Kiểm thử QinQ: service separation, MTU và xử lý VLAN tag

QinQ thường được dùng để mang nhiều customer VLAN qua một service VLAN. Trạng thái interface up và ping thành công chỉ chứng minh một đường lưu lượng cụ thể. Bài đo phải trả lời sâu hơn: C-tag có được giữ nguyên hay rewrite đúng chính sách; S-tag có được thêm và bỏ đúng tại biên; traffic giữa hai service có bị rò; frame untagged/priority-tagged bị xử lý thế nào; và frame có kích thước sát MTU có bị drop hoặc fragmentation ngoài dự kiến không.

Phạm vi cần ghi rõ là port-based service, VLAN-based service hay mô hình khác; provider edge xử lý TPID nào; mapping một-nhiều hoặc nhiều-một; có selective QinQ hay không. Không dùng từ “transparent” nếu chưa định nghĩa trường nào phải giữ: PCP/DEI, MAC, EtherType, payload và thứ tự tag.

Topology tối thiểu gồm traffic generator A, customer edge A, provider edge A, mạng vận chuyển, provider edge B, customer edge B và traffic generator B. Nếu DUT là một thiết bị đơn, vẫn nên mô phỏng hai phía UNI. Đặt capture ở phía khách hàng và phía provider để nhìn thấy frame trước/sau push/pop/rewrite tag. Khi không thể capture nội bộ, dùng counter theo service instance và packet sequence tại đích.

Tạo ít nhất hai customer/service độc lập để kiểm tra isolation. Traffic nên hai chiều, nhiều MAC và nhiều C-tag, có frame unicast, broadcast, multicast và unknown unicast theo phạm vi. Đồng bộ thời gian giữa generator, capture và thiết bị; ghi tốc độ cổng, duplex, MTU, QoS, policer và load balance.

Hồ sơ chạy phải ghi model, phiên bản, mode interface, S-VLAN/C-VLAN, TPID, native VLAN, allowed VLAN, rewrite action, PCP/DEI mapping, MTU/L2 MTU, QoS queue và storm control. Nếu có pseudowire, VXLAN hoặc MPLS bên dưới, cần ghi overhead và MTU từng đoạn để tránh quy lỗi sai cho QinQ.

Traffic profile phải khóa frame size tính tại lớp nào, offered load, số flow, MAC count, tag combination, PCP, burst và duration. Khi thêm tag, frame trên wire dài hơn; generator và DUT có thể dùng định nghĩa frame size khác nhau. Báo cáo phải nêu rõ có tính FCS, preamble và inter-frame gap hay không.

Nhóm biến · Dữ liệu cần ghi · Rủi ro nếu bỏ qua Encapsulation · S-tag, C-tag, TPID, rewrite · Không tái hiện được tag behavior Interface · mode, native/allowed VLAN, MTU · Nhầm drop cấu hình thành lỗi dịch vụ QoS · PCP/DEI map, policer, queue · Kết luận sai về loss/latency Traffic · frame size, load, MAC, BUM ratio · Không đánh giá scale hoặc isolation Transport · underlay overhead, path, ECMP · Bỏ sót MTU và reordering bên dưới Evidence · capture point, counter, time sync · Không chứng minh frame bị sửa ở đâu

Bắt đầu với từng service riêng ở tải thấp. Capture frame ingress và egress để xác nhận S-tag/C-tag, TPID, PCP/DEI, MAC và payload. Sau đó chạy đồng thời hai service với VLAN trùng nhau ở phía khách hàng nhưng S-VLAN khác; đây là tình huống quan trọng để chứng minh namespace được tách đúng.

Baseline cần không có loss, duplicate hoặc tag rewrite ngoài chính sách. Kiểm tra MAC learning theo service, counter ingress/egress và forwarding database. Đối với BUM, xác nhận replication chỉ trong service tương ứng và không phản xạ về cổng nguồn ngoài hành vi đã định.

KPI cốt lõi gồm frame loss, throughput, latency p50/p95/p99, duplicate, out-of-order, tag accuracy, cross-service leakage và MTU boundary. Với isolation, tiêu chí không chỉ là không nhận payload tại endpoint sai; cần kiểm tra counter/capture để phát hiện frame đã đi vào service hoặc queue không đúng rồi bị chặn ở bước sau.

KPI · Phương pháp đo · Bằng chứng Tag fidelity · So sánh frame ingress/egress · PCAP có timestamp và packet ID Service isolation · Gửi marker riêng từng service · Capture/counter tại endpoint không thuộc service Throughput · Offered/received theo frame size · Generator result + interface counter Latency/jitter · Timestamp hai chiều · Histogram theo service/PCP MTU boundary · Sweep kích thước từng byte/bậc · Pass/fail theo kích thước wire BUM containment · Marker BUM theo VLAN · Ma trận cổng nhận và số bản sao Error handling · Tag/TPID/VLAN sai · Drop counter, log và capture

Raw PCAP, cấu hình, counter trước/sau và log lỗi phải được lưu cùng run ID. Nếu SPAN/capture bị oversubscription, packet loss tại capture không được dùng làm packet loss của DUT.

Ma trận nên kết hợp trạng thái tag, hướng truyền và tải. Không cần dùng mọi VLAN ID, nhưng phải có giá trị biên, VLAN đang dùng, VLAN không được phép và trường hợp C-VLAN trùng giữa hai khách hàng.

Trường hợp · Input · Expected output Mapping hợp lệ · C-tag được phép · Thêm đúng S-tag, giữ/rewrite C-tag theo policy Hai khách hàng trùng C-tag · C-tag giống, S-service khác · Không rò frame hoặc MAC C-tag không cho phép · VLAN ngoài mapping · Drop/log/counter theo thiết kế Untagged · Frame không tag · Native/drop theo cấu hình, không tự suy đoán Priority-tagged · VID 0, PCP khác nhau · Xử lý theo chính sách đã ghi TPID khác · 0x8100/0x88A8 theo profile · Accept/drop/rewrite đúng cấu hình MTU biên · Frame quanh giới hạn · Không silent drop dưới ngưỡng cam kết BUM burst · Broadcast/multicast burst · Containment đúng, không vượt policer ngoài dự kiến

Mỗi lần chạy phải có expected result trước khi phát traffic. Nếu expected behavior phụ thuộc vendor, trích tài liệu đúng phiên bản và đánh dấu là hành vi triển khai, không phải yêu cầu chung của IEEE.

• Lưu inventory, firmware, topology, MTU và toàn bộ mapping tag.
• Xác nhận time sync, capture capacity và counter reset.
• Chạy một service ở tải thấp; đối chiếu tag từng hướng.
• Chạy hai service đồng thời với C-VLAN trùng; kiểm tra isolation và MAC learning.
• Thử tagged, untagged, priority-tagged, TPID và VLAN không hợp lệ.
• Sweep frame size quanh MTU với một rồi hai tag; ghi kích thước theo wire.
• Tăng offered load theo bậc và frame mix; đo throughput, latency, loss.
• Tạo BUM có kiểm soát; kiểm tra replication, storm control và policer.
• Thay đổi một mapping hoặc fail một link theo runbook; kiểm tra stale state.
• Phục hồi baseline, lặp lại và báo median/p95/worst case.

Một dịch vụ pass ở tải thấp không chứng minh throughput line-rate với mọi frame size hoặc mọi số lượng VLAN/MAC. Kết quả trên một đường ECMP không đại diện mọi path. Việc không thấy rò payload tại endpoint không chứng minh control-plane database, MAC learning hoặc counter hoàn toàn tách biệt.

IEEE 802.1Q định nghĩa nhiều cơ chế bridge/VLAN nhưng SLA Ethernet service, MTU cam kết và KPI vận hành phụ thuộc thiết kế/nhà cung cấp. Kết luận chỉ áp dụng cho model, phiên bản, topology, mapping, QoS và traffic profile đã chạy.

• QinQ: Cách gọi phổ biến cho VLAN stacking, thường liên quan IEEE 802.1ad/802.1Q.
• C-tag: Customer VLAN tag.
• S-tag: Service VLAN tag do miền cung cấp dịch vụ sử dụng.
• TPID: Trường nhận dạng loại VLAN tag trong Ethernet frame.
• PCP: Priority Code Point dùng biểu diễn ưu tiên lớp 2.
• DEI: Drop Eligible Indicator, hỗ trợ chính sách loại bỏ khi tắc nghẽn.
• UNI: User Network Interface, ranh giới khách hàng–nhà cung cấp.
• Service separation: Bảo đảm traffic, learning và broadcast domain không rò giữa dịch vụ.