1.2　イベント駆動ステートマシンとは

　BGPはひとつのピアをひとつのイベント駆動ステートマシンとして実装できます。イベント駆動ステートマシンとは、現在の状態（ステート）と入力（イベント）によって動作が決定するモノのモデルです。

　例として、テレビをステートマシンとして表現します。テレビの状態として、1. 電源ON、2. 電源OFFの2状態が存在し、入力としてa. 電源ボタンの押下、b. 音量増加ボタンの押下、c. 音量減少ボタンの押下の3つが存在するとします。本来のテレビはもっと多数の状態やイベントを持っていますが、ここでは例示のためにシンプルにしています。

　テレビの状態が1. 電源OFFのときにa. 電源ボタンの押下が発生した場合はテレビの状態が2. 電源ONに遷移します。テレビの状態が1. 電源OFFのときに、b. 音量増加ボタンの押下、c. 音量減少ボタンの押下が発生した場合はテレビの状態は1. 電源OFFのままで何も起こりません。

　テレビの状態が2. 電源ONのときにa. 電源ボタンの押下が発生した場合はテレビの状態が1. 電源OFFに遷移します。テレビの状態が2. 電源ONのときb. 音量増加ボタンの押下、c. 音量減少ボタンの押下が発生した場合は、テレビの状態は2. 電源ONのまま音量が増減します。これを図示すると図1.1になります。

　このように、テレビは現在の状態と入力によって、動作が決定するモノとして表現することが可能です。

　このような現在の状態（ステート）と入力（イベント）によって動作が決定するモノのモデルを、イベント駆動ステートマシンといいます。

1.3　イベント駆動ステートマシンの実装例

　イベント駆動ステートマシンをどのよう実装すればいいのかということを学ぶため「1.2 イベント駆動ステートマシンとは」で例示したテレビをコードにします。

イベント駆動ステートマシン、テレビの実装例

use rand::Rng;
use std::collections::VecDeque;
use std::thread;
use std::time::Duration;

#[derive(Debug)]
enum State {
    PowerOn,
    PowerOff,
}

#[derive(Debug)]
enum Event {
    PushedPowerButton,
    PushedVolumeIncreaseButton,
    PushedVolumeDecreaseButton,
}

struct TV {
    now_state: State,
    event_queue: EventQueue,
    volume: u8,
}

impl TV {
    pub fn new() -> Self {
        let now_state = State::PowerOff;
        let event_queue = EventQueue::new();
        let volume = 10;
        Self {
            now_state,
            event_queue,
            volume,
        }
    }

    pub fn be_pushed_power_button(&mut self) {
        self.event_queue.enqueue(Event::PushedPowerButton);
    }

    pub fn be_pushed_volume_increase_button(&mut self) {
        self.event_queue.enqueue(Event::PushedVolumeIncreaseButton);
    }

    pub fn be_pushed_volume_decrease_button(&mut self) {
        self.event_queue.enqueue(Event::PushedVolumeDecreaseButton);
    }

    pub fn handle_event(&mut self, event: Event) {
        match &self.now_state {
            &State::PowerOn => match event {
                Event::PushedPowerButton => {
                    self.now_state = State::PowerOff;
                }
                Event::PushedVolumeIncreaseButton => {
                    self.volume += 1;
                }
                Event::PushedVolumeDecreaseButton => {
                    self.volume -= 1;
                }
            },
            &State::PowerOff => match event {
                Event::PushedPowerButton => {
                    self.now_state = State::PowerOn;
                }
                _ => (),
            },
        }
    }
}

struct EventQueue(VecDeque<Event>);

impl EventQueue {
    pub fn new() -> Self {
        let d = VecDeque::new();
        EventQueue(d)
    }

    pub fn dequeue(&mut self) -> Option<Event> {
        self.0.pop_front()
    }

    pub fn enqueue(&mut self, event: Event) {
        self.0.push_back(event);
    }
}

fn push_random_button_of_tv(tv: &mut TV) {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    match rng.gen_range(0..4) {
        1 => tv.be_pushed_power_button(),
        2 => tv.be_pushed_volume_increase_button(),
        3 => tv.be_pushed_volume_decrease_button(),
        _ => (),
    };
}

fn main() {
    let mut tv = TV::new();
    tv.be_pushed_power_button();
    loop {
        push_random_button_of_tv(&mut tv);
        if let Some(event) = tv.event_queue.dequeue() {
            println!(
                "tv information: {{ now_state={:?}, volume={} }}\n \
                input_event: {:?}",
                tv.now_state, tv.volume, event
            );
            tv.handle_event(event);
        }
        thread::sleep(Duration::from_secs(2));
    }
}

　103行目、main関数内のpush_random_button_of_tv(&mut tv);でTVのランダムなボタンを押下し、TVにEvent（入力）を送信しています。送信されたEventはイベントキュー、tv.event_queueにエンキューします。 104行目でイベントキューに保存されているEventを取り出します。TVの現在の状態（State）はTVのインスタンスに保存されています。110行目でEventを扱います。49行目〜69行目を見ると分かるように、`tv.handle_event(event)`はEventとtvインスタンスに保存されている現在の状態に応じて動作し、次の状態を決定します。それはイベント駆動ステートマシン、そのものでした。このようにしてイベント駆動ステートマシンを実装することができました。

　TV_実行時のログが実行時のログです。

　ログの4行目を見ると、電源OFFの状態であることがわかります。次にログの5行目を見ると、電源ボタンが押されたことがわかります。次にログの6行目を見ると、電源ONの状態に遷移したことがわかります。次にログの7行目を見ると、音量増加ボタンが押されたことがわかります。次にログの8行目を見ると、電源ON状態のまま、音量が11に増加していることがわかります。

　一方でログの16、17、18行目を見ると、電源OFF状態のときに音量増加ボタンが押されても、電源OFF状態のままで音量の変動もないことがわかります。

TV_実行時のログ

mrcsce@pop-os:~/programming/rustProjects/samplecode$ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running `target/debug/samplecode`
tv information: { now_state=PowerOff, volume=10 }
input_event: PushedPowerButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=10 }
input_event: PushedVolumeIncreaseButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=11 }
input_event: PushedVolumeDecreaseButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=10 }
input_event: PushedVolumeIncreaseButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=11 }
input_event: PushedVolumeDecreaseButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=10 }
input_event: PushedPowerButton
tv information: { now_state=PowerOff, volume=10 }
input_event: PushedVolumeIncreaseButton
tv information: { now_state=PowerOff, volume=10 }
input_event: PushedPowerButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=10 }
input_event: PushedVolumeIncreaseButton
tv information: { now_state=PowerOn, volume=11 }
input_event: PushedVolumeIncreaseButton
^C
mrcsce@pop-os:~/programming/rustProjects/samplecode$

　これは「1.2 イベント駆動ステートマシンとは」の章で例示した通りの動作です。例示したイベント駆動ステートマシンを実装できていることが確かめられました。BGPのステートマシンも前述のイベント駆動ステートマシン、テレビの実装例に似た方針で実装していきます。