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QinQ是個(gè)啥?QinQ的工作原理和優(yōu)點(diǎn)

jf_qwOiugB3 ? 來源:通信弱電交流學(xué)習(xí) ? 2023-11-18 17:11 ? 次閱讀

QinQ是個(gè)啥?

QinQ 是 802.1Q in 802.1Q 的簡(jiǎn)稱,是基于 IEEE 802.1Q 技術(shù)的一種比較簡(jiǎn)單的二層 VPN 協(xié)議。

IEEE 802.1Q 定義的 VLAN ID 域有 12 個(gè)比特,最多可以提供 4094 個(gè) VLAN。

但在實(shí)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(gè) VLAN 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。

QinQ 使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以提供 4094×4094 個(gè) VLAN,滿足了城域網(wǎng)對(duì) VLAN 數(shù)量的需求。

它通過將一層 VLAN Tag 封裝到私網(wǎng)報(bào)文上,使其攜帶兩層 VLAN Tag 穿越運(yùn)營商的骨干網(wǎng)絡(luò)(又稱公網(wǎng)),從而使運(yùn)營商能夠利用一個(gè) VLAN 為包含多個(gè) VLAN 的用戶網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。

QinQ 具備以下優(yōu)點(diǎn):

緩解公網(wǎng) VLAN 資源日益緊缺的問題

用戶可以規(guī)劃自己的私網(wǎng) VLAN,不會(huì)導(dǎo)致與公網(wǎng) VLAN 沖突

為用戶提供了一種簡(jiǎn)單、靈活的二層 VPN 解決方案

當(dāng)運(yùn)營商進(jìn)行 VLAN 規(guī)劃時(shí),用戶網(wǎng)絡(luò)不必更改原有配置,使用戶網(wǎng)絡(luò)具有了較強(qiáng)的獨(dú)立性

QinQ的工作原理

QinQ報(bào)文在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)帶有雙層VLAN Tag:

內(nèi)層 VLAN Tag:

為用戶的私網(wǎng) VLAN Tag,Customer VLAN Tag (簡(jiǎn)稱 CVLAN)。設(shè)備依靠該 Tag 在私網(wǎng)中傳送報(bào)文。

外層 VLAN Tag:

為運(yùn)營商分配給用戶的公網(wǎng) VLAN Tag, Service VLAN Tag(簡(jiǎn)稱 SVLAN)。設(shè)備依靠該 Tag 在公網(wǎng)中傳送 QinQ 報(bào)文。

在公網(wǎng)的傳輸過程中,設(shè)備只根據(jù)外層 VLAN Tag 轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文,而內(nèi)層 VLAN Tag 將被當(dāng)作報(bào)文的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行傳輸。

QinQ 封裝

QinQ 封裝是指如何把單層 Q 報(bào)文轉(zhuǎn)換成雙層 Q 報(bào)文,封裝主要發(fā)生在城域網(wǎng)面向用戶的 UPE 接口上進(jìn)行。

根據(jù)不同的封裝數(shù)據(jù), QinQ 可以分為幾種不同類型,包括基于接口的 QinQ 和基于流的 QinQ 兩大類,另外,還可以在路由子接口上進(jìn)行特殊的 QinQ 封裝,具體如下:

01 基于接口的 QinQ 封裝

基于接口的封裝是指進(jìn)入一個(gè)接口的所有流量全部封裝一個(gè)相同的外層 VLAN Tag,封裝方式不夠靈活,用戶業(yè)務(wù)區(qū)分不夠細(xì)致,這種封裝方式也稱作 QinQ 二層隧道。

02 基于流的 QinQ 封裝

基于流的 QinQ 封裝可以對(duì)進(jìn)入接口的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行流分類,然后對(duì)于不同的數(shù)據(jù)流選擇是否封裝外層 Tag、封裝何種外層 Tag,因此這種封裝方式也稱作二層靈活 QinQ。

例如:當(dāng)同一用戶的不同業(yè)務(wù)使用不同的 VLAN ID 時(shí),可以根據(jù) VLAN ID 區(qū)間進(jìn)行分流。

假設(shè) PC 上網(wǎng)的 VLAN ID 范圍是 101~200;IPTV 的 VLAN ID 范圍是 201~300;大客戶的VLAN ID 范圍是 301~400。

面向用戶的 UPE 收到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)后,根據(jù) VLAN ID 范圍,對(duì) PC上網(wǎng)業(yè)務(wù)封裝上外層 Tag 100,對(duì) IPTV 封裝上外層 Tag 300,對(duì)大客戶封裝上外層 Tag 500。

03 在路由子接口上進(jìn)行 QinQ 封裝

QinQ 封裝一般在交換式接口上進(jìn)行,但有一種特殊情況, QinQ 也可以在路由子接口上進(jìn)行封裝。

當(dāng) MPLS/IP 核心網(wǎng)采用 PWE3/VLL/VPLS 透?jìng)鳂I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí), NPE 上的路由子接口可以根據(jù)用戶 VLAN ID 封裝外層 VLAN ID,通過外層 VLAN ID 接入 VLL/PWE3。

此種方法可以通過一個(gè)子接口來透?jìng)鞫鄠€(gè)標(biāo)識(shí)用戶的 VLAN ID,這種子接口也叫 QinQ Stacking 子接口。

這種封裝方式也是基于流的 QinQ 封裝方式,但 QinQ Stacking 子接口只能和L2VPN(PWE3/VLL/VPLS)業(yè)務(wù)結(jié)合起來才有意義,不支持三層轉(zhuǎn)發(fā)功能。

QinQ/Dot1q 終結(jié)子接口

終結(jié)主要是指設(shè)備對(duì)報(bào)文的單層或者雙層 Tag 進(jìn)行識(shí)別,然后根據(jù)后續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)行為對(duì)單層或者雙層 Tag 進(jìn)行剝離或繼續(xù)傳送。

QinQ 技術(shù)在和 MPLS/IP 核心網(wǎng)連接時(shí),根據(jù)不同的情況,會(huì)用到不同的終結(jié)方法。

終結(jié)一般在路由子接口上執(zhí)行,即:終結(jié)子接口。

如果路由子接口是對(duì)報(bào)文的單層 Tag 終結(jié),那么該子接口稱為 Dot1q 終結(jié)子接口。

如果路由子接口是對(duì)報(bào)文的雙層 Tag 終結(jié),那么該子接口稱為 QinQ 終結(jié)子接口。

QinQ 終結(jié)子接口根據(jù)終結(jié)的用戶 VLAN Tag 的類型,通常分為兩種子接口:

明確的 QinQ 終結(jié)子接口:兩層 VLAN Tag 為固定的值。

模糊的 QinQ 終結(jié)子接口:兩層 VLAN Tag 為范圍值,即:終結(jié)的內(nèi)、外層 Tag 都為范圍值。

QinQ網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

用戶網(wǎng)絡(luò)A和B的私網(wǎng)VLAN分別為VLAN 1~10 和VLAN 1~20。

運(yùn)營商為用戶網(wǎng)絡(luò)A和B分配的公網(wǎng)VLAN分別為VLAN 3 和VLAN 4。

當(dāng)用戶網(wǎng)絡(luò) A 和 B 中帶私網(wǎng) VLAN Tag 的報(bào)文進(jìn)入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)時(shí),報(bào)文外面就會(huì)被分別封裝上 VLAN 3 和 VLAN 4 的公網(wǎng) VLAN Tag。

來自不同用戶網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)被隔離,即使這些用戶網(wǎng)絡(luò)各自的 VLAN 范圍存在重疊,因?yàn)榉峙涞降墓W(wǎng) VLAN 不同,在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生沖突。

當(dāng)報(bào)文穿過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò),到達(dá)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)另一側(cè) PE(Provider Edge,服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)邊緣)設(shè)備后,報(bào)文被剝離公網(wǎng) VLAN Tag,然后再傳送給用戶網(wǎng)絡(luò)的 CE(Customer Edge,用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣)設(shè)備。

QinQ的實(shí)現(xiàn)方式

當(dāng)端口上配置了 QinQ 功能后,不論從該端口收到的報(bào)文是否帶有 VLAN Tag,設(shè)備都會(huì)為該報(bào)文添加本端口缺省 VLAN 的 Tag:

如果收到的是帶有 VLAN Tag 的報(bào)文,該報(bào)文就成為帶兩層 Tag 的報(bào)文;

如果收到的是不帶 VLAN Tag 的報(bào)文,該報(bào)文就成為帶有本端口缺省 VLAN Tag 的報(bào)文。

QinQ 技術(shù)總結(jié)

通過上面的介紹可以看出, QinQ 技術(shù)的發(fā)展過程如下:

QinQ 二層隧道(基于接口的 QinQ)

靈活 QinQ(Selective QinQ/VLAN Stacking)

QinQ 增強(qiáng)

(QinQ Termination&Dot1q Termination&QinQ Stacking),并根據(jù)特定應(yīng)用場(chǎng)景引入動(dòng)態(tài) QinQ。

QinQ 技術(shù)的主要作用為擴(kuò)展 VLAN 數(shù)量及對(duì)用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行分流,外層 Tag 可以代表個(gè)人業(yè)務(wù)的DSLAM+業(yè)務(wù)類型,以及企業(yè)業(yè)務(wù)的不同 VPN Site,或者批發(fā)業(yè)務(wù)的不同 ISP 等。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)規(guī)劃的需要, QinQ 技術(shù)可以部署在不同的網(wǎng)絡(luò)層次,可以是接入層、匯聚層、承載層、核心層。

QinQ 技術(shù)主要與其它技術(shù)相結(jié)合,來幫助運(yùn)營商精細(xì)化管理個(gè)人業(yè)務(wù)、企業(yè)業(yè)務(wù)和批發(fā)業(yè)務(wù)。

個(gè)人業(yè)務(wù)包括:HSI 業(yè)務(wù)、 VOIP/VOD 單播業(yè)務(wù)、 BTV 業(yè)務(wù)等。

企業(yè)業(yè)務(wù)包括:接入公網(wǎng)業(yè)務(wù)、 L3VPN 業(yè)務(wù)、 L2VPN 業(yè)務(wù)。

批發(fā)業(yè)務(wù)包括:基于線路的批發(fā)業(yè)務(wù)等。

審核編輯:湯梓紅

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原文標(biāo)題:交換技術(shù)(7)QinQ

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