IEEE 802.1Q封装的VLAN数据帧格式_vlan帧格式

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简介
本文简要介绍了VLAN数据帧格式和QinQ报文封装格式。

VLAN数据帧格式
要使交换机能够分辨不同VLAN的报文，需要在报文中添加标识VLAN信息的字段。IEEE 802.1Q协议规定，在以太网数据帧的目的MAC地址和源MAC地址字段之后、协议类型字段之前加入4个字节的VLAN标签（又称VLAN Tag，简称Tag），用于标识数据帧所属的VLAN。VLAN标签在VLAN数据帧中的位置如图1-1所示。

图1-1 IEEE 802.1Q封装的VLAN数据帧格式

在一个VLAN交换网络中，以太网帧主要有以下两种形式：

有标记帧（Tagged帧）：加入了4字节VLAN标签的帧。

无标记帧（Untagged帧）：原始的、未加入4字节VLAN标签的帧。

以太网链路包括接入链路（Access Link）和干道链路（Trunk Link）。接入链路用于连接交换机和用户终端（如用户主机、服务器、傻瓜交换机等），只可以承载1个VLAN的数据帧。干道链路用于交换机间互连或连接交换机与路由器，可以承载多个不同VLAN的数据帧。在接入链路上传输的帧都是Untagged帧，在干道链路上传输的数据帧都是Tagged帧。

交换机内部处理的数据帧一律都是Tagged帧。从用户终端接收无标记帧后，交换机会为无标记帧添加VLAN标签，重新计算帧校验序列(FCS)，然后通过干道链路发送帧；向用户终端发送帧前，交换机会去除VLAN标签，并通过接入链路向终端发送无标记帧。

VLAN标签包含4个字段，各字段含义如表1-1所示：

QinQ报文封装格式
因为IEEE 802.1Q中定义的VLAN Tag域只有12个比特，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，于是产生了QinQ技术，拓展VLAN的数量空间。QinQ在原有的802.1Q报文的基础上增加一层802.1Q标签，使得VLAN数量增加到4094×4094。

在公网的传输过程中，设备只根据外层VLAN Tag转发报文，并根据报文的外层VLAN Tag进行MAC地址学习，而用户的内层VLAN Tag将被当作报文的数据部分进行传输。QinQ的内外层标签可以代表不同的信息，如内层标签代表用户，外层标签代表业务。

图1-2 802.1Q封装和QinQ封装

帧大小

QinQ报文比802.1Q报文多四个字节，因此建议用户在组网时适当增加运营商网络中各接口的最大帧长（至少为1504 字节）。目前交换机缺省支持的最大帧长超过1504字节，不需要手动配置。

TPID

不同运营商的系统可能将QinQ帧外层VLAN标记的TPID设置为不同值。为实现与这些系统的兼容性，可以修改TPID值，使QinQ帧发送到公网时，承载与特定运营商相同的TPID值，从而实现与该运营商设备之间的互操作性。VLAN数据帧的TPID与不带VLAN标记的帧的协议类型字段位置相同，为避免在网络中转发和处理数据包时出现问题，不可将TPID值设置为表1-2中的任意值。

表1-2 协议类型字段数值及其表示的协议