城域网中QinQ技术的应用与实现

杨宇 李鸣宇

【摘要】 802.1Q标准仅提供4096个VLAN，不能满足运营商大规模网络对用户进行精确区分的需求。QinQ技术是在原有的802.1Q封装的二层报文中增加一层802.1Q封装，通过两层VLAN Tag标记实现VLAN资源的扩展，最大可达到4096×4096个VLAN。

【关键词】 QINQ技术 802.1Q VLAN

一、QinQ应用的目的

QinQ技术标准出自IEEE 802.1ad，其实现将用户私网VLAN Tag封装在公网VLAN Tag中，使报文带着两层VLAN Tag穿越运营商的骨干网络。

利用QinQ技术最大支持4096×4096个VLAN，足以满足信息时代带给人们的又一个高科技产物——智能家庭网络网关管理的需求。可借助现有的计算机网络技术，将家庭内各种家电和设备连接起来，通过统一的通信协议，为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的信息交换服务。

二、QinQ技术分类

2.1 标准QinQ

针对端口进行外层VLAN的封装。当该设备端口接收到报文，无论报文是否带有VLAN Tag，交换机都会为该报文打上本端口缺省VLAN的VLAN Tag。这样，如果接收到的是已经带有VLAN Tag的报文，该报文就成为双Tag的报文；如果接收到的是untagged的报文，该报文就成为带有端口缺省VLAN Tag的报文。

2.2 灵活QinQ

灵活QinQ（Selected QinQ），可灵活根据不同规则选择是否打外层VLAN tag、打上何种外层VLAN tag，如根据用户VLAN tag、MAC地址、IP协议、源地址、目的地址、优先级、或应用程序的端口号等信息实施灵活QinQ特性。借助上述流分类方法，实现了根据不同用户、不同业务、不同优先级等对报文进行外层VLAN tag封装，对不同业务实施不同的承载方案。

三、VLAN规划原则

QinQ技术支持4096×4096个VLAN划分，怎么规划好合理利用是个关键，规划不合理整个网络就会显得杂乱无章，为以后处理网络障碍也埋下了隐患。

1、业务控制层（BAS、SR）下的独立的二层接入网络作为一个VLAN规划域，同一规划域内VLAN ID不重复；相互隔离的二层网络VLAN ID可以重复。

2、 城域网宽带业务VLAN在规划时应结合灵活QinQ技术手段对VLAN资源进行合理的扩展以满足业务使用需求，为满足双边缘网络架构的业务分流的需要，对每个接入设备节点，按照双外层VLAN进行分配或预留。

3、QinQ外层VLAN作为接入设备标识进行规划，内层VLAN用于用户/业务标识。

4、城域网宽带业务VLAN规划，应兼顾业务发展需求，每个宽带用户至少规划4个业务VLAN。

四、QinQ外层VLAN封装点选择

针对PON、IP DSLAM、交换机及其他不同的接入网络环境，QinQ技术可提供不同的封装点选择。

4.1 PON接入网络

QinQ外层VLAN在OLT PON口上进行封装，FTTB/ FTTC接入场景的，每个PON口封装一个外层VLAN或多个外层VLAN，FTTH接入场景，多个端口封装一个外层VLAN。

4.2 IP DSLAM接入设备

可以在汇聚交换机下联端口进行外层VLAN封装，每台DSLAM封装一个外层VLAN。

4.3 交换机接入环境

在园区汇聚交换机下联端口进行外层VLAN封装，整个园区接入端口数量小大于VLAN规划资源数量的，建议分配多个外层VLAN。

4.4 对不支持灵活QinQ功能的网络环境

建议替换汇聚交换机或将DSLAM、园区汇聚交换机割接到其他满足要求的节点上。

五、家庭网关PVC/VLAN规划

城域网用户在开通多业务情况下，用户侧需要使用家庭网关实现多业务接入及业务区分。

通常情况下，局端设备端口对应用户业务VLAN需要根据情况逐一规划，用户侧家庭网关的VLAN也需要按照局端的VLAN信息进行配置，这样增加了用户侧家庭网关的维护工作的复杂度。可以采用VLAN翻译的方式，将局端端口不同的用户VLAN翻译为用户侧统一VLAN，这样可以减少用户侧家庭网关配置和维护的工作量。

六、QinQ应用成果

通过QinQ技术的应用，大大增加了城域网中的VLAN可用数，一用户一VLAN的形式提高了网络的安全性和可靠性；同时QinQ技术的应用，可实现用户宽带账号的精确绑定，遏制了多用户盗用一个账号上网的情况，并且通过VLAN可准确定位用户信息，为网络安全提供了有效保障。