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摘 要

到现阶段为止，除开一些比较小的网络，大部分的局域网都是用以太网的方式来接入的。随着技术的发展，以太接入的城域网逐渐开始占领市场，使得以太接入成为热点。其中它的802.1QinQ技术，也叫VLAN堆栈，它是802.1Q协议的一种扩展，作用是将用户的VLAN给封装到服务商的VLAN之中，用封装VLAN的方式来穿过运营商的网络。本文想要表述的是一种QinQ的实现模型，将会涉及它的安全性，它的可行性，它的QoS以及具体表现，并且以实验的方式进行数据的模拟分析和结果验证。

关键词：局域网；以太网；城域网；802.1QinQ;VLAN堆栈；封装；QinQ；QoS。

ABSTRACT

At this stage so far, in addition to some of the smaller network, most of the LAN is the way to access the Ethernet. With the development of technology, Ethernet access to the metropolitan area network gradually began to occupy the market, making Ethernet access become a hot spot. One of its 802.1QinQ technology, also known as VLAN stack, it is an extension of the 802.1Q protocol, the role of the user"s VLAN is packaged into the service provider VLAN, with the way to package VLAN through the operator"s network The This paper wants to express a QinQ implementation model, it will involve its security, its feasibility, its QoS and the specific performance, and the experimental way to simulate the data and verify the results.

Keywords: local area network; Ethernet; metropolitan area network; 802.1QinQ; VLAN stack; encapsulation; QinQ; QoS.

目 录

摘 要 I

ABSTRACT 1

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2课题背景 1

1.3本文研究内容 2

1.4本文工作安排 3

第二章 QinQ技术在运营商网络设计中分析与研究 4

2.1 QinQ报文格式 4

2.2 QinQ封装 4

2.2.1 基于端口的QinQ封装 4

2.2.2 基于流的QinQ封装 4

2.3 QinQ报文转发流程 5

2.3.1 全程采用QinQ技术 5

2.3.2 QinQ终结于核心网边缘 5

2.4 QinQ终结 5

2.4.1 终结子接口作为用户的网关设备 5

2.4.2 QinQ和核心网MPLS/BGP三层VPN对接 6

2.4.4 QinQ和核心网VLL/PWE3对接2.3.5 ICMPv6 7

2.4.5 QinQ和核心网VPLS对接 7

2.5 QinQ的优缺点 8

2.5.1 QinQ的优点 8

2.5.2 MAC-IN-MAC技术 8

第三章 可行性分析及设计与实现 9

3.1实验平台的选择 9

3.2仿真平台的登入 9

3.3实验环境及拓扑结构 9

3.4可行性分析及设计与实现 10

第四章 总结与展望 12

4.1总结 12

4.2展望 12

结束语 13

致谢 14

参考文献 15

第一章 绪 论

1.1引言

以太技术在城域网中的大量实施，仅仅使用802.1Q VLAN对用户数据进行隔离和标识是远远不够的，因为IEEE802.1Q中定义的VLAN tag域只有12个比特，只能代表4000个VLAN。而这4000个VLAN对于在城域网中的用户数量来说是远远不足以使用的，所以QinQ技术得以产生并且广泛应用。QinQ技术最初的目的只为拓展VLAN的数量空间，原理是在原有的报文基础上新添加一层802.1Q标签，这样VLAN的数量就由原来的4000增加到4000*4000。随着技术方面的突破，对于QinQ的双层标签有了新的定义，内标签与外标签分别代表不一样的内容。除此以外，QinQ报文携带的两层tag，内层tag作为一种多应用、操作简便的VPN技术，它的透明传送，以及在城域网中承担核心MPLS VPN的扩展，导致在软件方面产生一种新的端到端的VPN技术。

QinQ技术是以在以太帧中堆叠两个802.1Q包头的形式，大大增加VLAN的数目，多个VLAN也可以复用到一个核心的VLAN中。MSP技术通过建立一个VLAN模型，利用（GARP/GVRP）监控整个网络的VLAN，并且通过STP来加速网络的收敛，为网络提供必要的弹性。SVLAN技术在实验前期用以解决矛盾分歧虽然好用，但是受到用户数量的限制，导致用户在数据传输时无法再使用自己的VLAN ID。总而言之，这就使得使用QinQ技术的MSP存在以下两方面的问题：一是前面客户的VLAN标识可能与后面客户相同的情况；二是服务商不能再使用客户已经使用的标识，导致核心网络还是只能存在4096个VLAN。下面就是本文对该内容的介绍。

1.2课题背景

VLAN作为隔离用户之间数据通信的二层结构，VLAN之间的所有使用者之间是可以相互PING通的，但是VLAN本身有着4096的数量限制，对于二层网络而言（或者说是配置了PUPV的宽带接入网），4096是完全不够用的，QinQ作为解决这个问题的局限性被提出。随着技术的拓展，MPLS二层VPN,VPLS,VLL,CCC等一些二层VC专线的应用部署也遇到相同的问题。VC的数量是由VLAN决定的，由于VLAN存在数量的问题，导致VC的数量受到限制，CE用户之间由于不合理的配置运行也会有VLAN冲突，而QinQ正是可以完美解决这些问题的存在。对于现网来说仅仅是每个端口支持4096个VLAN的话也是可以做到了，但是，技术在发展的同时，用户不再满足于只能使用一种业务，往往一个用户需要多种多样的业务（即PSPV概念）。那么，到底什么是QinQ技术呢？QinQ技术，也叫Stacked VLAN ,或者Double VLAN。出自于IEEE 802.1ad的标准，它的作用就是将用户的VLAN tag 封装在公网VLAN tag中，可以让报文以携带两层tag的方式穿过运营商的公网。但是在运营商的公网之间只能看到报文的外层tag,内层tag会被自动屏蔽。

端口QinQ特点是作为二层VPN技术简单且灵活，在网络的边缘设备就像打标签一样为用户的私网tag打上外层tag，使得报文携带两层valn tag穿过运营商的公网。

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