QINQ造环

QINQ技术二层环路问题及解决办法

 

造环原理


QINQ原为解决Vlan不够用而产生,多用于连接运营商,但这个技术也带来了一些隐患,当我们网络中存在冗余链路时,由于套上了外层Vlan,BPDU报文直接被运营商的设备识别,生成树计算受到干扰,连接的两台边缘相当于两条线相接,造成二层环路882c1981ff924f0aa1ef944074be9194.jpg

解决办法


为切断环路,客户需要在自己的网络中使用生成树协议进行破环,而且必须将客户网络的BPDU报文在运营商网络中透传
,这个技术称为Layer2 Protocol tunnel 或者BPDU tunnel. 

BPDU tunnel可以使得运营商和客户自身网络互不不扰,它具有的作用:对BPDU报文进行透明传输,可以使同一个用户网络的BPDU跨区域传递

实现原理


Tunnel端口收到BPDU报文后,为避免用户BPDU被运营商网络设备处理,需要给封装的BPDU赋予一个特殊的组播MAC作为目的MAC,把BPDU报文原来目的MAC(01-80-c2-00-00-00)修改为一个组MAC(01-00-0c-cd-cd-d0),并在RCS前插入用户信息等相关标识,组播MAC保证了该报文在VLAN 内广播,同时标识这个报文是一个BPDU tunnel报文
,交换机收到后交个cpu处理,还原原来的PBDU并根据报文中的用户信息标识部分的内容,把报文送到相应的客户网11fb478932844489be65d74c8b64fa06.jpg

 如图,更改目的mac地址为多播mac,然后增加用户相关信息进行标识所要告知的客户网络

相关


一下协议也支持透传议:

STP生成树

LACP 链路聚合

EOAM3ah以太网操作、管理和维护的协议

LLDP链路层发现协议

HGMP 华为组管理协议

SSTP共享生成树协议

DLDP 设备连接检测协议

等可以看做生成树拓展协议和一些检测管理网络协议都能进行透传

 

05-23
### 关于QinQ网络协议 QinQ(802.1Q-in-802.1Q)是一种基于IEEE 802.1Q标准的技术扩展,用于在网络中增加VLAN标签的层数。通过在原有的单层VLAN标签基础上再封装一层VLAN标签,使得原本仅支持4K个VLAN的传统以太网可以支持多达16M个逻辑隔离的虚拟局域网。 #### QinQ的工作机制 QinQ的核心思想是在原有帧头的基础上嵌套两个802.1Q标签字段。外层标签通常由运营商控制,而内层标签则保留给客户使用。这种双层标签结构允许服务提供商在一个公共基础设施上提供多个独立的租户网络[^1]。 ```c struct ethhdr { unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; /* destination address */ unsigned char h_source[ETH_ALEN]; /* source address */ __be16 h_proto; /* frame type ID field */ }; /* For double tagged frames (like in QinQ) */ struct vlan_hdr { __be16 h_vlan_TCI; /* VLAN id and priority */ __be16 h_vlan_encapsulated_proto; /* encapsulated protocol (e.g., ETH_P_IP) */ }; ``` 在外层和内层之间插入额外的`vlan_hdr`结构体来表示第二层VLAN标记。 #### 实现方式 可以通过软件或者硬件两种途径实现QinQ功能。对于软件层面来说,Linux下的`bridge-utils`工具集以及现代版本中的`iproute2`命令提供了创建和支持带有双重标签的数据包的能力。例如: ```bash # 创建一个带QinQ标签的桥接接口 vconfig add br0 100 # 添加第一个VLAN ID为100 vconfig add br0.100 200 # 对br0.100再次加VLAN ID为200形成QinQ效果 ``` 以上脚本展示了如何利用`vconfig`工具手动配置QinQ境[^3]。 ### 相关理论背景补充 计算机网络遵循分层架构原则,在不同层次间传递数据单元的同时附加必要的头部信息完成寻址等功能。具体到QinQ,则主要涉及到了数据链路层的操作[^2]。
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