QinQ技術介紹

2021-05-21 15:54:58 字數 3811 閱讀 3351

ieee802.1q

中定義的

vlan tag

域中只有

12個位元位用於表示

vlan id

,所以裝置最多可以支援

4094

個vlan

。在實際應用中,尤其是在都會網路中,需要大量的

vlan

來隔離使用者,

4094

個vlan

遠遠不能滿足需求。

裝置提供的埠

qinq

特性是一種簡單、靈活的二層

vpnvlan tag

,使報文攜帶兩層

vlan tag

穿越運營商的骨幹網路(公網)。

在公網中,裝置只根據外層

vlan tag

對報文進行**,並將報文的源

mac位址表項學習到外層

tag所在

vlan

的mac

位址表中,而使用者的私網

vlan tag

在傳輸過程中將被當作報文中的資料部分來進行傳輸。

qinq

特性使得運營商可以用乙個

vlan

為含有多個

vlan

的使用者網路服務。如

圖1所示,使用者網路

a的私網

vlan

為vlan 1~10

,使用者網路

b的私網

vlan

為vlan 1~20

。運營商為使用者網路

a分配的

vlan

為vlan 3

,為使用者網路

b分配的

vlan

為vlan 4

。當使用者網路a的帶

vlan tag

的報文進入運營商網路時,報文外面會被封裝上一層

vlan id為3

的vlan tag

;當使用者網路b的帶

vlan tag

的報文進入運營商網路時,報文外面會被封裝上一層

vlan id為4

的vlan tag

。這樣,不同使用者網路的報文在公網傳輸時被完全分開,即使兩個使用者網路的

vlan

範圍存在重疊,在公網傳輸時也不會產生混淆。

圖1 qinq

功能示意圖

qinq

特性使網路最多可以提供

4094x4094

個vlan

,滿足都會網路對

vlan

數量的需求,它主要解決了如下幾個問題: l

緩解日益緊缺的公網

vlan id

資源問題。 l

使用者可以規劃自己的私網

vlan id

,不會導致和公網

vlan id

衝突。

l為小型都會網路或企業網提供一種較為簡單的二層

vpn解決方案。

qinq

報文在公網傳輸時帶有雙層

vlan tag

,內層vlan tag

為使用者私網

vlan tag

,外層vlan tag

為運營商分配給使用者的

vlan tag

,報文結構如

圖2所示。

圖2 qinq

的報文結構 &

說明:

介面的mtu值預設為

1500

位元組。當為報文加上外層

vlan tag

後,報文的長度會增加

4個位元組,建議使用者適當增加運營商網路中各界面的

mtu(

maximum transmission unit

,最大傳輸單元)值,至少為

1504

位元組。

qinq

可分為兩種:基本

qinq

和靈活qinq。

(1)基本qinq

基本qinq

是基於埠方式實現的。開啟埠的基本

qinq

功能後,當該埠接收到報文,裝置會為該報文打上本埠預設

vlan

的vlan tag

。如果接收到的是已經帶有

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,該報文就成為帶有埠預設

vlan tag

的報文。

(2)靈活qinq

靈活qinq

是對qinq

的一種更靈活的實現,它是基於埠與

vlan

相結合的方式實現的。除了能實現所有基本

qinq

的功能外,對於同乙個埠接收的報文還可以根據不同的

vlan

做不同的動作,可以實現以下功能: l

為具有不同內層

vlan id

的報文新增不同的外層

vlan tag。

l根據報文的原有內層

vlan

的802.1p

優先順序標記外層

vlan

報文的802.1p

優先順序。 l

可以在新增外層

vlan tag

的同時對內層使用者

vlan id

進行修改。

tpid

(tag protocol identifier

,標籤協議標識)是

vlan tag

中的乙個字段,用於表示

vlan tag

的協議型別,

ieee 802.1q

協議規定該字段的取值為

0x8100。

ieee802.1q

協議定義的乙太網幀的

vlan tag

結構如圖3

所示。

圖3 乙太網幀的

vlan tag結構

裝置可以根據

tpid

值來識別報文中是否攜帶對應的

vlan tag

:當埠收到報文時,根據配置的

tpid

值與報文中相應的字段進行比較,如果二者一致,則表示報文中攜帶相應的

vlan tag。

另外,不同廠商的裝置可能將

qinq

報文外層

vlan tag

的tpid

欄位設為不同的值。為了和這些裝置相容,使用者可以自行配置該

tpid

的值,使得傳送到公網中的

qinq

報文攜帶的

tpid

值與其他廠商相同,就可以實現與其他廠商的裝置互通。

由於tpid

vlan tag

的報文中協議型別欄位所處位置相同,為避免網路中報文**和接收造成混亂,不允許使用者將

tpid

值配置為表1

中列舉的常用協議型別值。

表1 常用協議型別值

協議型別

對應值arp

0x0806

pup0x0200

rarp

0x8035 ip

0x0800

ipv6

0x86dd

pppoe

0x8863/0x8864

mpls

0x8847/0x8848

ipx/spx

0x8137

is-is

0x8000

lacp

0x8809

802.1x

0x888e 集群

0x88a7

裝置保留

0xfffd/0xfffe/0xffff

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