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技术知识

VXLAN 与QinQ详细介绍

作者:华为总代理点击:772 发布时间:2023-10-27

QinQ 由 IEEE 802.1ad 标准化,也称为“堆叠 VLAN”或“双 VLAN”。它涉及将 VLAN 标记封装在两层内。专用网络分配一个内部标签,而公共网络接收一个外部标签。

 

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IEEE 802.1Q 定义的传统 VLAN 标记在识别和隔离用户数据方面面临限制,尤其是随着网络的发展和对大量 VLAN ID 的需求的增加。QinQ 可以将 VLAN 数量扩展至 4096×4096,从而有效节省公共 VLAN ID。

 

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QiQ 数据包遵循固定格式,名称“QinQ”源自将 802.11Q 标记数据包封装在另一个 802.1Q 标记中的做法。这些报文根据外层VLAN Tag在公网进行转发。值得注意的是,通过公共网络传输的数据还会考虑内部 VLAN 标记,与典型的 802.1Q VLAN 标记数据包相比,会产生四个额外字节。

 

有两种主要类型的QinQ实现: 基本QinQ和选择性QinQ。

 

基本QinQ

此标记方法基于端口进行操作。当数据包到达启用了 VLAN VPN 的接口时,交换机会使用其默认 VLAN 标记来标记数据包。传入数据包是否带有标签无关紧要。如果有标记,它将有双 VLAN 标记;如果没有,它将有一个与交换机端口关联的 VLAN 标记。

 

选择性QinQ

选择性QinQ 在基本QinQ 功能的基础上,提供了更大的灵活性。它可以使用 MAC 地址、IP 协议、源 IP 地址和 VLAN 标记等因素来识别数据包的内部 VLAN 标记,从而确定要添加的适当标记。

 

VXLAN(虚拟可扩展局域网)

与 VLAN 提供以太网 2 级服务类似,VXLAN 提供了更大的可扩展性和灵活性。在大型多租户环境中,VXLAN 在共享物理基础设施上充当通用的多租户解决方案。它通过利用 IP 和 UDP 穿越物理网络来发挥作用。

 

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VXLAN 通过在共享网络基础设施上扩展第 2 层网段,促进租户工作负载在数据中心内的多个物理 Pod 之间的分配。它采用称为 VXLAN 网络标识符 (VNID) 的 24 位网段 ID,允许多达 1600 万个 VXLAN 网段在同一管理域内共存。

 

VXLAN 数据包基于其第 3 层标头遍历底层网络,并且可以充分利用第 3 层路由、等价多路径 (ECMP) 路由和链路聚合协议来利用所有可用的

 

QiQ和VXLAN的区别

VXLAN在一定程度上提供了类似于QinQ的功能,但其操作层具有更优越的扩展性。VXLAN采用MAC-in-UDP封装,大大拓宽了二层网络的范围。随着云计算的发展,对租户网络基础设施的需求不断增长,尤其是虚拟化数据中心。这一趋势增强了对稳健的第 2 层网络的需求。

 

MAC-in-UDP 方法支持使用 24 位 VNID,从而可以在单个数据中心内托管多个租户,同时克服物理距离限制和部署障碍。因此,VXLAN 近年来在云计算和虚拟化环境中得到了重视。但与VLAN和QinQ相比,VXLAN技术成本更高、更复杂。因此,并非所有 VLAN 交换机都包含此功能。


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