QinQ: Pasar un trunk a través de una vlan

Q in Q, o dot1q tunneling es una tecnología principalmente destinada a operadores, y como en casi todas las tecnologías de operador, permite sacar mucho mas rendimiento a la tecnología.

¿En que consiste Q in Q?

Q in Q consiste en hacer un tunnel, el cual permite que usando como transporte una única VLAN(Vlan que estará en la red del operador) transportar todas las VLAN de un trunk 802.1q de un cliente. Es simplemente un sistema de VPN de nivel 2 para cliente, que usa como transporte una red de nivel 2 en el lado de operador.

¿Como funciona?

Intentando no hacer un artículo infumable diremos que lo que hace es añadir doble etiquetado de VLAN, osea a parte del etiquetado de 802.1q que usa el cliente, nosotros volvemos a poner nuestro etiquetado de 802.1q, de este modo cuando los paquetes atraviesan la red del operador lo único a lo que se va a hacer caso es al etiquetado 802.1q de operador, y cuando se llega al otro extremo del tunnel se quita ese etiquetado, y se entrega un trunk normal y corriente.

¿Seguridad? 

Tu estás en una red, tu tráfico se encapsula sin prestar atención a lo que hay dentro, es a todos los efectos una VPN de nivel 2.

¿VPLS o Q-in-Q?

VPLS se basa sobre MPLS, el backbone MPLS permite provisionar circuitos de nivel 2 o 3 a nivel nacional, internacional, o lo que abarque el operador. Q-in-Q esta pensado para entornos MAN, en los cuales el operador transporta el tráfico sobre enlaces de nivel 2, no hablamos de MPLS, ni de routing ni nada. Es el ejemplo claro de MetroEthernet. Dicho lo cual, se pueden combinar MPLS y Q-in-Q, pero eso es otra historia.

Ejemplo de configuración:

PE del Site 1:

int gi1/1 <----contra el cliente A en el site 1
switchport access vlan 10 <---vlan de operador sobre la que transportaremos el trunk
switchport mode dot1q-tunnel
l2protocol-tunnel cdp <----los protocolos son a nivel del tunel, por tanto simplemente hacemos bypass de ellos
l2protocol-tunnel stp
l2protocol-tunnel vtp

int gi1/2 <----contra el cliente B en el site 1
switchport access vlan 20<---vlan de operador sobre la que transportaremos el trunk
switchport mode dot1q-tunnel
l2protocol-tunnel cdp
l2protocol-tunnel stp
l2protocol-tunnel vtp

int Tengiga 1/1<---interfaz sobre la que transportaremos nuestras vlanes de operador
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10,20<--- vlanes de operador, cada una transporta una VPN de cliente

PE del Site 2:

int gi1/1 <----contra el cliente B en el site 2
switchport access vlan 20 <---vlan de operador sobre la que transportaremos el trunk
switchport mode dot1q-tunnel
l2protocol-tunnel cdp <----los protocolos son a nivel del tunel, por tanto simplemente hacemos bypass de ellos
l2protocol-tunnel stp
l2protocol-tunnel vtp


int gi1/2 <----contra el cliente A en el site2
switchport access vlan 10<---vlan de operador sobre la que transportaremos el trunk
switchport mode dot1q-tunnel
l2protocol-tunnel cdp
l2protocol-tunnel stp
l2protocol-tunnel vtp

int Tengiga 1/1<---interfaz sobre la que transportaremos nuestras vlanes de operador

switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10,20<--- vlanes de operador, cada una transporta una VPN de cliente

¿Implicaciones de Spanning Tree?

El cliente interactuará entre sus lans como si fuesen switches directamente conectados, a efectos prácticos es como una LAN. Por tanto el cliente con su STP, y el operador con el suyo propio, por supuesto cualquier cambio de STP en el proveedor afecta al cliente en forma de corte.

MST: Otra evolución de spanning tree(802.1s)

 Este artículo es una introducción a MST, no pretende abarcar todo el contenido de MST, pero sirve como una guia introductoria, con sus comandos básicos, y si gusta, quizá haya mas artículos sobre MST.

Spanning Tree desde que fue dado a luz hace muchos años ha sufrido muchas evoluciones, dichas evoluciones van siempre orientadas a hacer un poco mas llevable un protocolo que desde la perspectiva de diseño siempre ha sido poco flexible.

MST es una de estas evoluciones, en realidad el MST 802.1s es una evolución de rapid spanning tree. MST aborda el hecho de que resulta un malgasto de recursos el tener una instancia de spanning tree, con su root, y su calculo del mejor camino para cada vlan, sobre todo cuando en el 99% de las LAN tienen la misma topología para todas las vlan, o como mucho una topología con un root para las pares, y otra para las impares, de cara al balanceo de carga.

Lo cierto es que cuando hay un cambio de topología porque un trunk se cae, en los spanning tree "tradicionales" se produce una marabunta de bpdu's que inundan la red, calculos independientes por vlan de root, y seamos realistas, es poco práctico.

MST en lo que consiste a grandes rasgos es, en lugar de tener una instancia de spanning tree para todas las vlan como el STP tradicional, ni tampoco tener una instancia de spanning tree para cada vlan, coge el concepto de ambos y lo funde. Una instancia de spanning tree para cada "grupo" de vlans.

En MST se crean instancias, una es la instancia de STP por defecto, que es la instancia 0, o tambien conocida como IST.

Configuración:

spanning-tree mode mst <---- activa MST
spanning-tree mst configuration
name <nombre_de_la_region>
revision <numero> <----al estilo VTP 
instance <numero> vlan <vlans_metidas_en_la_instancia>

La gran putada de MST es que hay que ir configurandolo igual switch por switch, y si la pifias los puertos empezaran a bloquearse porque los switches se veran entre ellos como regiones diferentes, por lo que para muchas redes resulta poco escalable. Para un entorno de operador, o un entorno muy estable quizá si resulta adecuado ya que ahorra recursos, aunque las migraciones a MST suelen ser complicadas.

Añadir ya de paso como nota positiva que VTP versión 3 permite la propagación de la información de MST, lo cual quitaría el principal handicap de MST.

Ejemplo:

Dos switches y alguno mas colgando que tendría la configuración basica de MST, pero nada de prioridades de root.

Switch 1:

spanning-tree mst configuration
 name ARBOL
 revision 1
 instance 1 vlan 17, 39, 45
 instance 2 vlan 24, 56, 100
!
spanning-tree mst 1 priority 24576  <---root para la instancia 1
spanning-tree mst 2 priority 28672  <---backup root instancia 2

Switch 2:

spanning-tree mst configuration
 name ARBOL
 revision 1
 instance 1 vlan 17, 39, 45
 instance 2 vlan 24, 56, 100
!
spanning-tree mst 1 priority 28672<---backup root instancia 1
spanning-tree mst 2 priority 24576<---root para la instancia 2

Output de switch 1:

show spanning-tree

MST0
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    32768
             Address     aabb.cc00.0700
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32768  (priority 32768 sys-id-ext 0)
             Address     aabb.cc00.0700
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Desg FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Desg FWD 2000000   128.68   Shr

         
MST1
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    24577
             Address     aabb.cc00.0700
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    24577  (priority 24576 sys-id-ext 1)
             Address     aabb.cc00.0700
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Desg FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Desg FWD 2000000   128.68   Shr

         
MST2
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    24578
             Address     aabb.cc00.0800
             Cost        2000000
             Port        67 (Ethernet2/2)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    28674  (priority 28672 sys-id-ext 2)
             Address     aabb.cc00.0700
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Root FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Altn BLK 2000000   128.68   Shr

Output switch 2

show spanning-tree

MST0
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    32768
             Address     aabb.cc00.0700
             Cost        0
             Port        67 (Ethernet2/2)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    32768  (priority 32768 sys-id-ext 0)
             Address     aabb.cc00.0800
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Root FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Altn BLK 2000000   128.68   Shr

         
MST1
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    24577
             Address     aabb.cc00.0700
             Cost        2000000
             Port        67 (Ethernet2/2)
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    28673  (priority 28672 sys-id-ext 1)
             Address     aabb.cc00.0800
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Root FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Altn BLK 2000000   128.68   Shr

         
MST2
  Spanning tree enabled protocol mstp
  Root ID    Priority    24578
             Address     aabb.cc00.0800
             This bridge is the root
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

  Bridge ID  Priority    24578  (priority 24576 sys-id-ext 2)
             Address     aabb.cc00.0800
             Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Et1/2               Desg FWD 2000000   128.35   Shr
Et1/3               Desg FWD 2000000   128.36   Shr
Et2/0               Desg FWD 2000000   128.65   Shr
Et2/1               Desg FWD 2000000   128.66   Shr
Et2/2               Desg FWD 2000000   128.67   Shr
Et2/3               Desg FWD 2000000   128.68   Shr

Como se puede ver en lo resaltado en azul, existe una instancia 0, pero sus funciones las contaremos en otro capitulo, mientras tanto disfrutad con ello ;) .