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04-二层技术-以太网交换配置指导

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09-QinQ配置

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09-QinQ配置


1 QinQ

说明

·     QinQ功能与VLAN终结功能互斥,不能同时启用,有关VLAN终结的相关配置,请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“VLAN终结”。

·     本文中的“业务处理板”指的是单板丝印为“CR-SPE-3020-E-I”的单板,“普通型接口板”指的是单板丝印为“CR-SPC-XP8LEF-I/CR-SPC-XP4LEF-I/CR-SPC-GP48LEF/CR-SPC-GT48LEF”的单板,“增强型接口板”指的是单板丝印为“CR-SPC-PUP4L-E-I/CR-SPC-XP4L-E-I”的单板。

 

1.1  QinQ简介

QinQ是802.1Q in 802.1Q的简称,它是基于IEEE 802.1Q技术的一种二层隧道协议,通过将用户的私网报文封装上外层VLAN Tag,使其携带两层VLAN Tag穿越运营商的骨干网络(又称公网),从而为用户提供了一种比较简单的二层VPN隧道技术,也使运营商能够利用一个VLAN为包含多个VLAN的用户网络提供服务成为了可能。

1.1.1  QinQ的产生背景和优点

IEEE 802.1Q定义的VLAN ID域只有12个比特,最多可以表示4094个VLAN。但在实际应用中,尤其是在城域网中,需要大量的VLAN来隔离用户,4094个VLAN远远不能满足需求。

QinQ使整个网络最多可提供4094×4094个VLAN,从而满足了城域网对VLAN数量的需求。它具备以下优点:

·     缓解公网VLAN ID资源日益紧缺的问题。

·     用户可以规划自己的私网VLAN ID,不会导致与公网VLAN ID冲突。

·     为小型城域网和企业网提供了一种简单、灵活的二层VPN解决方案。

·     当运营商升级网络时,用户网络不必更改原有配置,使用户网络具有了较强的独立性。

1.1.2  QinQ的实现原理

在公网的传输过程中,设备只根据外层VLAN Tag转发报文,并将报文的源MAC地址表项学习到外层VLAN Tag所在VLAN的MAC地址表中,而用户的私网VLAN Tag将被当作报文的数据部分进行传输。

图1-1 QinQ典型应用组网图

 

图1-1所示,用户网络A和B的私网VLAN分别为VLAN 1~10和VLAN 1~20。运营商为用户网络A和B分配的公网VLAN分别为VLAN 3和VLAN 4。当用户网络A和B中带VLAN Tag的报文进入运营商网络时,报文外面就会被分别封装上VLAN 3和VLAN 4的VLAN Tag。这样,来自不同用户网络的报文在运营商网络中传输时被完全分开,即使这些用户网络各自的VLAN范围存在重叠,在运营商网络中传输时也不会产生冲突。当报文穿过运营商网络,到达运营商网络另一侧PE设备后,报文会被剥离运营商网络为其添加的公网VLAN Tag,然后再传送给用户网络的CE设备。

1.1.3  QinQ的报文结构

图1-2所示,QinQ报文在运营商网络中传输时带有双层VLAN Tag:

·     内层VLAN Tag:为用户的私网VLAN Tag,对应图中的Customer VLAN Tag;。依靠该Tag在私网中传送QinQ报文。

·     外层VLAN Tag:为运营商分配给用户的公网VLAN Tag,对应图中的Service VLAN Tag。依靠该Tag在公网中传送QinQ报文,内层VLAN Tag在公网中被屏蔽。

图1-2 QinQ的报文结构

 

说明

接口的MTU(Maximum Transmission Unit,最大传输单元)值默认为1500字节。由于为报文加上外层VLAN Tag后,报文长度将增加4个字节,因此建议用户适当增加运营商网络中各接口的MTU值(至少为1504字节)。有关接口MTU值的相关配置,请参见“接口管理配置指导”中的“以太网接口”。

 

1.1.4  QinQ的实现方式

目前,设备仅支持基本QinQ。

基本QinQ是基于端口方式实现的。当端口上配置了基本QinQ功能后,不论从该端口收到报文是否带有VLAN Tag,设备都会为该报文打上本端口缺省VLAN的Tag:

·     如果收到的是带有VLAN Tag的报文,该报文就成为带双Tag的报文;

·     如果收到的是不带VLAN Tag的报文,该报文就成为带有本端口缺省VLAN Tag的报文。

1.1.5  VLAN Tag的TPID值可调功能

图1-3所示,是IEEE802.1Q协议定义的以太网帧的VLAN Tag结构,TPID(Tag Protocol Identifier,标签协议标识符)就是VLAN Tag中的一个字段,用于表示VLAN Tag的协议类型,其缺省取值为0x8100。

图1-3 以太网帧的VLAN Tag结构

 

设备可以根据TPID值来识别报文中是否携带对应的VLAN Tag:当端口收到报文时,根据配置的TPID值与报文中相应的字段进行比较,如果二者一致,则表示报文中携带相应的VLAN Tag。例如,配置运营商VLAN Tag中携带的TPID值为0x9100,而报文中实际携带的TPID值为0x9200,此时,设备就会认为报文中未携带运营商VLAN Tag。

另外,不同厂商的设备可能将QinQ报文外层VLAN Tag的TPID字段设为不同的值。为了与这些第三方厂商的设备兼容,用户可以自行配置该TPID的值,使得发送到公网中的QinQ报文携带的TPID值与第三方厂商相同,就可以实现与第三方厂商设备的互通。

由于TPID字段在以太网报文中所处位置与不带VLAN Tag的报文中协议类型字段所处位置相同,为避免网络中报文转发和接收造成混乱,不允许用户将TPID值配置为表1-1中列举的常用协议类型值。

表1-1 常用协议类型值

协议类型

协议类型值

ARP

0x0806

PUP

0x0200

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

设备保留

0xFFFD/0xFFFE/0xFFFF

 

1.1.6  协议规范

与QinQ相关的协议规范有:

IEEE 802.1Q:IEEE standard for local and metropolitan area networks: Virtual Bridged Local Area Networks

1.2  QinQ配置任务简介

表1-2 QinQ配置任务简介

配置任务

说明

详细配置

配置基本QinQ功能

必选

1.3 

配置VLAN TagTPID

可选

1.4 

 

说明

·     QinQ功能只需在运营商网络进行配置,用户网络不需进行配置。

·     所有的QinQ相关配置都不能在镜像反射端口上进行配置。有关镜像反射端口的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“端口镜像”。

 

1.3  配置基本QinQ功能

表1-3 配置基本QinQ功能

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入接口视图或端口组视图

进入二层以太网接口或二层聚合接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

使能端口的基本QinQ功能

qinq enable

必选

缺省情况下,端口的基本QinQ功能处于关闭状态

 

说明

基本QinQ功能应在运营商网络中与用户网络相连的设备上进行配置,并且应配置在连接用户网络侧的端口上。

 

1.4  配置VLAN TagTPID

表1-4 配置VLAN Tag的TPID值

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入接口视图或端口组视图

进入二层以太网接口或二层聚合接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一

进入端口组视图

port-group manual port-group-name

配置外层VLAN Tag 的 TPID值

qinq ethernet-type hex-value

可选

缺省情况下,外层VLAN Tag 的 TPID值为0x8100

 

说明

当TPID配置成非缺省值后,若要再次配置成其它值时,对于业务处理板和增强型接口板,必须先还原成缺省值(0x8100),对于普通型接口板则无需还原成缺省值。

 

1.5  基本QinQ典型配置举例

1. 组网需求

·     公司A的两个分支机构Site 1和Site 2通过运营商网络进行通信,该公司各业务使用的VLAN为VLAN 10~70;公司B的两个分支机构Site 3和Site 4也通过运营商网络进行通信,该公司各业务使用的VLAN为VLAN 30~90。

·     PE 1和PE 2为运营商网络的边缘设备,且二者通过TPID值为0x8200的第三方厂商设备进行连接。

·     通过配置,利用运营商提供的VLAN 100使公司A的两个分支机构之间实现互通,利用运营商提供的VLAN 200使公司B的两个分支机构之间实现互通。

2. 组网图

图1-4 基本QinQ配置组网图

 

3. 配置步骤

说明

用户必须通过配置保证运营商网络中的设备之间允许QinQ报文通过。

 

(1)     配置PE 1

·     配置端口GigabitEthernet3/1/1

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 100的报文通过。

<PE1> system-view

[PE1] interface GigabitEthernet 3/1/1

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] port link-mode bridge

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] port link-type trunk

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] port trunk permit vlan 100

# 配置端口的缺省VLANVLAN 100

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] port trunk pvid vlan 100

# 使能端口的基本QinQ功能。

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] qinq enable

[PE1-GigabitEthernet3/1/1] quit

·     配置端口GigabitEthernet3/1/2

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 100和VLAN 200的报文通过。

[PE1] interface GigabitEthernet 3/1/2

[PE1-GigabitEthernet3/1/2] port link-mode bridge

[PE1-GigabitEthernet3/1/2] port link-type trunk

[PE1-GigabitEthernet3/1/2] port trunk permit vlan 100 200

# 配置端口添加的外层VLAN Tag的TPID值为0x8200。

[PE1-GigabitEthernet3/1/2] qinq ethernet-type 8200

[PE1-GigabitEthernet3/1/2] quit

·     配置端口GigabitEthernet3/1/3

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 200的报文通过。

[PE1] interface GigabitEthernet 3/1/3

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] port link-mode bridge

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] port link-type trunk

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] port trunk permit vlan 200

# 配置端口的缺省VLANVLAN 200

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] port trunk pvid vlan 200

# 使能端口的基本QinQ功能。

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] qinq enable

[PE1-GigabitEthernet3/1/3] quit

(2)     配置PE 2

·     配置端口GigabitEthernet3/1/1

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 200的报文通过。

<PE2> system-view

[PE2] interface GigabitEthernet 3/1/1

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] port link-mode bridge

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] port link-type trunk

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] port trunk permit vlan 200

# 配置端口的缺省VLAN为VLAN 200。

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] port trunk pvid vlan 200

# 使能端口的基本QinQ功能。

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] qinq enable

[PE2-GigabitEthernet3/1/1] quit

·     配置端口GigabitEthernet3/1/2

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 100和VLAN 200的报文通过。

[PE2] interface GigabitEthernet 3/1/2

[PE2-GigabitEthernet3/1/2] port link-mode bridge

[PE2-GigabitEthernet3/1/2] port link-type trunk

[PE2-GigabitEthernet3/1/2] port trunk permit vlan 100 200

# 配置端口添加的外层VLAN Tag的TPID值为0x8200。

[PE2-GigabitEthernet3/1/2] qinq ethernet-type 8200

[PE2-GigabitEthernet3/1/2] quit

·     配置端口GigabitEthernet3/1/3

# 配置端口为Trunk端口,且允许VLAN 100的报文通过。

[PE2] interface GigabitEthernet 3/1/3

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] port link-mode bridge

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] port link-type trunk

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] port trunk permit vlan 100

# 配置端口的缺省VLANVLAN 100

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] port trunk pvid vlan 100

# 使能端口的基本QinQ功能。

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] qinq enable

[PE2-GigabitEthernet3/1/3] quit

(3)     配置第三方厂商设备

对于PE 1与PE 2之间的第三方厂商设备,其关键配置如下:在连通PE 1与PE 2的端口上,都允许VLAN 100和VLAN 200的报文携带VLAN Tag通过。

 

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