城域網(wǎng)中Vlan Stacking組網(wǎng)及典型應(yīng)用

李曉明 解社鋒

(中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司邯鄲市分公司，河北 邯鄲 056002)

一、概述

VLAN Stacking又稱“靈活QinQ”是一種可以針對用戶不同vlan封裝外層vlan標(biāo)簽的二層新技術(shù)。VLAN Stacking(靈活QinQ)可以根據(jù)用戶報文的Tag或其他特征(IP/MAC等)，給用戶報文打上相應(yīng)的外層Tag，以達到區(qū)分不同用戶的目的。

二、應(yīng)用場景分析

傳統(tǒng)QinQ業(yè)務(wù)簡單的說就是在原有的802.1Q的報文基礎(chǔ)上，再增加一層802.1Q標(biāo)簽頭，從而實現(xiàn)私網(wǎng)VLAN透傳公網(wǎng)達到二層VPN的應(yīng)用效果。另一方面它還具有不同私網(wǎng)用戶之間相同VLAN不透傳，與公網(wǎng)有效分離，最大限度節(jié)省VLAN等特點，VLAN Stacking具有QinQ這些優(yōu)點外更克服了傳統(tǒng)QinQ無選擇(這里指傳統(tǒng)QinQ不會理會報文屬于哪個vlan，對所有進入QinQ的端口的帶vlan tag標(biāo)記的報文統(tǒng)一加上第二層tag標(biāo)簽)封裝外層標(biāo)簽的缺點。

在運營商的某些應(yīng)用場合，如圖1所示。上網(wǎng)用戶、IPTV用戶和大客戶都是園區(qū)的寬帶接入對象，他們分別接入不同范圍的用戶VLAN來加與區(qū)分:普通上網(wǎng)用戶VLAN101-200;IPTV用戶201-300;大客戶VLAN301-400。為了使上層設(shè)備節(jié)省使用VLAN數(shù)目并對不同業(yè)務(wù)加以區(qū)別，我們需要在Switch 1上的A處開啟某種配置，達到如下效果:

√給內(nèi)層VLANID為101～200的報文封裝外層VLANID 1001;

√給內(nèi)層VLANID為201～300的報文封裝外層VLANID 1002;

√給內(nèi)層VLANID為301～400的報文封裝外層VLANID 1003;

這樣根據(jù)不同的外層VLANID將業(yè)務(wù)送至不同的上層設(shè)備(如BAS，IPTV SERVER)。

在沒有VLAN Stackong功能的支持下如果需要實現(xiàn)上述需求，Switch 1的A處端口不能根據(jù)用戶VLANID分配外層VLANID。所以我們最先想到的是在A和B之間使用3個端口、連接3對光纖，如圖2所示。

但是由于A和B之間光纖的成本很高，(從用戶小區(qū)到電信機房光纖資源匱乏，租用或重新建設(shè)需要大量資金)，用戶希望使用一根光纖就能到達效果。

于是我們又想到在A與B之間增加一臺新的交換機，這臺交換機通過trunk與園區(qū)小交換機相連，然后分出三個端口與Switch 1相連，如圖3所示。

這種方式雖然能夠節(jié)約光纖成本，但是由于又增加了一臺交換機，在網(wǎng)絡(luò)維護上可能就新增加了一個故障點。另外由于需要三個端口來進行接入且需新購買交換機，網(wǎng)絡(luò)的運營成本也會居高不下。因此需要一種新特性能夠滿足在接入點根據(jù)不同的內(nèi)層VLAN封裝不同的外層VLAN，Vlan Stacking(靈活QinQ)滿足了這個需求，如圖4所示。

三、VLAN Stacking的典型應(yīng)用:

下面介紹兩種典型應(yīng)用:

1.典型組網(wǎng)(一)

圖5是目前常見的VLAN stacking組網(wǎng)圖，其中電信寬帶用戶群一種是通過園區(qū)接入交換機接入的用戶，另外一種就是大家比較熟悉的通過DSLAM接入的ADSL用戶。

下面就來簡單介紹一下這種組網(wǎng)的特點:

(1)園區(qū)接入的用戶VLAN101-200是屬于普通用戶接入，Switch 1給它分配使用的公網(wǎng)VLAN是1001。VLAN201-300的用戶為園區(qū)接入的VIP用戶，Switch 1給它分配的公網(wǎng)VLAN是1002。

(2)DSLAM接入的ADSL用戶他們也是VLAN 101-300，他們通過PPPOE撥號獲取IP從而訪問internet。Switch 1給它分配的公網(wǎng)VLAN是1003。

(3)Vlan 301是專門用于組播的VLAN，不管DSLAM還是園區(qū)接入交換機還是DSLAM的IPTV用戶都是通過VLAN 301來收看組播節(jié)目的。IPTV客戶端首先在DHCP服務(wù)器上獲取到IP，然后通過在Switch 1上進行IGMP組加入來收看組播節(jié)目。

(4)對于上網(wǎng)用戶來說，Switch 1只是將在上網(wǎng)用戶的報文上又增加了一層公網(wǎng)的tag而送交BASE處理，用戶在BASE上實現(xiàn)認證鑒權(quán)和二層的終結(jié)。

這里我們提供針對普通用戶/VIP用戶/ADSL用戶的在Switch 1上的配置作為參考:

Switch 1選擇目前支持VLAN stacking功能的CX300A運營級交換產(chǎn)品(關(guān)于產(chǎn)品特性介紹請查閱相關(guān)資料)。

配置步驟:

1)創(chuàng)建VLAN:

#在CX-Switch 1上創(chuàng)建VLAN10001 VLAN1002 VLAN1003。

［CX-Switch 1］vlan batch 1001 1002 1003

2)在端口上配置VLAN Stacking Push:

#在CX-Switch 1的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-Switch 1］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking vlan 101 to 200 push vlan 1001 inbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port trunk allow-pass vlan 1001

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking vlan 201 to 300 push vlan 1002 inbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port trunk allow-pass vlan 1002

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］quit

#在CX-Switch 1的端口GE3/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-Switch 1］interface GigabitEthernet 3/0/1

［CX-Switch 1-GigabitEthernet3/0/1］port vlan-stacking vlan 101 to 300 push vlan 1003 inbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet3/0/1］port trunk allow-pass vlan 1003

［CX-Switch 1-GigabitEthernet3/0/1］quit

在端口上配置VLAN Stacking Pop:

#在CX-Switch 1的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-Switch 1］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking pop vlan 1001 outbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking pop vlan 1002 outbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet2/0/1］quit

#在CX-Switch 1的端口GE3/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-Switch 1］interface GigabitEthernet 3/0/1

［CX-Switch 1-GigabitEthernet3/0/1］port vlan-stacking pop vlan 1003 outbound

［CX-Switch 1-GigabitEthernet3/0/1］quit

#在CX-Switch 1上配置端口GE4/0/1加入VLAN1001 VLAN1002 VLAN1003。

［CX-Switch 1］interface GigabitEthernet 4/0/1

［CX-Switch 1-GigabitEthernet4/0/1］port trunk allow-pass vlan 1001 1002 1003

［CX-Switch 1-GigabitEthernet4/0/1］quit

驗證配置結(jié)果:

普通用戶/VIP用戶/ADSL用戶可以正常訪問Internet網(wǎng)絡(luò)，用戶帶私網(wǎng)vlan tag的報文上送到switch 1后被打上公網(wǎng)vlan tag，Bas設(shè)備接收到的二層報文帶是帶vlan tag 1001/1002/1003的報文。

2.典型組網(wǎng)(二)

在圖6所示的網(wǎng)絡(luò)中，有兩個大企業(yè)，企業(yè)1有兩個辦公地，企業(yè)2有三個辦公地，這兩個企業(yè)的各辦公地的企業(yè)網(wǎng)都分別和運營商網(wǎng)絡(luò)中的CX交換機SWITCH-G或CX-Switch 1相連。企業(yè)1的網(wǎng)絡(luò)中使用VLAN2～VLAN1500，企業(yè)2的網(wǎng)絡(luò)中使用VLAN500～VLAN4094。要求通過運營商的網(wǎng)絡(luò)兩個企業(yè)內(nèi)部各辦公地之間可以互相通信，但兩個企業(yè)之間互相隔離。

采用如下的思路配置VLAN Stacking:

在CX-F上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20，在CX-G上創(chuàng)建VLAN20;

在CX-F的端口GE2/0/1、GE3/0/1和CX-G的端口GE1/0/1、GE2/0/1上配置VLAN Stacking Push;

在CX-F的端口GE2/0/1、GE3/0/1和CX-G的端口GE1/0/1、GE2/0/1上配置VLAN Stacking Pop;

配置CX-F的端口GE4/0/1和CX-G的端口GE3/0/1加入VLAN20。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:

為完成此配置例，需準(zhǔn)備如下的數(shù)據(jù):

在運營商網(wǎng)絡(luò)中企業(yè)1被劃分在VLAN10中;

在運營商網(wǎng)絡(luò)中企業(yè)2被劃分在VLAN20中。

配置步驟:

創(chuàng)建VLAN:

#在CX-F上創(chuàng)建VLAN10和VLAN20。

［CX-F］vlan batch 10 20

#在CX-G上創(chuàng)建VLAN20。

［CX-G］vlan 20

在端口上配置VLAN Stacking Push:

#在CX-F的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-F］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking vlan 2 to 500 push vlan 10 inbound

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port trunk allow-pass vlan 10

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking vlan 1000 to 2000 push vlan 20 inbound

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port trunk allow-pass vlan 20

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］quit

#在CX-F的端口GE3/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-F］interface GigabitEthernet 3/0/1

［CX-F-GigabitEthernet3/0/1］port vlan-stacking vlan 100 to 1500 push vlan 10 inbound

［CX-F-GigabitEthernet3/0/1］port trunk allow-pass vlan 10

［CX-F-GigabitEthernet3/0/1］quit

#在CX-G的端口GE1/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-G］interface GigabitEthernet 1/0/1

［CX-G-GigabitEthernet1/0/1］port vlan-stacking vlan 1000 to 4094 push vlan 20 inbound

［CX-G-GigabitEthernet1/0/1］port trunk allow-pass vlan 20

［CX-G-GigabitEthernet1/0/1］quit

#在CX-G的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Push。

［CX-G］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-G-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking vlan 500 to 2500 push vlan 20 inbound

［CX-G-GigabitEthernet2/0/1］port trunk allow-pass vlan 20

［CX-G-GigabitEthernet2/0/1］quit

在端口上配置VLAN Stacking Pop:

#在CX-F的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-F］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking pop vlan 10 outbound

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking pop vlan 20 outbound

［CX-F-GigabitEthernet2/0/1］quit

#在CX-F的端口GE3/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-F］interface GigabitEthernet 3/0/1

［CX-F-GigabitEthernet3/0/1］port vlan-stacking pop vlan 10 outbound

［CX-F-GigabitEthernet3/0/1］quit

#在CX-G的端口GE1/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-G］interface GigabitEthernet 1/0/1

［CX-G-GigabitEthernet1/0/1］port vlan-stacking pop vlan 20 outbound

［CX-G-GigabitEthernet1/0/1］quit

#在CX-G的端口GE2/0/1上配置VLAN Stacking Pop。

［CX-G］interface GigabitEthernet 2/0/1

［CX-G-GigabitEthernet2/0/1］port vlan-stacking pop vlan 20 outbound

［CX-G-GigabitEthernet2/0/1］quit

配置其它端口:

#在CX-F上配置端口GE4/0/1加入VLAN20。

［CX-F］interface GigabitEthernet 4/0/1

［CX-F-GigabitEthernet4/0/1］port trunk allow-pass vlan 20

［CX-F-GigabitEthernet4/0/1］quit

#在CX-G上配置端口GE3/0/1加入VLAN20。

［CX-G］interface GigabitEthernet 3/0/1

［CX-G-GigabitEthernet3/0/1］port trunk allow-pass vlan 20

［CX-G-GigabitEthernet3/0/1］quit

驗證配置結(jié)果:

從企業(yè)1任意辦公地內(nèi)任意VLAN的一臺主機ping企業(yè)1其它工作地同一VLAN內(nèi)的主機，如果可以ping通則表示企業(yè)1內(nèi)部可以互相通信。

從企業(yè)2任意辦公地內(nèi)任意VLAN的一臺主機ping企業(yè)2其它工作地同一VLAN內(nèi)的主機，如果可以ping通則表示企業(yè)2內(nèi)部可以互相通信。

從企業(yè)1任意辦公地內(nèi)的任意一臺主機ping企業(yè)2內(nèi)的主機，如果不能ping通則表示企業(yè)1和企業(yè)2是互相隔離的。

四、基本故障排錯及配置注意事項

部分故障排錯可以參考QinQ排錯部分，這里主要強調(diào)一下VLAN Stacking(靈活QinQ)特別需要注意的地方:

1.注意在65上配置靈活QinQ端口模式必須為Hybrid，且在端口聚合情況下不能使用，如果某端口的GVRP、GMRP、STP或802.1x協(xié)議中的任一個已經(jīng)啟動，則不允許用戶開啟端口的VLAN VPN特性(65的靈活QinQ實現(xiàn)是在QinQ基礎(chǔ)之上需要開啟此功能)，反之亦然。;在CX產(chǎn)品上配置VLAN Stacking功能其端口類型應(yīng)必須為Trunk或Hybrid，且VLAN Stacking功能必須由支持該功能的板卡實現(xiàn)(增強卡/RPR卡)。

2.不同設(shè)備上VLAN Stacking配置的規(guī)格不同，規(guī)劃時需要注意。例如CX產(chǎn)品配置VLAN Stacking規(guī)格為每端口4K項(push/pop各算一項)，65設(shè)備配置的規(guī)格視內(nèi)存大小而定。

3.考慮VLAN Stacking(靈活QinQ)與QinQ主要不同之處是在針對不同Vlan的報文添加2層tag標(biāo)簽，這里主要強調(diào)一下在應(yīng)用中配置VLAN Stacking時容易出錯的地方。以CX產(chǎn)品為例，在實現(xiàn)VLAN Stacking功能時對報文添加和去除外層tag標(biāo)簽的功能需要兩條命令來完成，分別是push和pop兩個操作，配置時很容易忽略這一點。

4.使用了VLAN Stacking功能的兩端設(shè)備在添加和去除Vlan標(biāo)簽的Vlan tag一定要保持一致(原因:CX產(chǎn)品在添加和去除Vlan tag時不會考慮報文是否是帶有兩層Vlan tag，即使是普通的帶一層Vlan tag的報文符合pop操作中的VLANID也會被剝離tag，同樣push操作會給無tag的報文打上tag)，在實際使用中需要充分考慮到這些在部署時合理規(guī)劃。

最后，不同產(chǎn)品在實現(xiàn)Vlan Stacking(靈活QinQ)功能上配置有所不同，在了解主要實現(xiàn)方式后在部署時還需要參考產(chǎn)品手冊和相關(guān)操作指導(dǎo)書來了解產(chǎn)品特性進行合理規(guī)劃，排錯時也需要充分考慮到不同交換產(chǎn)品在實現(xiàn)上的不同。

［1］雷震甲.網(wǎng)絡(luò)工程師教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2006

［2］蔡建新.網(wǎng)絡(luò)工程概論［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002