局域網(wǎng)協(xié)議-QinQ技術(shù)介紹-D

1、技術(shù)介紹 局域網(wǎng)協(xié)議目 錄i目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 QinQ HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 QinQ簡介 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 QinQ的產(chǎn)生背景 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 QinQ的作用及原理 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark1 QinQ的報文結(jié)構(gòu) HYPERLINK l _bookmark1 2

2、 HYPERLINK l _bookmark2 QinQ的實現(xiàn)方式 HYPERLINK l _bookmark2 3 HYPERLINK l _bookmark2 VLAN Tag的TPID值可調(diào)功能 HYPERLINK l _bookmark2 3技術(shù)介紹 局域網(wǎng)協(xié)議QinQ PAGE 4QinQQinQ 簡介QinQ 的產(chǎn)生背景IEEE802.1Q 中定義的 VLAN Tag 域中只有 12 個比特位用于表示 VLAN ID，所以設(shè)備最多可以支持 4094 個 VLAN。在實際應(yīng)用中，尤其是在城域網(wǎng)中，需要大量的VLAN 來隔離用戶，4094 個 VLAN 遠遠不能滿足需求。QinQ 的作

3、用及原理設(shè)備提供的端口 QinQ 特性是一種簡單、靈活的二層 VPN 技術(shù)，它通過在運營商網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備上為用戶的私網(wǎng)報文封裝外層 VLAN Tag，使報文攜帶兩層 VLAN Tag 穿越運營商的骨干網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)）。在公網(wǎng)中，設(shè)備只根據(jù)外層 VLAN Tag 對報文進行轉(zhuǎn)發(fā)，并將報文的源 MAC 地址表項學(xué)習(xí)到外層 Tag 所在 VLAN 的MAC 地址表中，而用戶的私網(wǎng) VLAN Tag 在傳輸過程中將被當(dāng)作報文中的數(shù)據(jù)部分來進行傳輸。QinQ特性使得運營商可以用一個VLAN為含有多個VLAN的用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù) HYPERLINK l _bookmark1 。如 圖 1 所示，用戶網(wǎng)絡(luò)A的私網(wǎng)VLA

4、N為VLAN 110，用戶網(wǎng)絡(luò)B的私網(wǎng)VLAN為VLAN 1 20。運營商為用戶網(wǎng)絡(luò)A分配的VLAN為VLAN 3，為用戶網(wǎng)絡(luò)B分配的VLAN為VLAN4。當(dāng)用戶網(wǎng)絡(luò)A的帶VLAN Tag的報文進入運營商網(wǎng)絡(luò)時，報文外面會被封裝上一層VLAN ID為 3 的VLAN Tag；當(dāng)用戶網(wǎng)絡(luò)B的帶VLAN Tag的報文進入運營商網(wǎng)絡(luò)時，報文外面會被封裝上一層VLAN ID為 4 的VLAN Tag。這樣，不同用戶網(wǎng)絡(luò)的報文在公網(wǎng)傳輸時被完全分開，即使兩個用戶網(wǎng)絡(luò)的VLAN范圍存在重疊，在公網(wǎng)傳輸時也不會產(chǎn)生混淆。圖1 QinQ 功能示意圖QinQ 特性使網(wǎng)絡(luò)最多可以提供 4094X4094 個 VL

5、AN，滿足城域網(wǎng)對 VLAN 數(shù)量的需求，它主要解決了如下幾個問題：緩解日益緊缺的公網(wǎng) VLAN ID 資源問題。用戶可以規(guī)劃自己的私網(wǎng) VLAN ID，不會導(dǎo)致和公網(wǎng) VLAN ID 沖突。為小型城域網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)提供一種較為簡單的二層 VPN 解決方案。QinQ 的報文結(jié)構(gòu)QinQ報文在公網(wǎng)傳輸時帶有雙層VLAN Tag，內(nèi)層VLAN Tag為用戶私網(wǎng)VLAN Tag， 外層VLAN Tag為運營商分配給用戶的VLAN Tag，報文結(jié)構(gòu)如 HYPERLINK l _bookmark1 圖 2所示。圖2 QinQ 的報文結(jié)構(gòu) 說明：接口的 MTU 值默認為 1500 字節(jié)。當(dāng)為報文加上外層 VL

6、AN Tag 后，報文的長度會增加 4 個字節(jié)，建議用戶適當(dāng)增加運營商網(wǎng)絡(luò)中各接口的 MTU（ Maximum Transmission Unit，最大傳輸單元）值，至少為 1504 字節(jié)。QinQ 的實現(xiàn)方式QinQ 可分為兩種：基本 QinQ 和靈活 QinQ。基本 QinQ基本 QinQ 是基于端口方式實現(xiàn)的。開啟端口的基本 QinQ 功能后，當(dāng)該端口接收到報文，設(shè)備會為該報文打上本端口缺省 VLAN 的 VLAN Tag。如果接收到的是已經(jīng)帶有 VLAN Tag 的報文，該報文就成為雙 Tag 的報文；如果接收到的是不帶 VLAN Tag 的報文，該報文就成為帶有端口缺省 VLAN T

7、ag 的報文。靈活 QinQ靈活 QinQ 是對 QinQ 的一種更靈活的實現(xiàn)，它是基于端口與 VLAN 相結(jié)合的方式實現(xiàn)的。除了能實現(xiàn)所有基本 QinQ 的功能外，對于同一個端口接收的報文還可以根據(jù)不同的 VLAN 做不同的動作，可以實現(xiàn)以下功能：為具有不同內(nèi)層 VLAN ID 的報文添加不同的外層 VLAN Tag。根據(jù)報文的原有內(nèi)層 VLAN 的 802.1p 優(yōu)先級標(biāo)記外層 VLAN 報文的 802.1p優(yōu)先級。可以在添加外層 VLAN Tag 的同時對內(nèi)層用戶 VLAN ID 進行修改。VLAN Tag 的 TPID 值可調(diào)功能TPID（Tag Protocol Identifier

8、，標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)識）是 VLAN Tag 中的一個字段，用于表示 VLAN Tag 的協(xié)議類型，IEEE 802.1Q 協(xié)議規(guī)定該字段的取值為 0 x8100。IEEE802.1Q協(xié)議定義的以太網(wǎng)幀的VLAN Tag結(jié)構(gòu)如 HYPERLINK l _bookmark2 圖 3所示。圖3 以太網(wǎng)幀的VLAN Tag 結(jié)構(gòu)設(shè)備可以根據(jù) TPID 值來識別報文中是否攜帶對應(yīng)的 VLAN Tag：當(dāng)端口收到報文時，根據(jù)配置的 TPID 值與報文中相應(yīng)的字段進行比較，如果二者一致，則表示報文中攜帶相應(yīng)的 VLAN Tag。另外，不同廠商的設(shè)備可能將QinQ 報文外層VLAN Tag 的TPID 字段設(shè)為不同的值。為了和這些設(shè)備兼容，用戶可以自行配置該 TPID 的值，使得發(fā)送到公網(wǎng)中的 QinQ 報文攜帶的 TPID 值與其他廠商相同，就可以實現(xiàn)與其他廠商的設(shè)備互通。由于TPID字段在以太網(wǎng)報文中所處位置與不帶VLAN Tag的報文中協(xié)議類型字段所處位置相同，為避免網(wǎng)絡(luò)中報文轉(zhuǎn)發(fā)和接收造成混亂，不允許用戶將TPID HYPERLINK l _bookmark3 值配置為表 1中列舉的常用協(xié)議類型值。表1 常用協(xié)議類型值協(xié)議類型對應(yīng)值A(chǔ)RP0 x0806PUP0 x0200RARP0 x8035IP0 x0800