CML2 自定义节点

一、Custom VM Images Overview

《Cisco Modeling Labs 2 安装&使用》一文中提到CML2还支持其他的第三方镜像，并且演示了如何新建自定义镜像。在CML2中自定义镜像需要用到两个组件，分别是Node Definitions和Image Definitions。本文将继续介绍如何创建Image Definitions以及Node Definitions，图1-1展示了这两个组件所在的位置。

图1-1

CML2中的Image Definitions代表了一种版本的镜像。镜像定义包括id、Label、Description、Disk Image、Node Definition，其中Disk Image所选择的镜像版本是通过MANAGE上传的，Node Definition则是用于将该Image Definition关联到某一个虚拟设备系列。

CML2中的Node Definitions代表了一种虚拟设备系列，虚拟设备系列可以存在多个版本镜像（即需要提前创建多个Image Definitions）。例如创建了一个叫ASAv的Node Definition，其关联了两个Image Definitions，分别是ASAv915、ASAv916。

二、Image Definitions

进入Node and Image Definitions后，选择IMAGE DEFINITIONS。可以在图2-1中看到8个已经定义好的Image Definitions（先不管），其中MANAGE用于管理上传的qcow2镜像，ADD用于定义新的Image Definitions。

图2-1

1、Upload Image

通过点击UPLOAD IMAGE选择需要上传的镜像。上传完成的镜像会在Uploaded Images中展示，如图2-2。

图2-2

2、About Image Definition Parameters

开始创建Image Definition之前，需要先来了解下创建它的相关参数含义。

图2-3

创建Image Definition时有如下参数：

• ID：CML2中的每一个镜像都具备的唯一识别码，创建ID时不可以包含空格键。

• Label：标签会在CML2图形化界面中展示（在进行镜像选择时会展示），建议使用镜像系统名和版本，例如IOSv 15.6(3)。

• Description：对镜像的更加详细的说明（例如镜像中的常见操作、镜像使用的硬件资源、镜像的用户名密码），该参数是可选的。

• Disk Image：用于选择在Upload Image阶段上传的某一种版本的镜像。

• Node Definition：选择该镜像用于关联到某一种虚拟设备系列，例如ASAv915、ASAv916被关联到ASAv虚拟设备系列。

以上参数中除Description参数外，均需要设置的。以下参数通常在Node Definition中被定义，除非多个不同版本的Image Definitions之间所需要的硬件资源不同时，才会定义这些参数，以区别对待：

• Memory：此镜像所需要的内存量，通常参考镜像安装时所需的内存量。

• CPUs：此镜像所需要的虚拟CPU数量，通常参考镜像安装时所需的虚拟CPU数量。

• CPU Limit：从该镜像创建的虚拟机被允许使用已分配CPU的百分比，通常设置100%。CPU Limit通常用于大型拓扑中各虚拟机的启动，因为大型拓扑中通常有很多使用大量CPU的虚拟机（例如IOSv和IOSvL2），所以CPU Limit是为了防止其他镜像因为CPU资源被占用而无法开机的情况的一个保底方案。如果Boot Timeout设置120s超时，CPU Limit设置25%，那么CML会把超时值自动调整为480ms。

CML2中消耗CPU较多的镜像有两种类型：持续轮询类型以及资源密集类型。持续轮询类型的镜像主要是IOSv、IOSvL2，资源密集类型的镜像主要是IOS XRv 9000。

通过案例说明使用CPU Limit功能与否对于资源消耗的不同：通过将CPU Points作为对CPU容量的抽象表示，为每个CPU内核分配100 CPU Points。换句话说如果为CML2服务器分配了8 * vCPU，那么CML2的CPU容量则为800 CPU Points。案例展示：一个节点拥有一个CPU且没有设置CPU Limit，那么它需要100 CPU Points才能启动；一个节点拥有一个CPU且设置CPU Limit=25%，那么它需要25 CPU Points就能启动；一个节点拥有两个CPU且设置CPU Limit=25%，那么它需要50 CPU Points就能启动。

• Data Disk Size：此镜像所需要的数据磁盘容量，单位为GiB，通常参考镜像安装时所需的磁盘容量。数据磁盘会被添加到虚拟机所需要的系统磁盘之外，例如SD-WAN控制器则需要将其数据库存储在第二个磁盘上。

• Boot Disk Size：此镜像所需要的系统磁盘容量，单位为GiB，通常参考镜像安装时所需的磁盘容量。系统磁盘通常存放操作系统并被标记为可启动的磁盘。值得注意的是用于启动虚拟机的系统磁盘容量必须≥ qcow2 文件自身的大小，换句话说系统磁盘大小至少应该和qemu-img info报告的虚拟大小一样大。

具备以上参数后便可以成功创建一个镜像了。

三、Node Definitions

创建完Image Definitions之后，接下来开始创建Node Definition之前，需要先来了解下创建它的相关参数含义。

图3-1

General参数：

• ID：CML2中的每一个虚拟设备系列都具备的唯一识别码，创建ID时不可以包含空格键。

• Description：对虚拟设备系列的更加详细的说明，该参数是可选的。

• Nature：指虚拟设备系列在网络中所扮演的角色，通常的角色有Server、Firewall、Switch、Router等。

图3-2

User Interface参数：

• Visible：启用后Workbench->Add Nodes会显示该虚拟设备系列，通常启用。

• Description：对节点定义的描述，支持Markdown格式，可选参数。

• Prefix：使用该节点创建的虚拟机会带一个默认的命名前缀，该参数就是用于创建默认命名前缀的。通常的格式为虚拟设备系列加上一个"-"，例如某节点前缀为asav-，则创建三台asav虚拟机的命名分别是asav-1、asav-2、asav-3。

• Icon：用于指定该节点的图标，通常和Nature参数相对应。

• Label：用于在Workbench->Add Nodes中显示标签名。

图3-3

Linux Native Simulation参数：该部分的参数用于描述所有虚拟化属性。

• Domain Driver：此节点的虚拟化驱动，始终选择KVM。

• Simulation Driver：CML仿真驱动配置文件；该参数通常选择Server，Nexus 9000v的自定义节点驱动配置文件请选择nxosv9000。

• Disk Driver：此节点的磁盘驱动，通常参考镜像安装时所需的磁盘驱动。

• Memory：参考Image Definition中的Memory参数释义。

• CPUs：参考Image Definition中的CPUs参数释义。

• CPU Limit：参考Image Definition中的CPU Limit参数释义。

• Network Driver：此节点的网卡驱动，通常参考镜像安装时所需的网卡驱动。

• Data Disk Size：参考Image Definition中的Data Disk Size参数释义，该参数可选。

• Boot Disk Size：参考Image Definition中的Boot Disk Size参数释义，该参数可选。

• Video Model（可选）：此节点的显卡，通常选择默认值，某些节点可能需要设置特定型号（可供选择的显卡类型std、cirrus、vmware、qxl、xenfb、tcx、cg3、virtio、none）。

  • 对于有图形化需求的节点，可以设置Standard VGA 或 Cirrus VGA（设置完成后，CML2会提供VNC选项）；

  • 对于仅依赖串口控制台需求的节点，直接选择none。

• Video Memory（可选）：设置了Video Model后，需要设置显存，单位为MiB。显存值必须设置为非零值，通常设置为16/32MiB够用即可。

图3-4

Interfaces参数：该参数需要参考镜像安装时的默认接口数、最大接口数、接口命名规则。

• Has a Loopback Interface：此节点如果应该需要Loopback接口则启用它，反之禁用。

• Loopback Name：Loopback接口名；例如Linux下的Loopback名为lo，该参数可选。

• Number of serial ports：虚拟机串行接口总数；即使没有串行接口，该值也不应该为0，该值范围1-8。一般情况下思科设备具备2个串行接口，分别是Console和AUX，Linux可以使用串行接口做文本控制台，如果镜像安装时特别注明多个串行接口时需要按照说明填入数值。

• Default number of physical interfaces：默认物理接口数，该值参阅对应的镜像安装需求。

最后设置该节点在CML2图形化界面中的接口，接口数量和命名规则按照实际Image中规定的来：

• 接口数量：如果接口数量镜像中定义了4个，但是你在此处只命名了3个，那么CML2图形化界面中就只显示3个接口。

• 接口命名规则：不同的设备或相同设备不同速率的接口命名规则不同。例如思科万兆光口TenGigE0/0、数据中心交换机Ethernet0/0，Linux接口eth0等。注意此字段填充的字符长度有要求。

图3-5

Boot参数：节点在启动时的一些设置，通过设置Timeout和ADD BOOT LINE参数可以使得节点启动完成后状态显示☑️。

• Timeout：节点从启动中（节点状态显示🔄）到启动完成前（节点状态显示☑️）所需等待的最长时间，单位为秒。

• ADD BOOT LINE：CML2会检查节点的Console控制台，如果出现引导行字符串就会认为节点已经启动完成，那么这个引导行字符串就是在该参数中定义。以下为案例：

  • 例1：IOSv启动过程中，如果检查到Console控制台字符串为 %PLATFORM-5-SIGNATURE_VERIFIED: 和 Would you like to enter the initial configuration dialog? 时就会被判断为节点启动完成。

  • 例2：USG启动过程中，如果检查到Console控制台字符串为 Loading /boot/busybox-initrd-static...ok 时就会被判断为节点启动完成。

图3-6

pyATS参数：pyATS 是思科公司推出的开源 Python 框架，用于创建和运行自动化网络测试。CML2提供了pyats_testbed API，可以为Lab生成测试平台定义，以便与pyATS测试一同使用。为节点定义启用pyATS支持和在测试平台中使用，CML2就会在Lab的pyATS测试平台中包含与该节点定义相关的节点，并填写所有正确的设备特定参数。

注意如果要在此节点定义相关的节点上使用配置提取，则必须启用pyATS。如果不打算使用pyATS进行配置提取以外的其他操作，可以启用"Enable pyATS"，并禁用"Use in Testbed"。

• Enable pyATS：如果 pyATS 支持这种类型的设备，请启用pyATS功能，否则禁用。

• Use in Testbed：如果启用，则此节点定义相关的节点将显示在导出的测试平台定义中；如果禁用，该设备将从pyATS测试平台中省略。

• Operating System：根据pyATS定义的操作系统名称。例如IOSv操作系统类型就是"ios"。

• Series：设备系列，该参数可选且通常不需要设置。

• Model：设备型号，该参数可选且通常不需要设置。

• Username：pyATS登录设备时的登录名。

• Password：pyATS登录设备时的密码。

• Config extract command：从Lab中使用Extract Configuration功能提取节点当前配置时，CML将在与此节点相关联的节点上使用此配置提取命令。需要先Enable pyATS。如果有命令可以获取节点的当前配置，请在此处输入该命令。

有关pyATS支持的设备、操作系统、系列、型号参考official pyATS/Unicon documentation.

图3-7

Property Inheritance参数：默认情况下Lab中新建的节点会采用Node Definition中定义的值，而属性继承参数可以使得节点定义继承Image Definition或者通过节点定义的单个节点属性值。对于继承的属性，CML2首先检查该属性是否在节点上设置，是的话直接使用该值，否则检查Image Definition中定义的值，如果Image Definition中没有该值的定义则会使用Node Definition中定义的该值。

举个粒子：假设IOSv's Node Definition指定RMA为512 MiB，如果Image Definition中定义的是需要768 MiB RMA的IOSv版本的镜像，最后创建的节点将以Image Definition中定义的768 MiB为RAM设置。如果在Lab中通过单个节点的属性修改为1024 MiB，那么该节点将以1024 MiB的RAM来运行，当然此方式只适用于该节点，不适用于采用节点定义的其他节点的值或者Image Definition中定义的值。

可以继承的属性有：RAM、CPUs、CPU Limit、Boot Disk Size、Data Disk Size。

CML2为节点提供基本的存根配置（stub configurations），根据节点类型可以生成配置（主机名、激活接口、用户配置、登录配置，不支持生成IP和任何路由协议及高级配置）。Configuration Generator主要负责存根配置，Configuration Generator仅为clean Nodes和wiped但是尚未启动的节点生成配置。

Ubuntu和Core OS的存根配置可以直接利用cloud-init配置，参阅 cloud-init configuration examples。

图3-8

Provisioning参数：如果设备配置了Bootstrap Configuration，需要在此处指定配置的详细信息（建议查阅相关镜像安装和配置文档，了解引导配置如何工作）。

• Enable provisioning：启用Provisioning，CML2将采用此处或Workbench ->Node's Config选项卡指定的引导配置，将其转换成节点虚拟机内的ISO9660（CD-ROM）或FAT卷。节点虚拟机启动后，会从该卷中读取数据并执行所有初始化配置。

• Media Type：用于存储初始化配置的数据卷类型。提供两种选项，分别是ISO9660和FAT，该参数根据相关镜像安装和配置文档推荐选择。

• Configuration Disk Volume Name：数据卷的名称。通常命名为disk。

ADD FILE参数：

• Name：初始化配置命名。

• Content：初始化配置内容。

四、Cases

通过例举相关用例，熟悉Node Definitions和Image Definitions的操作。

1、Cisco Catalyst 8000v

Catalyst 8000v 所需的硬件资源：

• ≥ 1 vCPU

• ≥ 4 RAM（GiB）

从 Catalyst 8000v Download 下载包含"-serial"字段的镜像，而不是EFI镜像。

以下是Catalyst 8000v ‘s Node Definition：

id: cat8000v
configuration:
  generator:
    driver: csr1000v
  provisioning:
    volume_name: disk
    media_type: iso
    files:
      - name: iosxe_config.txt
        content: |-
          platform console serial
          !
          hostname insert_hostname_here
          !
          !
          !
          !
          !
          !
          !
          end
        editable: true
inherited:
  image:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
    cpu_limit: true
  node:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
    cpu_limit: true
device:
  interfaces:
    has_loopback_zero: true
    default_count: 4
    loopback:
      - Loopback0
    physical:
      - GigabitEthernet1
      - GigabitEthernet2
      - GigabitEthernet3
      - GigabitEthernet4
      - GigabitEthernet5
      - GigabitEthernet6
      - GigabitEthernet7
      - GigabitEthernet8
      - GigabitEthernet9
      - GigabitEthernet10
      - GigabitEthernet11
      - GigabitEthernet12
      - GigabitEthernet13
      - GigabitEthernet14
      - GigabitEthernet15
      - GigabitEthernet16
      - GigabitEthernet17
      - GigabitEthernet18
      - GigabitEthernet19
      - GigabitEthernet20
      - GigabitEthernet21
      - GigabitEthernet22
      - GigabitEthernet23
      - GigabitEthernet24
      - GigabitEthernet25
      - GigabitEthernet26
    serial_ports: 2
general:
  description: Catalyst 8000V Edge Software
  nature: router
  read_only: false
schema_version: 0.0.1
sim:
  linux_native:
    cpus: 1
    disk_driver: virtio
    driver: csr1000v
    libvirt_domain_driver: kvm
    nic_driver: virtio
    ram: 4096
    cpu_limit: 100
boot:
  timeout: 250
  completed:
    - Would you like to enter the initial configuration dialog?
    - Press RETURN to get started!
    - '%CVAC-4-CONFIG_DONE:'
pyats:
  os: iosxe
  series: csr1000v
  config_extract_command: show run
  use_in_testbed: true
ui:
  description: |-
    Catalyst 8000V Edge Software

    4 GB DRAM, 1 vCPU

    [CCO Link](https://www.cisco.com/c/en/us/products/routers/catalyst-8000v-edge-software/index.html)
  group: Cisco
  icon: router
  label: CAT8000V
  label_prefix: cat8000v-
  visible: true

2、Cisco Catalyst 9800

Catalyst 9800 所需的硬件资源：

• ≥ 2 vCPU

• ≥ 8 RAM（GiB）

从 Catalyst 9800 Download 下载镜像。

以下是Catalyst 9800 ‘s Node Definition：

id: cat9800
configuration:
  generator:
    driver: csr1000v
  provisioning:
    volume_name: disk
    media_type: iso
    files:
      - name: iosxe_config.txt
        content: hostname inserthostname_here
        editable: true
device:
  interfaces:
    has_loopback_zero: true
    default_count: 4
    loopback:
      - Loopback0
    physical:
      - GigabitEthernet1
      - GigabitEthernet2
      - GigabitEthernet3
      - GigabitEthernet4
      - GigabitEthernet5
      - GigabitEthernet6
      - GigabitEthernet7
      - GigabitEthernet8
    serial_ports: 2
inherited:
  image:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
  node:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
general:
  description: Cisco Catalyst 9800 Wireless Controller for Cloud
  nature: switch
  read_only: true
schema_version: 0.0.1
boot:
  timeout: 300
  completed:
    - 'Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]:'
    - '%SYS-5-RESTART: System restarted'
    - 'INFO: Press RETURN to get started!'
sim:
  linux_native:
    cpus: 2
    disk_driver: virtio
    driver: server
    libvirt_domain_driver: kvm
    nic_driver: virtio
    ram: 8192
    video:
      memory: 16
pyats:
  os: iosxe
  series: csr1000v
  config_extract_command: show run
ui:
  description: |-
    Cisco Catalyst 9800 Wireless Controller for Cloud

    8 GB DRAM, 2 vCPU

    [CCO Link](https://www.cisco.com/c/en/us/support/wireless/catalyst-9800-wireless-controllers-cloud/tsd-products-support-series-home.html)
  group: Others
  icon: access_point
  label: Cat9800
  label_prefix: cat9800-
  visible: true

3、FortiGate v6

FGT v6 所需的硬件资源：

• ≥ 1 vCPU

• ≥ 1 RAM（GiB）

以下是FGT v6 ‘s Node Definition：

id: fortigate
boot:
  timeout: 60
  completed:
    - FortiGate-VM64-KVM login
configuration:
  generator:
    driver: null
  provisioning:
    files:
      - name: meta-data
        content: ''
        editable: true
    media_type: iso
    volume_name: disk
device:
  interfaces:
    default_count: 4
    has_loopback_zero: false
    physical:
      - port1
      - port2
      - port3
      - port4
      - port5
      - port6
      - port7
      - port8
      - port9
      - port10
      - port11
      - port12
      - port13
      - port14
      - port15
      - port16
    serial_ports: 1
general:
  description: FortiGate Next Generation Firewall
  nature: firewall
  read_only: true
inherited:
  image:
    boot_disk_size: false
    cpus: true
    data_volume: true
    ram: true
  node:
    boot_disk_size: false
    cpus: true
    data_volume: true
    ram: true
pyats:
  os: linux
schema_version: 0.0.1
sim:
  linux_native:
    cpus: 1
    data_volume: 32
    disk_driver: virtio
    driver: server
    libvirt_domain_driver: kvm
    nic_driver: virtio
    ram: 1024
ui:
  description: |-
    FortiGate Next Generation Firewall

    1,024 MB DRAM, 1 vCPU
  group: Others
  icon: firewall
  label: FortiGate
  label_prefix: fortigate-
  visible: true

4、F5 BIGIP-VE

F5 BIGIP-VE 所需的硬件资源：

• ≥ 4 vCPU

• ≥ 4 RAM（GiB）

以下是F5 BIGIP-VE ‘s Node Definition：

id: f5-bigip-ve
general:
  nature: server
  read_only: false
  description: F5 BIGIP Virtual Edition
device:
  interfaces:
    has_loopback_zero: false
    physical:
      - eth0
      - eth1
      - eth2
      - eth3
      - eth4
      - eth5
      - eth6
      - eth7
      - eth8
      - eth9
      - eth10
      - eth11
      - eth12
      - eth13
      - eth14
      - eth15
      - eth16
      - eth17
      - eth18
      - eth19
      - eth20
      - eth21
      - eth22
      - eth23
      - eth24
      - eth25
      - eth26
      - eth27
    serial_ports: 1
    default_count: 4
ui:
  visible: true
  label_prefix: bigip-
  icon: server
  label: F5 BIGIP-VE
  description: BIG-IP VE Appliance
sim:
  linux_native:
    libvirt_domain_driver: kvm
    driver: server
    disk_driver: virtio
    ram: 4096
    cpus: 4
    nic_driver: virtio
    video:
      memory: 1
boot:
  timeout: 600
  completed:
    - 'login: '
inherited:
  image:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
  node:
    ram: true
    cpus: true
    data_volume: false
    boot_disk_size: false
configuration:
  generator:
    driver: null
  provisioning:
    volume_name: config-2
    media_type: iso
    files:
      - name: user_data
        editable: true
        content: |-
          #cloud-config

          write_files:
            - path: /config/onboarding/day0.sh
               permissions: 0755
               owner: root:root
               content: |
                 #!/bin/sh
                 tmsh modify sys global-settings hostname mybigip.example.com

          runcmd: [nohup sh -c '/config/onboarding/day0.sh' &]
      - name: meta_data.json
        editable: true
        content: '{ "uuid": "1d9d6d3a-1d36-4db7-8d7c-63963d4d6f20", "hostname": "localhost"
          }'
schema_version: 0.0.1

5、Cisco WSA

Cisco WSA S100V 所需的硬件资源：

• ≥ 3 vCPU

• ≥ 8 RAM（GiB）

从Cisco WSA Download下载镜像。

以下是Cisco WSA ‘s Node Definition：

id: wsa
general:
  description: Cisco Web Security Appliance (WSA)
  nature: server
  read_only: false
device:
  interfaces:
    has_loopback_zero: true
    physical:
      - enp6s0
      - enp6s1
      - enp6s2
      - enp6s3
    serial_ports: 2
    default_count: 4
    loopback:
      - loopback
ui:
  visible: true
  label_prefix: wsa-
  icon: server
  label: WSA
  description: |-
    Cisco Web Security Appliance (WSA)
    8192 MB RAM, 3 vCPUs
sim:
  linux_native:
    libvirt_domain_driver: kvm
    driver: server
    disk_driver: ide
    ram: 8192
    cpus: 3
    cpu_limit: 100
    nic_driver: virtio
boot:
  timeout: 300
inherited:
  image:
    ram: true
    cpus: true
    cpu_limit: true
    data_volume: true
    boot_disk_size: true
  node:
    ram: true
    cpus: true
    cpu_limit: true
    data_volume: true
    boot_disk_size: true
configuration:
  generator:
    driver: server
  provisioning:
    volume_name: cidata
    media_type: iso
    files:
      - name: config.xml
        editable: true
        content: |-
          <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
          <!DOCTYPE config SYSTEM "config.dtd">
          <config>

          </config>
schema_version: 0.0.1

6、Cisco Nexus 9500

Cisco Nexus 9500 148 Ports所需的硬件资源：

• ≥ 4 vCPU

• ≥ 16 RAM（GiB）

从 Cisco Nexus 9500 下载镜像。

以下是Cisco Nexus 9500 ‘s Node Definition：

id: nxosv9500-148
configuration:
  generator:
    driver: nxosv9000
  provisioning:
    volume_name: disk
    media_type: iso
    files:
      - name: nxos_config.txt
        editable: true
        content: |-
          #insert hostname
          platform insert module 2 linecard N9K-X9516v

          platform insert module 3 linecard N9K-X9532v

          platform insert module 4 linecard N9K-X9536v
device:
  interfaces:
    has_loopback_zero: true
    default_count: 4
    loopback:
      - Loopback0
    management:
      - mgmt0
    physical:
      - mgmt0
      - Ethernet1/1
      - Ethernet1/2
      - Ethernet1/3
      - Ethernet1/4
      - Ethernet1/5
      - Ethernet1/6
      - Ethernet1/7
      - Ethernet1/8
      - Ethernet1/9
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    - There is no admin password in the bootstrap file
    - User Access Verification
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  config_extract_command: show run
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  description: |-
    Cisco Nexus 9500v Switch with 148 Ports
    Line cards inserted in the following sequence
    Module 1 Nexus 9500v 64 port Ethernet1/1 - Ethernet1/64 (Default)
    Module 2 Nexus 9500v 16 port Ethernet2/1 - Ethernet2/16
    Module 3 Nexus 9500v 32 port Ethernet3/1 - Ethernet3/32
    Module 4 Nexus 9500v 36 port Ethernet4/1 - Ethernet4/36

    Requires 16 GB DRAM, 4 vCPUs
  group: Cisco
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  label: NX-OS 9500-148
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