MSTP设备以太业务技术白皮书 V4.0(4)

2019-04-22 19:43

MSTP设备以太业务技术白皮书V4.0

802.1Q标签。 4个字节的802.1Q标签中,包含了2个字节的标签协议标识(TPID--Tag Protocol Identifier,它的值是0x8100),和两个字节的标签控制信息(TCI--Tag Control Information),TPID是IEEE定义的新的类型,表明这是一个加了802.1Q标签的报文。

图7 带有802.1Q标签的以太网帧

下图显示了802.1Q标签头的详细内容, 该标签头中的信息解释如下:

?

VLAN Identified( VLAN ID ): 这是一个12位的域,指明VLAN的ID,一共4096

个,每个支持802.1Q协议的主机发送出来的数据包都会包含这个域,以指明自己所属的VLAN。

?

Priority: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。

图8 802.1Q标签头

新型以太网单板支持VLAN技术,根据端口接入业务不同,可将端口VLAN属性划分为三类,又称端口Tag属性:Tag aware, Access和 Hybrid,其对业务处理方式见下表: TAG属性 Access 使用场景 该端口接入业务报文不带VLAN,要求传送网络添加VLAN 接收报文 1、收到一个报文 2、判断是否有VLAN信息:如果没有则转到第3步,否则转到第4步 3、打上端口的PVID,并进行交换转发 4、直接丢弃(缺省) 发送报文 1、将报文的VLAN信息剥离,直接发送出去 16

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Tag aware 该端口接入业务报文带VLAN标签,要求传送网络基于该VLAN标签做转发 1、收到一个报文 2、判断是否有VLAN信息:如果没有则转到第3步,否则转到第4步 3、直接丢弃(缺省) 4、判断该ETH端口是否允许该VLAN的数据进入:如果可以则转发,否则丢弃 直接发送 Hybrid 该端口接入业务报文可能有VLAN也可能不带VLAN,要求传送网络对没有VLAN的报文添加VLAN 1、收到一个报文 2、判断是否有VLAN信息:如果没有则转到第3步,否则转到第4步 3、打上端口的PVID,并进行交换转发 4、判断该hybrid端口是否允许该VLAN的数据进入:如果可以则转发,否则丢弃 如果报文VLAN ID与端口PVID相同,剥离VLAN ID,否则直接透传 表3 不同TAG属性下业务报文的处理

新型以太网单板同时支持VLAN翻译功能(Vlan Translation),提供对两个不同的网络的不同VLAN的连接。如下图所示, 某用户两地分部使用的VLAN ID分别为100和200,用户希望对以上两个网络进行互通,则要求中间传送网络支持VLAN翻译功能。对于需要进行VLAN翻译的业务,一般使用在EPL/EVPL的专线业务中,对于EPLAN/EVPLAN的业务,为了明确唯一的VLAN域,一般不使用VLAN翻译的功能。

图9 VLAN翻译的应用

3.2.3 QinQ技术

VLAN是随着以太网交换技术发展起来的一种局域网技术,当以太网由局域向城域和广域扩展的时候,VLAN作为一种局域网技术,其限制就暴露出来了,VLAN ID只有12位,也就是最多只能支持4096,去掉0和4095不使用外,它只能支持4094

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个VLAN,对于局域网是足够了,对于城域网是完全不够的。

为了解决VLAN不足的问题,出现VLAN嵌套技术(Stackable vlan),对进入网络以太网数据报文进行重新添加VLAN标签,而不管报文中原来是否带有VLAN标签,通过这个添加的VLAN标签起到用户隔离的作用。Stackable vlan技术实现了用户VLAN的扩展和隔离,突破了VLAN数目的限制,使得用户数据更安全可靠。

QinQ技术是Stackable VLAN嵌套技术的另外一个常用名称,QinQ技术同时有很多不同的称呼,如802.1Q in 802.1Q 、Tag in Tag、StackVLAN、VLAN VPN、SVLAN等。在标准IEEE 802.1ad Provider Bridge Network提供者网桥网络中描述了QinQ的实现。下图显示了QinQ报文格式。

图10 封装了外层VLAN Tag的报文

QinQ协议是一种简单而易于管理的协议,它不需要信令的支持,仅仅通过静态配置即可实现。因为不需要信令的支持,基本不存在互通的问题,华为和大多数厂家的设备在QinQ模式下面,ETYPE位置仍然采用传统VLAN的0x8100来标识, 但少数厂家采用其他的值如0x88a8等来标识,这种情况下,华为提供了灵活配置的方式来适配,确保和所有厂家的QinQ都能互通。

QinQ技术可以灵活的应用于专线和二层业务应用中,下图显示了一个在专线传送中通过QinQ技术实现VLAN扩展的一个实例。

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图11 QinQ技术应用实例

3.2.4 MPLS技术

多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是,它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS 独立于第二和第三层协议,诸如ATM和IP。它提供了一种方式,将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签,用于不同的包转发和包交换技术。

在 MPLS 中,数据传输发生在标签交换路径(LSP)上,LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。

MPLS 标签结构:

20 Label

23 Exp

?

24 S

32 bit TTL

Label―Label值传送标签实际值。当接收到一个标签数据包时,可以查出栈顶部的标签值,并且系统知道:A、数据包将被转发的下一跳;B、在转发之前标签栈上可能执行的操作,如返回到标签进栈顶入口同时将一个标签压出栈;或返回到标签进栈顶入口然后将一个或多个标签推进栈。

? Exp―Experimental, 协议中没有明确,通常用作业务优先级CoS(Class of Service)。

? ?

S―栈底。标签栈中最后进入的标签位置,该值为0,提供所有其它标签入栈。 TTL―生存期字段(Time to Live),用来限制转发的跳数。

在MSPT新型以太网设备上,通过引入MPLS标签技术,建立起端到端的标签交换通道,也就是实现了通过私有的隧道技术在公共数据网络上仿真出点到点的业务专线连接,从而实现了VPN网络。

其中标签的作用有两个:(1)在多个VB的业务映射进同一VCTrunk时,区分不同用户的业务流;(2)在同一个VB相同vlan的业务映射进同一VCTrunk时区分不同的业务流。

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图12 MPLS标签的应用

上图中,两个站点间的VCTRUNK通道构成一个LSP,通过对不同Port数据封装上相应的标签(Tunnel+VC),达到数据共享带宽,并且相互隔离。 3.3 业务转发 3.3.1 点到点纯透传

图13 以太网私有专线业务应用图

如上图所示:A公司在两地之间有分公司,分别接入到站点1、2,站点1、2之间通过一条VCTrunk相连。B公司在两地之间有分公司,分别接入到站点1、3,站

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