电信运营商城域网架构关键技术-QinQ双层标签

QinQ技术的应用场景:

在运营商的网络中每一个用户都需要放入一个单独的VLAN中,以便实现进行各用户之间的隔离,但是由于802.1q中VLAN TAG只有12比特,导致 vlan数量最多只能有4096个无法满足城域网中大量用户的隔离需求,这时就用到了QinQ技术。

QinQ技术是通过在原有的802.1q的基础上增加了一层802.1q标签来实现的,使得VLAN数量扩展到4094 * 4094个。如下图:

下面通过实验来详细说明,通过华为设备在运营商城域网中如何部署QINQ技术。

实验拓扑

使用eNSP模拟器(版本V100R002C00 1.2.00.370)

环境描述

城域网用户的接入大致拓扑为:BRAS设备(理解为路由器,只是多了宽带接入功能)→OLT设备(理解为一个大交换机就行了)→分光器(纯物理层设备)→ONU设备(理解为用户接入交换机就行了)→家庭用户,如上图所示通过在ONU设备上划分VLAN对用户进行隔离,每个用户属于一个VLAN,如果这样的话,一台OLT下的VLAN ID明显不够用,图中只接了2个ONU设备,在真实环境下一台OLT的下面一定挂着很多ONU设备这时4096个VLAN肯定不够用的,这时可以使用QinQ技术解决OLT下VLAN ID不够的问题!因为两层标签的情况下,VLAN的数量可以达到4096*4096个,一台OLT设备下不可能挂这么多的用户的。

实验规划

Win7 (VLAN 100):192.168.100.10/24

C2 (VLAN 200):192.168.100.20/24

C3 (VLAN 300):192.168.200.10/24

C4 (VLAN 400):192.168.200.20/24

OLT  G0/0/1 (VLAN 10)

OLT  G0/0/2 (VLAN 20)

实验需求

1.在OLT设备上配置QinQ解决VLAN ID不够问

2.在BRAS设备上配置子接口脱两层标签终结VLAN

3.在BRAS设备上配置PPPOE拨号功能,模拟实现家庭用户拨号上网。

4.抓包分析PPPOE报文。

实验配置

SW1配置:都是基本的交换要常规配置

<SW1>system-view

[SW1]vlanbatch 100 200

[SW1]inte0/0/1

[SW1-Ethernet0/0/1]portlink-type access

[SW1-Ethernet0/0/1]portdefault vlan 100

[SW1-Ethernet0/0/1]inte0/0/2

[SW1-Ethernet0/0/2]portlink-type access

[SW1-Ethernet0/0/2]portdefault vlan 200

[SW1-Ethernet0/0/2]intg0/0/1

[SW1-GigabitEthernet0/0/1]portlink-type trunk

[SW1-GigabitEthernet0/0/1]porttrunk allow-pass vlan 100 200

SW2配置:

<SW2>system-view

[SW2]vlanbatch 300 400

[SW2]inte0/0/1

[SW2-Ethernet0/0/1]portlink-type access

[SW2-Ethernet0/0/1]portdefault vlan 300

[SW2-Ethernet0/0/1]inte0/0/2

[SW2-Ethernet0/0/2]portlink-type access

[SW2-Ethernet0/0/2]portdefault vlan 400

[SW2-Ethernet0/0/2]intg0/0/1

[SW2-GigabitEthernet0/0/1]portlink-type trunk

[SW2-GigabitEthernet0/0/1]porttrunk allow-pass vlan 300 400

OLT配置:

[OLT]vlanbatch 10 20

[OLT]intg0/0/1

[OLT-GigabitEthernet0/0/1]portlink-type dot1q-tunnel      //配置端口类型为dot1q-tunnel

[OLT-GigabitEthernet0/0/1]portdefault vlan 10               //配置外层VLAN ID(这里使用的是静态的外层VLAN标记技术,现网通常使用灵活QINQ技术打外层标签)

[OLT-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/2

[OLT-GigabitEthernet0/0/2]portlink-type dot1q-tunnel

[OLT-GigabitEthernet0/0/2]portdefault vlan 20

[OLT-GigabitEthernet0/0/3]portlink-type trunk                 //配置端口类型为TRUNK

[OLT-GigabitEthernet0/0/3]porttrunk allow-pass vlan 10 20    //允许VLAN 10 VLAN 20流量通过,简称上行口透传业务VLAN

BRAS配置:

[BRAS]intg0/0/0.10             //配置子接口

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.10]qinqtermination pe-vid 10 ce-vid 100 to 200   //配置终结双层TAG  pe-vid为外层TAG,ce-vid为内层TAG

在最新版的华为模拟器中只有Router路由器支持终结多个内层VLAN,在AR系列路由器中是没有”to vlan-id”命令的。

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.10]ipadd 192.168.100.1 24

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.10]intg0/0/0.20

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.20]qinqtermination pe-vid 20 ce-vid 300 to 400

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.20]ipadd 192.168.200.1 24

用win7  ping BRAS设备,并在OLT的G0/0/3端口上抓包验证

会发现有2层VLAN 标签,外层为VLAN10,内层为VLAN100(PC1)

用C3 ping BRAS设备,并在OLT G0/0/3端口上抓包验证

如图外层为LAN 20,内层为VLAN 300(PC3)

通过以上验证说明QinQ配置生效,现在OLT设备上一个端口下就可以挂4094个VLAN(华为设备0和4095保留了)

这里思考一个问题:我用win 7ping BRAS的时候是双层TAG,那么BRAS回包的时候是否有TAG呢?如果有,那BRAS是如何区分内层TAG到底是VLAN 100 还是 VLAN 300 的呢?

抓取一个ICMP的reply报文

通过上图可以发现BRAS的回报依然是双层TAG,那么他是如何区分内层VLAN是VLAN 100 还是 VLAN 200 呢?

在BRAS上通过命令“display arp”来查看ARP表

通过上图可以得出结论如下结论

BRAS对于下行的数据流,根据ARP表项信息,对IP报文进行MAC地址及双层VLAN封装!

 

PPPOE配置:

BRAS配置

[BRAS]aaa

[BRAS-aaa]authentication-scheme test   //配置认证方案,名称为test

[BRAS-aaa-authen-test]authentication-mode local //配置认证模式为本地认证

[BRAS-aaa-authen-test]quit

[BRAS-aaa]domain pppoe                  //指定一个域名

[BRAS-aaa-domain-pppoe]authorization-schemetest   //配置域的认证方案,名称必须为已认证的方案名称

[BRAS-aaa-domain-pppoe]quit

[BRAS-aaa]local-user jack password cipherabc123   //创建一个拨号账号

[BRAS-aaa]local-user jack service-type ppp            //将账号类型设为PPP

[BRAS-aaa]quit

[BRAS]ip pool pppoe                             //创建一个地址池

[BRAS-ip-pool-pppoe]gateway-list 10.10.10.1    //配置地址池出口的网关地址

[BRAS-ip-pool-pppoe]network 10.10.10.0 mask24   //配置地址池范围

[BRAS-ip-pool-pppoe]quit

[BRAS]interface Virtual-Template 1          //创建一个虚拟接口模板视图

[BRAS-Virtual-Template1]ip address 10.10.1.124  //配置虚拟接口地址,该地址必须和地址池内地址在同一段

[BRAS-Virtual-Template1]remote address poolpppoe //指定为客户机分配地址的地址池

[BRAS-Virtual-Template1]pppauthentication-mode pap domain pppoe

//配置验证方式为pap,指定用户采用pppoe域认证

[BRAS-Virtual-Template1]ppp ipcp dns 8.8.8.8  //配置DNS

[BRAS-Virtual-Template1]quit

[BRAS]interface g0/0/0.10

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.10]pppoe-serverbind virtual-template 1

//在接口上启用PPPOE协议并绑定虚拟接口认证

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.10]intg0/0/0.20

[BRAS-GigabitEthernet0/0/0.20]pppoe-serverbind virtual-template 1

Win7拨号验证

通过验证发现拨到的地址为地址池范围内的地址,DNS为BRAS指定的DNS说明配置生效。

抓包分析PPPOE报文

PPPOE分为“发现阶段和会话阶段”

发现阶段分为如下4个报文:

客户端广播请求PADI,查找网络中的服务器

服务器响应PADO,将自己的一些信息告知客户端

客户端向此服务器发送PADR,请求会话号

服务器端响应PADS,将分配的会话号告知对方

PPPOE发现阶段主要的任务就是请求会话号

四种报文

PADI

PADO

PADR

PADS

PPPOE会话阶段

会话阶段有三个过程:

LCP协商:完成二层的建链和参数协商

认证:主要使用PAP(明文)\CHAP(密文)\MSCHAP

NCP协商:使用IPCP协议,完成三层的配置

数据传输

LCP协商阶段

LACP认证

总结:通过本实验可以知道运营商的城域网,每个家庭用户之间是通过用户VALNC-VLAN)相互隔离的,即使你家和邻居家连接到同一台ONU设备,由于VLAN不同也是相互隔离的。在上层的OLT或者汇聚层交换机上,为了保证VLAN数量够用,需要使用到第二层标签,称为运营商VLANP-VLAN)再次隔离。带着两层标签的用户业务数据到达路由器BRAS后,会通过终结两层标签的方式取出三层数据。同时运营商网络为了实现用户的身份验证和计费等操作,使用了PPPOE技术。

时间: 2024-10-23 21:00:53

电信运营商城域网架构关键技术-QinQ双层标签的相关文章

【高级】思科设备部署电信运营商城域网架构及配置实战

实验拓扑: GNS3 0.8.6 + c3725-adventerprisek9-mz.124-15.T5 实验要求: 1.   通过ISIS协议将AS内部的直连和环回口路由宣告. 2.通过配置IBGP协议建立邻居将所有的用户业务路由(大客户和PPPOE拨号)宣告. 3.通过配置路由反射器实现市内.省内业务路由互传. 4.通过建立EBGP邻居实现全省和国干互联网路由互传. 5.通过配置黑洞路由实现用户业务网段聚合. 实验步骤及验证: 1.接口及ip地址规划: 路由器 接口 ip地址 R1 F0/

思科设备实现运营商城域网架构ISIS+BGP+IPV6综合实验

使用GNS3 0.8.6版本模拟器(c3725-adventerprisek9-mz.124-15.T5.image) 实验拓扑: 实验要求: 1.   通过ISIS协议将AS内部的直连和环回口路由宣告. 2.通过配置IBGP协议建立邻居将所有的用户业务路由(大客户和PPOE拨号)宣告. 3.通过配置路由反射器实现市内.省内业务路由互传. 4.通过建立EBGP邻居实现全省和国干互联网路由互传. 5.通过配置黑洞路由实现用户业务网段聚合. 6.实现城域网网络架构由ipv4向ipv6平滑过渡. 实验

上海移动专线和其它电信运营商做对比和比较

上海移动专线介绍: SDH透明传输专线.高带宽传输MSTP专线.DDN数字数据专用电路 (适用于数据传输,各个行业应用包括:连锁机构,医疗行业,集团内网,社保网络等) 1.SDH是透明传输专线,目前使用较多大部分使用2M为多.2M到8M要用协议转换器绑定. 2.高带宽传输一般使用MSTP专线或MPLS VPN给用户的是光纤转以太接口.接入方便扩容平滑 3.低于2M使用DDN,FR或ELAN专线一般是V.35接口. 专线(电路)出租业务是上海移动依托城域网传输资源,为客户提供点对点的数字电路连接服

当电信运营商与国产手机操作系统命运串联

微信电话本推出的网络电话功能让太多的围观群众高潮了,即使大多数业内人士都不认为其在短时间内有撼动运营商的能力,但长远来看,运营商费力搭建的移动网络撑起的移动互联网产业正一步步反向蚕食运营商的利益. 电信运营商的"危" 若仅论营收,三大运营商去年总营收12555亿元,零头都比BAT总和约1336亿元的营收多,不过,看净利润的话,差距就没那么明显了,分别是1446亿元和448亿元.其实,更值得运营商注意的是BAT三家在移动端的表现. 根据BAT最近的Q3财报来看,百度来自移动端搜索流量持续

谷歌提升虚拟运营商逼格,传统电信运营商的好日子到头?

一年一度的巴塞罗那世界移动通信展(MWC)上,互联网企业成为主角,谷歌和Facebook分别发布了自己向移动无线网络进军的计划,让全球运营商们都 出了一身冷汗:将蜂窝网络与Wi-Fi无缝切换,这才是真正的狼来了.尽管在不同的场合,谷歌产品高级副总裁桑达尔·皮查伊和Facebook的创始人扎 克伯格都对电信运营商示好,但我相信,这不过是大电影中的灰太狼,互联网企业与电信运营商的关系,最终仍会像在喜羊羊与灰太狼在日播的动画片中一样斗智斗 勇. 先看看谷歌和Facebook准备做什么,据谷歌说,新服务

电信运营商将要告别“大手大脚拉客”时代

时下运营商走入了一种误区,即以比拼营销来代替技术升级,大量用户其实还停留在2G时代,却被忽悠为3G或4G,而运营商忽视了实实在在的技术提升和基础建设,使得大量3G用户在体验上缺乏良好感受,也直接让用户对4G普遍无感 文/张书乐 7月1日和13日,广东白云机场的两个电信贵宾厅分别悄然关闭.事实上,中国移动.中国电信.中国联通三大电信运营商在全国各地机场.火车站加起来至少100家的贵宾厅会在近段时间内相继停业关门.然而,这只是电信运营商大动作的一隅,更猛烈的风暴还在其后.近日有报道称,国资委向三大运

【转帖】【芯历史】从七雄割据到三分天下,电信运营商的往事要从那时说起

[芯历史]从七雄割据到三分天下,电信运营商的往事要从那时说起 https://www.ijiwei.com/html/news/newsdetail?source=pc&news_id=731593 Jimmy·10-17 11:03·老杳吧 来源: 爱集微 点击进入专题报道: [芯历史]不可遗忘的手机操作系统:塞班编年史 集微网消息(文/Jimmy),现代人对手机的依赖从某种程度上算是通信进化史的一个缩影.若干年前,手机作为功能机,执行着通信工具最基础的任务,即打电话,发短信.2G时代,无论对

电信运营商的云机遇-【软件和信息服务】2015.01

云计算时代来临,所有电信运营商都感觉到了巨大的压力.据运营商自己预测,2015年数据业务的收入将超过语音业务,传统的电信业务下滑的趋势已经无法抗拒.当然,所有的电信运营商都在计划ICT融合之旅,都开始部署自己的云计划.这似乎是无奈之举,OTT厂商和互联网起家的公有云厂商正两面夹击电信运营商,难道电信运营商就只能任"云"宰割了吗? 其实,电信运营商的传统业务都已经开始向云计算迁移,通过云计算大幅度降低了原来传统IT的成本.比如:通过构建资源池,大幅度提高IT硬件的利用率,比如x86服务器

[转]用Whois获得电信运营商的IP地址是如何分配的?

[转]用Whois获得电信运营商的IP地址是如何分配的? Linux下获得一些中国电信运营商的IP地址分配情况: APNIC是管理亚太地区IP地址分配的机构,它有着丰富准确的IP地址分配库,同时这些信息也是对外公开的,并提供了一个查询工具,下面就让我们看看如何在Linux下获得一些中国基础电信运营商(网通.电信.铁通.教育网)的IP地址分配情况: (我们平时用whois查询是知道域名或IP查信息, 这里用的是知道地理区域批量查IP及其信息) wget http://ftp.apnic.net/a