CN1838629A - 一种利用QinQ技术实现虚拟交换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，以解决现有技术不能在不同地域具有不同的VLAN ID标识的网络间实现二层互通的问题。包括如下步骤：配置步骤，在中间设备上配置QinQ VLAN交换表，包括公网VLAN ID、出端口号、私网VLAN ID和交换后的新私网VLAN ID等信息；查询步骤，在QinQ终结时，以剥离的外层公网VLAN ID+出端口号+私网的VLAN ID去查询QinQ VLAN交换表，得到新的私网VLAN ID；交换及发送步骤，用新的私网VLAN ID替换原先的VLAN ID，并将替换后的数据包从出端口发送出去。通过本发明的技术方案能够实现不同标识的VLAN网络组成一个大的VPN网络，而不需要对用户网络配置进行任何更改，且不同的地域私网可以独立规划自己的VLAN，规划简单、组网灵活。

Description

一种利用QinQ技术实现虚拟交换的方法

技术领域

本发明涉及一种通过QinQ技术实现虚拟交换的方法，尤其涉及一种在不同地域、具有不同VLAN标识的VPN网络之间实现二层互连的方法。

背景技术

通过VPN(Virtual Private Networks虚拟专网)技术把不同地点的私用网络连接起来，是一种廉价高效的技术，目前常用的VPN技术有L2技术和L3层技术。

QinQ(采用两层IEEE802.1Q标签进行封装的技术，就是在一个数据包上打两层VLAN标签，又称802.1Q隧道技术)是一种简单的VPN技术，它采用L2技术，通过在使用的VLAN(Virtual Local Area Network虚拟局域网)标签上再封装一个公网的VLAN标签，能够将私网的VLAN从公网透传到需要连接的其它私网中去，把分散的几个地域的LAN组成一个大的虚拟的VPLS(Virtual Private LAN Service)，使多个地域的LAN通过公网设备实现互连。

但是如果对前述技术不作特别处理，对于不同地域的LAN只有VLAN标识相同的网络才能在二层实现互通，也就是说，只有VLAN ID相同的两个网络才能组成一个真正的VLAN，这样在规划网络时就要对整个VPLS进行VLAN规划。但这样的规划不但需要专业人员才能完成，而且还会对整个网络的组网带来极大的不便，以致影响业务的开展；另外，由于配置的更改还可能在网络中引入新的错误，这对于用户来说是很难接受的。

发明内容

本发明目的即在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用QinQ技术实现不同地域的VLAN ID虚拟交换的方法，使用户VPN网络不作任何修改就能实现具有任意ID标识的VLAN的网络都能组成一个大的VPN网络，方便了组网规划。

为了实现上述目的，本发明公开了一种利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，包括如下步骤：

(1)配置步骤：在交换设备上配置QinQ VLAN交换表；

(2)查询步骤：在QinQ终结时，查询QinQ VLAN交换表得到新的私网VLAN ID；

(3)交换及发送步骤：用新的私网VLAN ID替换原先的数据包中的VLAN ID，并将替换了新的私网VLAN ID的QinQ数据包从出端口发送出去。

其中，所述的QinQ VLAN交换表包括公网VLAN ID、出端口号、私网VLAN ID和交换后的新私网VLAN ID信息，或公网VPN标识、出端口号、私网VLAN ID和交换后的新私网VLAN ID信息，或公网VLAN ID、出端口号、MAC地址、用户地址、以及交换后的VLAN ID信息等。

其中，在配置步骤中，即可以将QinQ VLAN交换表在交换设备中进行统一配置，也可以将该表拆分成在每个端口各配置一个表。

其中，在所述的查询步骤中，通过剥离的外层公网VLAN ID+出端口号+私网的VLAN ID去查询QinQ VLAN交换表，得到新的私网VLAN ID。

其中，所述的查询步骤中，在查询QinQ VLAN交换表前，当QinQ数据包到达QinQ的终端端口上时，先完成QinQ的外层VLAN Tag的剥离，得到私网的VLAN ID。

其中，所述的端口均指逻辑端口，可以是物理存在的端口，也可以是一个虚拟的端口。

其中，所述外层公网VLAN均指最外层公网VLAN。

其中，所述方法既可以由软件来实现，也可以由硬件逻辑电路来实现。

与现有的技术相比，由于采用了本发明技术方案，有效地解决了具有不同VLAN ID的用户网络之间不能灵活互通的问题，能够实现不同地域的VLAN通过QinQ技术组成一个大的VPN网络，而不需要用户对网络配置进行任何更改，并且不同的地域私网可以独立规划自己的VLAN，规划简单、组网灵活。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明进行更详尽的说明。

正如前所述，通过QinQ技术能够让私网的VLAN通过公网来透传，相同VLAN标识的用户私网通过用户的接入交换机与公网的接入交换机相连，不同地域的VLAN 1用户(具有相同的VLAN标识)可以组成一个大的VPN网络，我们称之为VPN A，不同地域的VLAN 2用户(具有相同的VLAN标识，但不同于VLAN 1用户的VLAN标识)同样可以组成另外一个大的VPN网络，我们称之为VPN B。如果不作特别处理，VPN A内部的设备能够实现二层互通，VPN B内部的设备也能实现二层互通，但VPN A和VPN B的设备互相是不能二层互通的，即对于不同地域的LAN只有VLAN标识相同的网络才能在二层实现互通，这样在规划网络时就要对整个VPLS进行VLAN规划。

现有技术的缺点在于要求各地的VLAN要统一规划，若想组成一个VPN网络，则需要将在不同地域的VLAN配置成相同的VLAN ID，这样在组网时就会受到限制。例如同一公司位于A、B两地的市场部需要互连，但因为两地是独立组网的，所以VLAN ID的规划也是独立的，我们假设A地的市场部VLAN ID X，B地的市场部的VLAN ID Y，如果要想将两地的市场部组成一个VPN，则必须修改A地或B地市场部的VLAN ID一致。这样的修改不但需要专业人员才能完成，而且还会对网络使用造成影响，影响业务的开展，由于配置的更改还可能引入新的错误，这对于用户来说是很难接收的。

本发明通过在设备上采用借由QinQ技术实现具有不同VLAN ID标识虚拟交换的办法，使得具有不同的VLAN ID标识的用户网络也能组成一个VPN网络。这样，用户就可不用对网络不作任何修改就能实现具有任意VLAN ID标识的VLAN能组成一个大的VPN网络，实现具有不同VLANID标识的VLAN间的二层互通。

本发明方案分三步来实现上述目的：

1、在路由器、交换机等交换设备上配置QinQ VLAN交换表，如表1所示。VLAN交换表由公网VLAN ID、出端口号、私网VLAN ID和交换后的新私网VLAN ID构成，其中公网VLAN ID+出端口号+私网VLAN ID构成表的关键字。

                    表1QinQ VLAN交换表

公网VLAN ID(A)	出端口号(B)	私网VLAN ID(C)	新私网VLAN ID(D)
				A1	B1	C1	D1
A2	B2	C2	D2
				A3	B3	C3	D3
…	…	…	…

2、当QinQ数据包到达QinQ的终端端口上时，先完成QinQ的外层VLAN Tag的剥离，得到原始的私网VLAN数据包，同时得到私网的VLAN ID，这时以剥离的外层公网VLAN ID+出端口+私网的VLAN ID去查询QinQVLAN交换表，得到新的私网VLAN ID。

3、以新的私网VLAN ID替换原来的私网VLAN ID后从出端口发送出去，这样就实现了私网VLAN的ID交换。

例如：地域A的VLAN 10和VLAN 12通过QinQ与地域B的VLAN 5和VLAN6互连。用户希望A的VLAN 10要与B的VLAN 5组成一个VLAN，A的VLAN12和B的VLAN 6组成另一个VLAN。我们假设A的网络接在公网交换机端口10上，B接在端口1上。其中，以地域A的VLAN 12和地域B的VLAN6组成一个大的VLAN的具体实施方案如下：

根据前述组网要求，按表2所示配置数据。

                    表2QinQ VLAN交换表

公网VLAN ID	出端口号	私网VLAN ID	新私网VLAN ID
				8	1	10	5
8	1	12	6
				8	10	5	10
8	10	6	12

对于从A的VLAN 12发出的数据在进入端口10时进行QinQ封装，加上公网的的VLAN tag，其中外层VLAN ID为8，相应的数据包格式见表3(1)。到达出端口1时QinQ终结，根据“公网VLAN ID 8+出端口号1+私网VLAN ID 12”查找QinQ VLAN交换表，得到新的私网VLAN ID号为VLAN 6，VLAN 12则根据QinQ VLAN交换表被交换成VLAN 6，相应的数据包格式见表4(1)，将新的私网VLAN ID 6数据包出端口1发送出去；

VLAN 6的数据包在端口1进行QinQ封装，其中外层VLAN ID为8，相应的数据包格式见表3(2)。到达端口10时终结QinQ，根据“公网VLAN ID 8+出端口号10+私网VLAN ID 6”查找QinQ VLAN交换表，得到新的私网VLAN ID号为VLAN 12，则VLAN 6根据QinQ VLAN交换表被交换成VLAN 12，相应的数据包格式见表4(2)，将新的私网VLAN ID 12数据包出端口10发送出去，这样两个私网：A地的VLAN 12和B地的VLAN6就实现了二层互访，组成了一个大的VLAN。

同样可以完成VLAN 10和VLAN 5的二层互访。

             表3QinQ封装后数据包格式

             (1)VLAN 12数据包结构

             (2)VLAN 6数据包结构

             表4QinQ终结后的数据包格式

(1)VLAN 12数据包剥离外层标签VLAN 8，交换新的VLAN ID 6。

以太网地址

VLAN 6

网络数据

(2)VLAN 6数据包剥离外层标签VLAN 8，交换新的VLAN ID 12。

以太网地址

VLAN 12

网络数据

对于点到多点的VPLS的情况，此时会涉及到对QinQVLAN交换表中多个VLAN ID的选择。我们可以通过配置出端口号、MAC地址及其他相关信息(如用户地址)等来构成关键字，进而查询得到新的VLAN ID信息，由于此属于现有技术，在此不赘述。

以上仅为本发明介绍的其中一个实施例，本发明可以将QinQ VLAN交换表在交换设备中进行统一配置，也可以将该表拆分成每个端口配置一个表，这样QinQ VLAN交换表的内容中就可以没有端口号，实施方案和技术效果是一样的。

另外，由于在QinQ网络中外层的VLAN与VPN存在一一对应的关系，因此本发明中的QinQ VLAN交换表的关键字“公网VLAN ID”完全可以用“VPN标识”来替换，通过配置“VPN标识+出端口号+私网VLAN ID”构成关键字来定义新的私网VLAN ID，实施方案和技术效果是一样的。

需要说明的是，本发明中所述的端口均指逻辑端口，可以是物理存在的端口，也可以是一个虚拟的端口。而上述利用QinQ技术实现虚拟交换的方法既可以由软件来实现，也可以由硬件逻辑电路来实现。

本发明不仅适用于两层IEEE802.1Q Tag的情况，也适用于封装多层IEEE802.1Q Tag的情况，在后一种情况下，本发明中所述的外层公网VLAN均指最外层公网VLAN。

本发明解决了VLAN标识不同的网络难以在二层实现互通的问题，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、能够实现不同标识的VLAN网络通过QinQ技术组成一个大的VPN网络，用户不需要对网络配置进行任何更改；

2、不同的地域的私网可以独立规划自己的VLAN ID，规划简单、组网灵活。

Claims (8)

1、一种利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配置步骤：在交换设备上配置QinQ VLAN交换表；

(2)查询步骤：在QinQ终结时，查询QinQ VLAN交换表得到新的私网VLAN ID；

(3)交换及发送步骤：用新的私网VLAN ID替换原先的数据包中的VLAN ID，并将替换了新的私网VLAN ID的Q inQ数据包从出端口发送出去。

2、根据权利要求1所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，所述的QinQ VLAN交换表包括公网VLAN ID、出端口号、私网VLANID和交换后的新私网VLAN ID信息，或公网VPN标识、出端口号、私网VLAN ID和交换后的新私网VLAN ID信息，或公网VLAN ID、出端口号、MAC地址、用户地址、以及交换后的VLAN ID信息等。

3、根据权利要求1所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，在配置步骤中，即可以将QinQ VLAN交换表在交换设备中进行统一配置，也可以将该表拆分成在每个端口各配置一个表。

4、根据权利要求1所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，在所述的查询步骤中，通过剥离的外层公网VLAN ID+出端口号+私网的VLAN ID去查询QinQ VLAN交换表，得到新的私网VLAN ID。

5、根据权利要求4所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，所述的查询步骤中，在查询QinQ VLAN交换表前，当QinQ数据包到达QinQ的终端端口上时，先完成QinQ的外层VLAN Tag的剥离，得到私网的VLAN ID。

6、根据权利要求1-5任意一项所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，所述的端口均指逻辑端口，可以是物理存在的端口，也可以是一个虚拟的端口。

7、根据权利要求1-5任意一项所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，所述外层公网VLAN均指最外层公网VLAN。

8、根据权利要求1-5任意一项所述的利用QinQ技术实现虚拟交换的方法，其特征在于，所述方法既可以由软件来实现，也可以由硬件逻辑电路来实现。