QINQ的概念及原理

QinQ是對802.1Q的擴展,其核心思想是將用戶私網VLAN tag封裝到公網VLAN tag上,報文帶着兩層tag穿越服務商的骨幹網絡,從而爲用戶提供一種較爲簡單的二層***隧道。其特點是簡單而易於管理,不需要信令的支持,僅僅通過靜態配置即可實現,特別適用於小型的,以三層交換機爲骨幹的企業網或小規模城域網。

圖1爲基於傳統的802.1Q協議的網絡,假設某用戶的網絡1和網絡2位於兩個不同地點,並分別通過服務提供商的PE1、PE2接入骨幹網,如果用戶需要將網絡1的VLAN200-300和網絡2的VLAN200-300互聯起來,那麼必須將CE1、PE1、P和PE2、CE2的相連端口都配置爲Trunk屬性,並允許通過VLAN200-300,這種配置方法必須使用戶的VLAN在骨幹網絡上可見,不僅耗費服務提供商寶貴的VLAN ID資源(一共只有4094個VLAN ID資源),而且還需要服務提供商管理用戶的VLAN號,用戶沒有自己規劃VLAN的權利。 愛做站,愛織夢

爲了解決上述問題,QinQ協議向用戶提供一個唯一的公網VLAN ID,這個特殊的VLAN ID被稱作Customer-ID,將用戶私網VLAN tag封裝在這個新的Customer-ID中,依靠它在公網中傳播,用戶私網VLAN ID在公網中被屏蔽,從而大大地節省了服務提供商緊缺的VLAN ID資源,如圖2所示。

在QinQ模式下,PE上用於用戶接入的端口被稱作用戶端口。在用戶端口上使能QinQ功能,併爲每個用戶分配一個Customer-ID,此處爲3,不同的PE上應該爲同一網絡用戶分配相同的Customer-ID。當報文從CE1到達PE1時,帶有用戶內部網絡的VLAN tag 200-300,由於使能了QinQ功能,PE上的用戶端口將再次爲報文加上另外一層VLAN tag,其ID就是分配給該用戶的Customer-ID。此後該報文在服務提供商網絡中傳播時僅在VLAN 3中進行且全程帶有兩層VLAN tag(內層爲進入PE1時的tag,外層爲Customer-ID),但用戶網絡的VLAN信息對運營商網絡來說是透明的。當報文到達PE2,從PE2上的客戶端口轉發給CE2之前,外層VLAN tag被剝去,CE2收到的報文內容與CE1發送的報文完全相同。PE1到PE2之間的運營商網絡對於用戶來說,其作用就是提供了一條可靠的二層鏈路。

可見,使用QinQ組建***具有如下特點:

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l 無需信令來維持隧道的建立,通過簡單的靜態配置即可實現,免去了繁雜的配置,維護工作。

l 運營商只需爲每個用戶分配一個Customer-ID,提升了可以同時支持的用戶數目;而用戶也具有選擇和管理VLAN ID資源的最大自由度(從1-4096中任意選擇)。

l 在運營商網絡的內部,P設備無需支持QinQ功能,即傳統的三層交換機完全可以滿足需求,極大地保護了運營商的投資。

l 戶網絡具有較高的獨立性,在服務提供商升級網絡時,用戶網絡不必更改原有的配置。

因此,無論是對於運營商還是用戶來說,採用QinQ方式組建***都是一種低成本,簡便易行,易於管理的理想方式。
QinQ典型組網

下面通過一個典型的組網方案來說明QinQ的應用。

如圖3所示,該網有兩個用戶,用戶1需要將自己在A點的VLAN 1-100和D點的VLAN 1-100連接起來,用戶2需要將自己在B點的VLAN 1-200和C點的VLAN 1-200連接起來,傳統的802.1Q組網是不可能實現這一需求的,因爲兩個用戶所使用的VLAN ID號有衝突,但是利用QinQ卻可輕易地實現這一需求。

在圖3中,中間的網絡爲服務提供商的網絡,它由四臺S3552實現***用戶的接入(網絡中可能還有其它交換機,此處爲簡單起見,略去),相互之間通過環狀千兆鏈路連接實現鏈路備份,使能STP協議。這四臺設備之間通過Trunk端口連接,可透傳任意VLAN報文,爲了達到自動VLAN學習的目的,還可啓動GVRP協議。需要注意的是,所有這些二層協議只能在網絡側的端口使能,而不能在用戶接入端口上使能,避免用戶私有網絡受到服務提供商網絡的干擾。

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