VLAN（虛擬局域網）技術允許用戶進行通信而不受距離和物理位置的限制，從而大大簡化了網絡管理。
但是，隨著設備和用戶數量的大規模增長，由於最大4094個VLAN的可擴展性有限以及對可用網絡鏈路的利用效率低下，VLAN不再能夠滿足網絡規模不斷增長的需求。因此，VXLAN（虛擬可擴展LAN）和QinQ技術應運而生。
在本文中，將對這三種技術進行說明和比較。
概述
VLAN
VLAN是一種將網絡劃分為多個廣播域的技術。在每個廣播域中，用戶可以彼此自由通信。對於不同VLAN之間的連接，VLAN標記和VLAN間路由是用戶必須知道的兩個必要術語。
VLAN標記是在幀穿過VLAN中繼端口時在幀中添加特殊標記，以允許來自不同VLAN的幀交叉。它的標記方法之一是IEEE 802.1Q。
靈活QinQ
QinQ，也稱為堆棧VLAN或雙VLAN，由IEEE 802.1ad標準化。它用兩層封裝了VLAN標籤-專用網絡的內部標籤和公共網絡的外部標籤。
隨著網絡中用戶的增加，需要大量的VLAN ID。使用IEEE 802.1Q的傳統VLAN標記無法識別和隔離正在擴展的城域以太網工作中的用戶數據。因此，使用QinQ可以將VLAN號擴展到4096×4096，可以有效地保存公共VLAN ID。
QinQ報文格式固定。通常，將802.11Q標記的數據包封裝在另一個802.1Q標記中，該名稱就是“ QinQ”的名稱。
在傳輸過程中，數據包根據公共網絡上的外部VLAN標記轉發。內部VLAN標記被用作也在公共網絡上傳輸的數據。通過這種雙標籤形式，QinQ數據包比普通802.1Q VLAN標記數據包多四個字節。
QinQ實現有兩種：基本QinQ和選擇性QinQ。
基本QinQ是基於端口的標記方式。當數據包到達啟用了VLAN VPN的接口時，交換機將使用其默認VLAN標籤對數據包進行標記。傳入的數據包是否被標記都沒有關係。如果已被標記，則它將具有雙VLAN標記；如果沒有，它將在交換機端口上帶有單個VLAN標籤。
靈活QinQ擁有基本QinQ的功能，但更加靈活。它可以根據MAC地址，IP協議，源IP地址和VLAN標籤識別數據包的內部VLAN標籤，然後確定應添加哪個標籤。
VXLAN
VXLAN也稱為虛擬可擴展LAN，旨在通過使用MAC用戶數據報協議（MAC-UDP）封裝在第3層網絡之上提供第2層覆蓋網絡。
簡單來說，VXLAN可以提供與VLAN相同的服務，但具有更大的可擴展性和靈活性。類似於QinQ，VXLAN數據包也具有相對固定的格式。
VXLAN報頭：由24位VNID組成，用於標識第2層網段並保持網段之間的第2層隔離。VNID中的所有24位都定義了VXLAN最多可以支持1600萬個LAN段的數量。
外部UDP頭：VTEP（VXLAN隧道端點）在UDP頭中分配源端口，而目標端口通常是UDP端口4789。
外部IP標頭：它具有與內部幀源關聯的源VETP的源IP地址。
外部以太網頭：外部以太網頭具有與內部幀源關聯的VTEP的源MAC地址。
區別
VLAN已用於解決不同的問題，例如第2層網絡隔離，泛洪和用作路由接口。VLAN支持功能現已在大多數系統和網絡設備（如以太網交換機，路由器和防火牆）中提供。但是，本文的比較主要集中在VLAN標記上。為了實現不同VLAN之間的通信，VLAN標記是必不可少的部分。
如上所述，VLAN標記使用協議IEEE 802.1Q或ISL（交換機間鏈接）來標記流經不同VLAN的幀。用此方法標記的幀只有一個標記。
但是，與VLAN相比，QinQ技術更加靈活。一方面，它可以有選擇地將標籤添加到傳入的幀或數據包。另一方面，外部VLAN標記解決了VLAN ID受限的問題。獨特的內部標籤避免了專用VLAN ID和公用VLAN ID之間的衝突，從而為小型或大型企業網絡提供了簡單的第2層VPN解決方案。
注意：VLAN屬於公共網絡
對於VXLAN，它在某種程度上提供了與QinQ相同的功能，但其工作層具有更高的可擴展性。
VXLAN通過MAC-in-UDP封裝數據包，極大地擴展了第2層網絡。眾所周知，隨著雲計算的發展，租戶對網絡建設（尤其是虛擬數據中心）的要求越來越高，這增加了對第2層網絡的需求。
MAC-in-UDP支持使用24位VIND，這使數據中心可以容納多個租戶並打破物理距離限制和部署。這就是為什麼近年來VXLAN在雲計算和虛擬化數據中心變得越來越流行的原因。
但是，與VLAN和QinQ相比，VXLAN技術更昂貴，更復雜。因此，並非所有的VLAN交換機都支持此功能。
結論
隨著VLAN技術和第2/3層網絡的飛速發展，必將出現更多高級網絡管理技術。像QinQ和VXLAN一樣，並非所有技術都是平等創建的。它們都是為解決當前問題而誕生的，它們將為當今和未來的網絡帶來更多便利。
閱讀更多 SPOTO—思科華為培訓 的文章
