单层VLAN，双层VLAN，带优先级的VLAN，说说IEEE标准中的那些事

文章目录

• 标准之争

• • • 单层VLAN
    • 双层VLAN（QinQ）

  • 与VLAN有关的三个标准

• 谁对谁错

• • IEEE802.1ab

  • • 主要特点
    • 应用场景
    • 既然是修订，为什么要单独起编号？
    • 并入IEEE802.1Q

  • IEEE 802.1p

  • • 主要特点
    • 并入IEEE802.1Q

• 结论

• 802.1Q版本更新历史

• • active
  • superseded

• 参考链接

标准之争

关于单层/双层VLAN标准，使用Copilot询问：

单层VLAN和双层VLAN分别属于不同的IEEE标准：

单层VLAN

• 标准 ：IEEE 802.1Q
• 描述 ：定义了虚拟局域网（VLAN）的基本框架和操作，包括VLAN标签的格式和处理方法

双层VLAN（QinQ）

• 标准 ：IEEE 802.1ad
• 描述 ：扩展了IEEE 802.1Q标准，通过在原有的VLAN标签基础上再增加一层VLAN标签，实现VLAN的嵌套和扩展

在 Red Hat 系统中，网卡初始化完成后设置一个 VLAN ID 为 0 的 VLAN 主要是为了保留以太网帧的 802.1P 优先级位。具体来说：

1. 802.1P 优先级位： ● VLAN 0 允许以太网帧携带 802.1P 优先级信息，而不改变 VLAN ID。这样可以在不改变 VLAN 配置的情况下，利用优先级位进行流量控制和服务质量（QoS）管理
2. Trunk 模式： ● 当接口处于 trunk 模式时，VLAN 0 帧可以在不同 VLAN 之间传输，同时保留优先级信息。这对于需要在多个 VLAN 之间传递优先级信息的网络环境非常有用
3. 兼容性： ● 设置 VLAN 0 还可以确保与一些网络设备和协议的兼容性，因为某些设备可能需要处理带有 VLAN 0 的帧 VLAN ID 为 0 并不是无效的，而是有特定用途的保留值。在 802.1Q 标准中，VLAN ID 0 表示帧不属于任何 VLAN，但仍然携带
   802.1P 优先级信息。这种帧被称为“优先级标记帧”（Priority-tagged frame），用于在不改变 VLAN 配置的情况下传递优先级信息

与VLAN有关的三个标准

可见在上面的问答中，与VLAN相关的标准有三个：

1. IEEE802.1Q（单层VLAN）
2. IEEE802.1ad（双层VLAN）
3. IEEE802.1p（带优先级的VLAN）

谁对谁错

那回答的对不对呢？
事实上，这个答案既对也不对，关键在于究竟是基于IEEE802.1Q标准哪个版本来讲。

IEEE802.1ab

首先我们来看看IEEE802.1ab这个标准是什么：

IEEE 802.1ad 是对 IEEE 802.1Q-1998 标准的修订，增加了对提供商桥接（Provider Bridges）的支持。这个标准通常被称为 QinQ 或 堆叠VLAN ，允许在以太网帧中插入多个VLAN标签

主要特点

• 双层VLAN标签 ：QinQ技术允许在一个以太网帧中嵌套多个VLAN标签，使得服务提供商可以在其网络中传输多个客户的VLAN流量
• 提供商桥接 ：通过使用服务VLAN（S-VLAN），服务提供商可以将多个客户的流量隔离开来，同时在其网络中进行高效的流量管理

应用场景

• 城域网（Metro Ethernet） ：QinQ技术广泛应用于城域网中，帮助服务提供商在其网络中高效地管理和隔离客户流量
• 企业网络 ：在大型企业网络中，QinQ可以用于实现更复杂的VLAN划分和流量管理。

IEEE 802.1ad 是对 IEEE 802.1Q 标准的修订，但它被单独命名为 802.1ad 而不是 802.1Q-2022 等年份靠后的名字，主要是因为它引入了一个显著的新功能，即提供商桥接（Provider Bridges）或 QinQ（堆叠VLAN）

既然是修订，为什么要单独起编号？

原因如下：

1. 功能扩展 ：802.1ad 增加了对双层VLAN标签的支持，这是一项重要的功能扩展，而不仅仅是对现有标准的小修订¹(https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1ad)
2. 标准命名惯例 ：IEEE 通常会为引入重大新功能或技术的修订版本分配新的标准编号，以便于区分和引用

并入IEEE802.1Q

802.1ad 于2005年发布，并在2011年被并入到802.1Q标准中。这种命名方式帮助网络工程师和开发者更清晰地理解和应用这些技术

IEEE 802.1p

IEEE 802.1p 是一个用于在网络中实现服务质量（QoS）的标准。它通过在以太网帧的VLAN标签中使用3位优先级代码点（PCP）字段来标识数据包的优先级.这3位字段允许定义8个不同的优先级级别，从0（最低）到7（最高），用于区分不同类型的流量

主要特点

• 优先级代码点（PCP） ：3位字段，允许定义8个优先级级别。
• 服务质量（QoS） ：通过优先级级别，网络设备可以根据数据包的重要性进行流量管理和调度。
• 应用场景 ：常用于需要区分不同类型流量的网络环境，如语音、视频和数据流量的优先级管理

通过使用802.1p，网络可以更有效地管理流量，确保关键应用的数据包优先传输，从而提高整体网络性能和用户体验

并入IEEE802.1Q

IEEE 802.1p 的优先级标记功能已经被合并到 IEEE 802.1Q 标准中。具体来说，这一合并发生在 IEEE 802.1Q-1998 版本中。从那时起，802.1Q 标准就包含了 802.1p 的优先级代码点（PCP）字段，用于实现服务质量（QoS）。

结论

当基于IEEE802.1Q-2022版本时，我们可以得出：不管是单层VLAN、双层VLAN，还是带优先级的VLAN，统统都是IEEE802.1Q。

当前已发布的完整版本IEEE802.1Q版本是2022，802.1Q-2018的维护卷，包含了802.1Qcc, 802.1Qcp, 802.1Qcy， 802.1Qcr和802.1Qcx在内的修订内容。

在IEEE802.1Q-2022之后，还有如下一些版本，用于单独对2022版本某些章节进行修订，这些版本更新也会在将来某个时间继续出维护卷，合并所有更新。
Approved: 802.1Qdx-2024 - Aug 23, 2024（最近修订）
Draft: P802.1Qdy/D2.0, June 2024 - Jun 05, 2024
Approved: 802.1Qdj-2024 - May 31, 2024
Approved: 802.1Qcw-2023 - Nov 17, 2023
Approved: 802.1Qcj-2023 - Nov 17, 2023
Approved: 802.1Qcz-2023 - Aug 04, 2023

802.1Q版本更新历史

active

Approved: 802.1Qdx-2024 - Aug 23, 2024（Most Recent）
Draft: P802.1Qdy/D2.0, June 2024 - Jun 05, 2024
Approved: 802.1Qdj-2024 - May 31, 2024
Approved: 802.1Qcw-2023 - Nov 17, 2023
Approved: 802.1Qcj-2023 - Nov 17, 2023
Approved: 802.1Qcz-2023 - Aug 04, 2023
Approved: 802.1Q-2022 - Dec 22, 2022
Approved: 8802-1Q-2020 - Aug 21, 2020
Draft: P802.1Qca/D2.1, Jun 2015 - Sep 04, 2015
Draft: P802.1Qca/D2.0 Apr 2015 - Jun 25, 2015

superseded

802.1Qcr-2020 - Nov 06, 2020
802.1Qcx-2020 - Oct 05, 2020
802.1Qcy-2019 - Jun 04, 2019
802.1Qcc-2018 - Oct 31, 2018
802.1Qcp-2018 - Sep 14, 2018
802.1Q-2018 - Jul 06, 2018
Redline: 802.1Q-2018 - Jul 06, 2018
802.1Qci-2017 - Sep 28, 2017
802.1Qch-2017 - Jun 28, 2017
802.1Qbz-2016 - Sep 30, 2016
802.1Qbu-2016 - Aug 30, 2016
802.1Qbv-2015 - Mar 18, 2016
8802-1Q-2016 - Mar 15, 2016
802.1Qca-2015 - Mar 11, 2016
802.1Q-2014/Cor 1-2015 - Jan 12, 2016
802.1Qcd-2015 - Mar 13, 2015
802.1Q-2014 - Dec 19, 2014
802.1Qbp-2014 - Apr 07, 2014
802.1Q-2012 - Dec 13, 2012
802.1Q-2011/Cor 2-2012 - Nov 02, 2012
802.1Qbg-2012 - Jul 05, 2012
802.1aq-2012 - Jun 29, 2012
802.1Qbf-2011 - Dec 23, 2011
802.1Qbb-2011 - Sep 30, 2011
802.1Qaz-2011 - Sep 30, 2011
802.1Qbc-2011 - Sep 23, 2011
802.1Qbe-2011 - Sep 16, 2011
802.1Q-2011 - Aug 31, 2011
802.20b-2010 - Nov 19, 2010
802.1Qat-2010 - Sep 30, 2010
802.1Qau-2010 - Apr 23, 2010
802.1Qav-2009 - Jan 05, 2010
802.1Qav-2009 - Jan 05, 2010
802.1aj-2009 - Dec 30, 2009
802.1Qay-2009 - Aug 05, 2009
802.1Qaw-2009 - Jul 25, 2009
802.1ap-2008 - Mar 09, 2009
802.1Q-2005/Cor 1-2008 - Oct 15, 2008
802.1ah-2008 - Aug 14, 2008
802.1ag-2007 - Dec 17, 2007
802.1ak-2007 - Jun 22, 2007
802.1ad-2005 - May 26, 2006
802.1Q-2005 - May 19, 2006
802.1s-2002 - Dec 31, 2002
802.1v-2001 - May 31, 2001
802.1u-2001 - May 04, 2001
802.1Q-1998 - Mar 08, 1999

参考链接

1. https://ieeexplore.ieee.org/document/6606799/versions#versions
2. https://1.ieee802.org/maintenance/p802-1q-rev/