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如何透過骨幹網實現二層互通?

如何實現二層互通???

你真的瞭解嗎?

在某些場景中,兩個VLAN相同的二層使用者網路透過骨幹網路互聯,為了實現使用者之間的二層互通,以及二層協議(例如MSTP等)的統一部署,需要實現兩個使用者網路的無縫連線,此時就需要骨幹網可以傳輸來自使用者網路的帶有VLAN Tag的二層報文。而在通常情況下,骨幹網的VLAN規劃和使用者網路的VLAN規劃是不一致的,所以在骨幹網中無法直接傳輸使用者網路的帶有VLAN Tag的二層報文。

解決這個問題的方法有兩個,其中一個是透過QinQ或者VPLS等二層隧道技術,將使用者帶有VLAN Tag的二層報文封裝在骨幹網報文中進行傳輸,可以實現使用者帶有VLAN Tag的二層報文的透傳。但是這種方法一方面需要增加額外的報文開銷(增加一層封裝),另外一方面,二層隧道技術可能會對某些二層協議報文的透傳支援不是非常完善。另外一種方法就是透過VLAN Mapping技術,一側使用者網路的帶有VLAN Tag的二層報文進入骨幹網後,骨幹網邊緣裝置將使用者網路的VLAN(C-VLAN)修改為骨幹網中可以識別和承載的VLAN(S-VLAN),傳輸到另一側之後,邊緣裝置再將S-VLAN修改為C-VLAN。這樣就可以很好的實現兩個使用者網路二層無縫連線。

在另一種場景中,如果由於規劃的差異,導致兩個直接相連的二層網路中部署的VLAN ID不一致。但是使用者又希望可以把兩個網路作為單個二層網路進行統一管理,例如使用者二層互通和二層協議的統一部署。此時也可以在連線兩個網路的交換機上部署VLAN Mapping功能,實現兩個網路之間不同VLAN ID的對映,達到二層互通和統一管理的目的。

01 基本原理

交換機收到資料報文後,根據是否帶有Tag做以下兩種處理:

1。資料報文帶Tag,根據配置的VLAN Mapping方式,決定替換單層、雙層或雙層中的外層Tag;然後進入MAC地址學習階段,根據源MAC地址+對映後的VLAN ID重新整理MAC地址表項;根據目的MAC+對映後VLANID查詢MAC地址表項,如果沒有找到,則在VLAN ID對應的VLAN內廣播,否則從表項對應的介面轉發。

2。資料報文不帶Tag,根據配置的VLAN劃分方式決定是否新增VLAN Tag,對於不能加入VLAN的資料報文上送CPU或丟棄,否則新增Tag;然後進入MAC地址學習階段,按照二層轉發流程進行轉發。

如圖所示,當在介面Port1上配置了VLAN2和VLAN3對映後,介面在向外傳送VLAN2的幀時,將幀中的VLAN Tag替換成VLAN3的VLAN Tag;在接收VLAN3的幀時,將幀中的VLAN Tag替換成VLAN2的VLANTag,然後按照二層轉發流程進行資料轉發,這樣VLAN2和VLAN3就能實現互相通訊。

如何透過骨幹網實現二層互通?

此外,要想借助VLANMapping實現兩個VLAN內裝置互相通訊,這兩個VLAN內裝置的IP地址還必須處於同一網段。如果兩個VLAN內裝置的IP地址不在同一網段,那麼裝置間的互通需要依賴三層路由實現,這樣就失去了VLANMapping的意義。

02 對映方式

裝置支援基於VLAN和MQC方式實現VLAN Mapping,其中基於VLAN的VLAN Mapping包括以下對映方式:

•1 to 1的對映方式

當部署VLAN Mapping功能裝置上的介面收到帶有單層VLAN Tag的報文時,將報文中攜帶的單層VLAN Tag對映為公網的VLAN Tag。包括1:1和N:1兩種方式,其中1:1的方式是將指定的一個使用者側VLAN Tag標籤對映到一個網路側VLAN Tag標籤,N:1的方式是將指定範圍的多個使用者側VLAN Tag標籤對映到一個網路側VLAN Tag標籤。

•2 to 1的對映方式

當部署VLAN Mapping功能裝置上的介面收到帶有雙層VLAN Tag的報文時,將報文中攜帶的外層Tag對映為公網的Tag,內層Tag作為資料透傳。

•2 to 2的對映方式

當部署VLAN Mapping功能裝置上的介面收到帶有雙層VLAN Tag的報文時,將報文中攜帶的雙層VLAN Tag對映為公網的雙層VLAN Tag。

基於MQC實現VLAN Mapping指的是透過MQC可以對分類後的報文實現VLAN Mapping。使用者可以根據多種匹配規則對報文進行流分類,然後將流分類與VLANMapping的動作相關聯,對匹配規則的報文重標記報文的VLAN ID值。基於MQC的VLAN Mapping能夠針對業務型別提供差別服務。

03 1 to 1的VLAN Mapping

當介面收到帶有單層VLANTag的幀後,將報文中攜帶的單層VLAN Tag對映為指定的單層VLAN Tag。

如何透過骨幹網實現二層互通?

1 to 1的VLAN Mapping主要用於下圖所示的園區組網環境。

每個家庭使用者的不同業務(HSI、IPTV、VoIP)分別採用不同的VLAN進行傳輸。但是相同業務規劃了相同的CVLAN,為了區分不同的家庭使用者,需要在樓道交換機處將不同家庭使用者的相同業務採用不同的VLAN進行傳送,即進行1 to 1的VLAN Mapping。這樣,就需要提供大量的VLAN來隔離不同使用者的不同業務,而匯聚層網路接入裝置可以提供的VLAN數量有限,所以需要在園區交換機上完成VLAN的匯聚功能,將由多個VLAN傳送的不同使用者的相同業務採用同一個VLAN進行傳送(N to 1的VLANMapping)。

04 2 to 1的VLAN Mapping

當介面收到帶有雙層VLANTag的幀後,將報文中的外層Tag對映為指定的Tag,內層Tag作為資料透傳。

2 to 1的VLAN Mapping主要用於下圖所示的園區組網環境。

如何透過骨幹網實現二層互通?

使用者透過家庭閘道器、樓道交換機和小區交換機接入匯聚層網路。為了區分不同的使用者和業務,以便進行網路管理和計費等,可以在樓道交換機上部署QinQ功能;同時為了節約VLAN資源,將不同使用者的相同業務採用同一個VLAN進行傳送,可在小區交換機上分別部署VLAN Mapping功能實現。

05 2 to 2的VLAN Mapping

處於不同地理位置的使用者,為了可以規劃自己的私網VLAN ID,避免和ISP網路中的VLANID衝突,同時便於區分不同的使用者和業務,採用了QinQ方式傳輸,即使用者報文中帶有雙層VLAN Tag。但是由於使用者報文中的VLAN ID與ISP網路分配的VLAN ID不一致,將導致使用者報文被丟棄,從而導致使用者通訊中斷。此時可以在PE側部署2 to 2的VLANMapping功能,將使用者網路的雙層Tag替換成運營商網路的雙層Tag。