问题描述

随着以太网技术在网络中的大量部署，利用VLAN对用户进行隔离和标识受到很大限制。因为在 IEEE802.1Q 中定义的 VLAN Tag 域只有 12-bit，仅能表示4096个VLAN，无法满足城域以太网中标识大量用户的需求。

解决方案

于是 QinQ（802.1Q in 802.1Q）技术应运而生，它是一项扩展VLAN空间的技术，通过在 802.1Q 标签报文的基础上再增加一层 802.1Q 的 Tag 来达到扩展VLAN空间的功能。

原理简述

如下图所示，用户报文在公网上传递时携带两层 Tag：内层是私网 Tag；外层是公网 Tag；

交互过程

在公网的传输过程中，设备只根据 Outer VLAN Tag 转发报文，并根据报文的 Outer VLAN Tag 进行 MAC 地址学习，而用户的私网 Inner VLAN Tag 将被当作报文的数据部分进行传输。即使私网 VLAN Tag 相同，也能通过公网 VLAN Tag 区分不同用户。

1）企业A和企业B的私网VLAN分别为VLAN 1～10和VLAN 1～20。公网为企业A和企业B分配的公网VLAN分别为VLAN 3和VLAN 4。
2）当企业A和企业B中带VLAN Tag的报文进入公网时，报文外面就会被分别封装上VLAN 3和VLAN 4的VLAN标签。这样，来自不同企业网络的报文在公网中传输时被完全分开，即使这些企业网络各自的VLAN范围存在重叠，在公网中传输时也不会产生冲突。
3）当报文穿过公网，到达公网另一侧PE设备后，报文会被剥离公网为其添加的公网VLAN标签，然后再传送给用户网络的CE设备。

报文结构

QinQ 封装报文是在无标签的以太网数据帧的 SMAC-Address 字段后面加上 2 个 VLAN Tag 构成：

TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识）表示帧类型：
取值为0x8100时表示 802.1Q Tag 帧。如果不支持 802.1Q 的设备收到这样的帧，会将其丢弃。

对于内层的 802.1Q Tag，该值设置为 0x8100；对于外层的 802.1Q Tag，不同厂商所使用的值可能不相同：
1）0x8100：Huawei 路由器使用
2）0x88A8：802.1ad 规定外层 802.1Q Tag 中的 TPID=0x88a8；

在华为设备上，外层 802.1Q Tag 缺省情况下值为 0x8100，可以通过命令行调整该值（[Interface] qinq protocol 9100）：

特性说明

WIP

应用场景

在运营商网络中

能够实现 Layer VPN 技术（还有其他更好的技术方案）；

在园区网中

需求：
1）单个终端用户可溯源。
2）每个终端一个独立的二层广播域，最大限度地限制 BUM 流量对网络造成的影响。
3）终端用户到 BRAS 设备之间二层互通，匹配 PPPoE 等认证需求。

BRAS（Broadband Remote Access Server，宽带远程接入服务器）提供宽带接入服务、实现多种业务的汇聚与转发，能满足不同用户对传输容量和带宽利用率的要求，因此 RRAS 是宽带用户接入的核心设备。
BUM（Broadcast、Unknown Unicast、Multicast，广播，未知单播、组播），交换机以泛洪的方式处理以上类型的数据帧。

实现方式

Basic QinQ

Basic QinQ 是基于端口方式实现的。开启端口的 Basic QinQ 功能后，当该端口接收到报文，设备会为该报文打上本端口 Default VLAN 相同的 VLAN Tag。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；如果接收到的是不带VLAN Tag的报文，该报文就成为带有端口缺省 VLAN Tag 的报文。

基于端口的 QinQ 的缺点是 Outer VLAN Tag 封装方式固定，不能根据业务种类选择 Outer VLAN Tag 封装的方式，从而很难有效支持多业务的灵活运营。

Basic QinQ 的报文处理过程:
1）SW1收到VLAN ID为10和20的报文，将该报文发给SW2。
2）SW2收到该报文后，在该报文原有Tag的外侧再添加一层 VLAN ID 为 100 的外层 Tag；
3）带着两层Tag的用户数据报文在网络中按照正常的二层转发流程转发。
4）SW3收到VLAN100的报文后，剥离报文的外层Tag（VLAN ID 为100）。将报文发送给SW4，此时报文只有一层Tag（VLAN ID 为10或20）。
5）SW4收到该报文，根据VLAN ID和目的MAC地址进行相应的转发。

Selective QinQ

Selective QinQ（灵活 QinQ）可根据流分类的结果选择是否打外层 VLAN Tag，打上何种外层 VLAN Tag。

灵活QinQ功能是对基本QinQ功能的扩展，它比基本QinQ的功能更灵活。二者之间的主要区别是：
1）基本QinQ：对进入二层QinQ接口的所有帧都加上相同的外层Tag。
2）灵活QinQ：对进入二层QinQ接口的帧，可以根据不同的内层Tag而加上不同的外层Tag，对于用户VLAN的划分更加细致

灵活QinQ可根据用户的VLAN标签、优先级、MAC Address、IP Protocol、IP SRC-Address、IP DST-Address、或应用程序的端口号进行流分类：
1）基于VLAN ID的灵活QinQ：为具有不同内层VLAN ID的报文添加不同的外层VLAN Tag。
2）基于802.1p优先级的灵活QinQ：根据报文的原有内层VLAN的802.1p优先级添加不同的外层VLAN Tag。
3）基于流策略的灵活QinQ：根据QoS策略添加不同的外层VLAN Tag。基于流策略的灵活QinQ能够针对业务类型提供差别服务。

灵活QinQ的报文处理过程：
1）SW1收到VLAN ID为10和20的报文，将该报文转发给SW2。
2）SW2收到VLAN ID为10的报文后，添加一层VLAN ID 为100 的外层Tag；SW2收到VLAN ID为20的报文后，添加一层VLAN ID为200的外层Tag。
3）带着两层Tag的用户数据报文在网络中按照正常的二层转发流程转发。
4）SW3收到报文后，剥离报文的外层Tag（VLAN ID 为100或200）。将报文发送给SW4，此时报文只有一层Tag（VLAN ID 10 或 20）。
5）SW4收到报文，根据VLAN ID和目的MAC地址进行相应的转发。

配置应用

Basic QinQ

按照图示标准进行配置即可（这里不再介绍具体的配置信息）：

这里修改 QinQ Protocol 字段的报文，如下所示，字段 Type 发生变化：

Frame 454: 82 bytes on wire (656 bits), 82 bytes captured (656 bits) on interface -, id 0
Ethernet II, Src: HuaweiTe_dc:4c:28 (54:89:98:dc:4c:28), Dst: HuaweiTe_54:25:80 (54:89:98:54:25:80)
    Destination: HuaweiTe_54:25:80 (54:89:98:54:25:80)
    Source: HuaweiTe_dc:4c:28 (54:89:98:dc:4c:28)
    Type: QinQ: old non-standard 802.1ad (0x9100)
802.1Q Virtual LAN, PRI: 0, DEI: 0, ID: 100
802.1Q Virtual LAN, PRI: 0, DEI: 0, ID: 10
Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.10.4, Dst: 192.168.10.1
Internet Control Message Protocol

Selective QinQ

按照图示标准进行配置即可（这里不再介绍具体的配置信息）：

通过抓包能够看到针对不同 VLAN 使用不同的 Outer VLAN Tag；