EPONVLANQinQ培训.ppt

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1、主要内容主要内容nIEEE802.1Q简介nQinQ基本原理nQinQ基本配置nQinQ故障定位IEEE802.1Q以太网帧结构以太网帧结构前导字段（7字节）帧起始定界符目的MAC地址源MAC地址类型类型/长度长度数据校验7个10101010 10101011 6字节 6字节 2字节46-1500字节 4字节帧有效部分帧有效部分EtherTypen802.1Q 协议规定了一段新的以太网帧字段，与标准的以太网帧头相比，VLAN 报文格式在源地址后增加了一个4 字节的802.1Q 标签。nTPID 是IEEE 定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q 标签的报文802.1Q标签头DASATPI

2、D0 x8100TCI2bytesDATAFCSPriority3 bitsCFI1 bitVLAN ID12 bitsnTag Protocol Identifier （TPID）802.1Q 标签帧标识，值为0 x8100。nVLAN Identified（VLAN ID）：12 位指明VLAN 的ID,范围14094。nCanonical Format Indicator（CFI）：这一位主要用于总线型的以太网与FDDI、令牌环网交换数据时的帧格式。nPriority：这3 位指明帧的优先级。一共有8 种优先级，主要用于当交换机阻塞时，优先发送优先级高的数据包。几个基本概念几个基本概念P

3、VID:PVID:（Port Vlan IDPort Vlan ID）又称端口默认）又称端口默认VLAN IDVLAN ID（default Vlan ID)default Vlan ID)。在基于端口划分的。在基于端口划分的VLAN 中，中，每一个端口都会有一个每一个端口都会有一个PVIDPVID。作用：因为端口可以属于多个作用：因为端口可以属于多个VLANVLAN，当一个，当一个untaggeduntagged包进入交换机端口时，交换根据包进入交换机端口时，交换根据PVIDPVID插入标签并且根插入标签并且根据据PVIDPVID学习、交换转发学习、交换转发vlan5vlan7vlan9un

4、taggedpvid10 taggednVLAN帧格式：在802.1Q vlan环境下，帧可以分为tagged pkt，untagged pkt和priority-tagged pkt 三种。三种。ntagged pkt根据报文所带有的标签根据报文所带有的标签vlan id学习、转发。学习、转发。Untagged pkt,priority-tagged pkt进入交换机端口后根据进入交换机端口后根据PVID学习、转发。学习、转发。 taggeduntagged Priority-tagged pri untaggedn端口的VLAN属性。端口在相应的VLAN内可以是tagged的，也可以是un

5、tagged的。n端口是否tagged只和报文出方向有关，如果端口是tagged的，报文带有标签从端口送出，否则剥离标签从端口送出。而端口PVID在报文入方向启作用。Vid taggeduntaggedVid taggedPVID untagged报文吗剥离标签吗剥离标签吗ut_bitmap (0=tagged 1=untagged)port_bitmap (0=Non-member 1=Member)stg-Vlan table (0-4095)Vlan default (per port)11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0Vlan idn对于入端口来说，收到的对于入端口来说

6、，收到的untaggeduntagged报文（无报文（无802.1Q 标签）会被自动加入标签）会被自动加入PVID 标签，表示标签，表示该报文是属于该报文是属于PVID 所指定的所指定的VLAN；收到的；收到的taggedtagged报文报文( (802.1Q 标签标签) )则根据报文中的标则根据报文中的标签判断该报文所属的签判断该报文所属的VLAN。然后，交换机或。然后，交换机或路由器根据路由器根据VLAN ID 和其它必要信息进行转和其它必要信息进行转发或路由。发或路由。n如果出端口为如果出端口为untag 端口端口, ,则去掉标签还原成普则去掉标签还原成普通的无标签报文发送；如果出端口为

7、通的无标签报文发送；如果出端口为taggedtagged端端口，原样将带有标签的报文发出。口，原样将带有标签的报文发出。VLAN端口模式端口模式nAccess 模式的端口只能属于一个模式的端口只能属于一个VLAN，VLAN内所有端口都是内所有端口都是untagged的。的。nTrunk 模式的端口可以属于多个模式的端口可以属于多个VLAN，并，并且以且以tagged的方式属于其它的方式属于其它VLAN，可以接，可以接收和发送多个收和发送多个VLAN报文，一般作为交换报文，一般作为交换机之间连接的端口。机之间连接的端口。 nHybrid 模式的端口可以属于多个模式的端口可以属于多个VLAN，可以

8、是可以是untagged的也可以是的也可以是tagged。VLAN二层转发二层转发n交换机通过硬件芯片进行数据线速转发交换机通过硬件芯片进行数据线速转发交换。交换。n交换机转发交换基于交换机转发交换基于MACMAC地址地址+VID+VID学习。学习。将将MACMAC地址学习到端口。地址学习到端口。n交换机在交换机在L2 tableL2 table中查找数据帧中的目中查找数据帧中的目的的MACMAC地址，如果找到，就将该数据帧发地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向送到相应的端口，如果找不到，就向VLANVLAN内所有的端口发送。如果交换机收内所有的端口发送。如果交换机收

9、到的报文中源到的报文中源MACMAC地址和目的地址和目的MACMAC地址所地址所在的端口相同，则丢弃该报文。在的端口相同，则丢弃该报文。 Vlan 10A AB BIP 100.1.1.10IP 100.1.1.11p5p7A发送Arp request 请求B的MAC（广播）B Arp reply 回复自己的MAC（单播）mac-A vlan10 P5100.1.1.10 mac-Amac-B vlan10 P7100.1.1.11 mac-BArp Arp L2mac-B mac-A .VLAN QinQnQinQ又称VLAN堆叠,通过在原有802.1Q tag标签的之外再增加一个VLAN

10、标签，通常称为Service Provider VLAN(SVLAN)这一层标签可以将内层VLAN标签（也称为Customer VLAN，CVLAN）屏蔽起来，经过服务商的网络透明传输，到达边缘交换机时再去除外层的VLAN标签，这是构成L2VPN（二层虚拟专用网）的主要方式之一。PEPEVlan1-100Vlan1-100 (vlan1-100)S SP PV VL LA AN N (vlan1-100) (vlan1-100)S SP PV VL LA AN NS SP PV VL LA AN NCustomer ACustomer BEPON VLAN QinQ用户需求用户需求 主要参考了

11、济宁、随州、泉州等EPON开局，以及H公司S8500有关灵活QinQ功能的介绍。ZXIAP综合接入软件平台VLAN灵活QinQ的用户需求如下。灵活QinQ的应用场景一般出现在EPON开局，在二层业务交换的情况下，使用EPON下接DSLAM等设备，要求EPON局端设备实现部分城域网汇聚交换机的功能，根据不同的业务数据流，打上不同的外层TAG，实现业务分流。具体在EPON等局端接入设备中，参考了H公司的设备功能，灵活QinQ功能实际是基于数据流的QinQ功能，包括：1.根据用户CVLAN范围，打上不同的外层SVLAN，或透传VLAN；2.根据用户以太网协议类型，如PPPOE/IPOE/ARP，打上

12、不同的外层SVLAN； 上述考虑的前提是用户cvlan在进入接入设备之前已经规划并设定，暂不考虑cvlan未设定情况。基本实现原理基本实现原理 理想情况是在线卡上完成svlan的添加或者直接透传，主控交换芯片仅需要根据外层svlan或者vlan转发。但对目前EPON C200/C220设备，受限于EPON芯片，线卡不支持灵活设定svlan（只能简单的对一个onu设定同一个svlan，而不能根据cvlan范围设定，更关键的是不能根据配置透传vlan，这直接导致下行透传vlan的洪泛问题）。目前正在设计开发新的EPON线卡，来支持在线卡上完成svlan的添加或者直接透传。在新的EPON线卡没有出来

13、之前，只能利用主控板交换芯片的CAM功能。首先在线卡上用户上来的报文前加一层insvlan（tls vlan）。上行方向时，主控板将线卡设定的insvlan转换为上联交换机所需要outsvlan。CAM的规则是根据insvlan+cvlan范围段（掩码实现）转换为新的outsvlan+cvlan（cvlan不变），对于没有配置规则的cvlan（即透传vlan），则直接去掉线卡设定的insvlan，实现业务vlan的透传，同时自动学习透传cvlan的mac地址（目的是防治下行数据包洪泛）。下行方向时，对交换机送下来的双tag报文直接去掉外层outsvlan（利用交换网芯片功能，出口untag），

14、对透传的vlan业务（此时是单tag），根据上行已经自动学习过该透传vlan的mac，所有不需要在线卡内洪泛。上行业务图上行业务图上行业务处理流程上行业务处理流程nPON OLT线卡对所有来自同一个ONU的上行流量打上同一个insvlan（不同ONU，insvlan不同），由用户在用户侧端口配置；n在内联口上创建outsvlan映射表项，根据outsvan映射表项查找，动作为修改insvlan为要求的上行outsvlan。这里需要注意的是上联端口必须加入insvlan中，因为上行的流量是以在insvlan洪泛的形式送到上联端口的，然后匹配对应的规则进行insvlan-outsvlan的转换。n

15、对于不匹配表项，根据insvlan进行转发时由于上联口以untag形式加入insvlan中，去掉insvlan.，即透传报文。n关键点存在mac地址学习，否则透传vlan业务存在洪泛问题，下行洪泛问题一节重点说明。下行业务图下行业务图 下行业务处理流程下行业务处理流程 n对于单tag流量（透传vlan），需要将上联端口以及PON线卡的内联端口以tag方式加入透传vlan，这部分流量在对对应的VLAN内进行洪泛（增加mac地址学习后可以避免）。n对于双tag流量（svlan转换），需要将上联端口以tag方式加入转换后的outsvlan中，PON线卡的内联端口以untag形式加入outsvlan中

16、，双tag流量转发到线卡内联口后，去掉外层tag标识，以单tag形式送到线卡。nPON线卡和ONU收到流量后根据MAC地址进行转发，如果有可能应该对未知单播包进行洪泛。 下行洪泛问题下行洪泛问题 epon olt线卡不能区分透传、非透传的vlan，都统一增加一个insvlan上来（如果能改进成透传vlan不打上这个insvlan，则透传vlan下行的广播洪泛问题彻底解决)。交换芯片不支持外层增加一个svlan，只支持svlan修改，或者去掉，而且交换芯片在学习新mac地址时，只能携带一个vlan和mac，透传vlan（即内层cvlan）的mac在上行时根本无法正常学习到，所以会产生洪泛问题。 下行洪泛问题解决方案下行洪泛问题解决方案 n打开内联口的软件学习mac功能，如果发现是新地址，将这个数据包整个送到MAC地址学习控制模块，分析数据包的内层cvlan。n对于svlan交换的用户，将insvlan+用户mac以及对应的svlan+用户mac写入硬件，同时通知MAC地址管理模块。n对于透传的用户，insvlan+用户mac以及对应的内层cvlan+用户mac写入硬件，同时通知MAC地址管理模块。n对这些地址老化问题，考虑直接利用硬件老化通知消息，直接删除另外一个自动学习到的mac地址。Questions？27 结束语结束语