基于RTK9310的VLAN驱动开发介绍

文章目录

一:VLAN的流程图

二:VLAN基础知识

三:基本VLAN配置

四:可接受的帧类型

五: VLAN入口决定（包括IVC和Vlan-classifier和Port-based Vlan）

5.1 优先级列表

5.2 Port-based VLAN

5.3 IVC(ingress VLAN conversion)

5.3.1 VlAN基于MAC与IP分类的流程

5.3.2 VlAN映射

六: VLAN入口过滤

七:VLAN出口过滤

八：VLAN profile（VLAN 属性）

一:VLAN的流程图

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二:VLAN基础知识

VLAN简介：
VLAN 被设计来隔离广播数据，同时提高网络的可管理性和安全性。核心为：不同
VLAN 之间不能通过二层进行通信。也就是，如果只希望报文只在某些端口内广播，则可将，这些报文设置在同一 VLAN 即可，不属于此 VLAN 的端口则接收不到此广播报文。简单来说，VLAN就是用来隔离广播域的。

VLAN的数据格式：
与标准的以太网帧头相比，VLAN报文格式在源地址后增加了一个4字节的802.1Q标签。这个4字节标签由2字节的标签协议标识（TPID—Tag Protocol Identifier,值为0x8100）和2字节的标签控制信息（TCI—Tag Control Information）。
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VLAN ID：表明数据包所属的VLAN，有4096个值（VID为0与0xFFF保留）。
Priority：这个主要用与当交换机阻塞的时候，优先发送优先级高的数据包。

三:基本VLAN配置

1.1 VLAN TPID的配置：
能定义4个外层和内层的TPID List,定义1个额外的TPID List.通过使能比特位来控制选择内层的TPID和外层的TPID 是多少以及是否选择多层TPID或者单层TPID。

最后看看实际应用中的SDK，可以看到外层的TPID List为
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看到内层的TPID List为
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额外的TPID List为
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四:可接受的帧类型

每个端口都能配置
可以配置vlan-untagged only和vlan-tagged only和all frames

在S6220E项目中，这里用来配置可接收帧类型的api函数没有被调用过,都是默认的SDK配置为可接收所有帧,并且和测试确认过access端口也是需要能通过带tag的数据帧，所以不需要修改可接收的帧类型，都为accept all frame就可以。

举例：一个端口设置为access端口，并且加入到vlan10中，如果是只允许untag的帧通过，那么当打流的时候，发一个带有tag的数据包到这个端口，这个端口会把这个包丢弃，也学不到mac地址。
而如果需求是access端口允许带tag的数据包进入的话，那么此时只允许vid等于10的包进入。别的vid不等于10数据包都会被vlan-filter给丢弃掉。
问题：如何确定是被vlan-filter给丢弃的呢？
第一步：如果这个端口未应用任何vlan-Decision的功能，打一个vid等于20的数据包到该端口，由于不属于同一个vlan，该端口不会收到这个数据包，也不能学习到mac地址表中。第二步：根据vlan的流程图可以知道，vlan-Decision是在vlan-filter前面的，那么我此时在该端口配置一个vlan-classifier或者vlan-mapping，把进入的数据包替换成vlan10,此时可以看到该端口能接收到数据包，并且也能学习到Mac地址表，此时mac地址表中的vlan不是20，而是被替换成了10。

SDK的命令行如下。
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五: VLAN入口决定（包括IVC和Vlan-classifier和Port-based Vlan）

5.1 优先级列表

根据优先级来决定，VLAN ACL优先级最高，原始tag 内层/外层优先级最低。当一个端口同时配置了VLAN ACL和IVC的话，只有VLAN ACL会生效。

5.2 Port-based VLAN

这里就是给配置一个PVID，端口5的PVID配置为50，如果没有其他的入口决定配置，并且原始报文为untag,这个端口就会给这个报文添加一个50的VID。

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5.3 IVC(ingress VLAN conversion)

IVC包含16block，128个entries per-block，总共2048个entries。每个block能够被用作IVC或者MAC-based或者IP-subnet-based VLAN。
这里就是说2048个entries被VLAN映射和基于MAC或IP的VLAN分类来分。

VLAN分类中就是下面这个函数来进行分配entry大小的。

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VLAN映射中就是下面这个函数来进行分配entry大小，其中HAGT_VLAN_CLASSIFIER_BLOCK_NUM等于8。

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下图就是通过SDK对每个部分所分配的entry大小。
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5.3.1 VlAN基于MAC与IP分类的流程

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基于MAC或者IP进行分类就是根据传入的数据包的源MAC或者源IP进行分类，

举例说明：
第 1 条是基于 MAC 的规则，它将源 MAC 2222.2222.2222 分类到 VLAN 5；
第 2 条是基于 IP 的规则，它将源 IP 1.1.1.1 分类到 VLAN 5；

把规则1,2,加入到组 31，并且在三个接口上应用组 31。在 eth-0-1、 eth-0-2。
两个接口上应用不同的分类策略。
eth-0-1 基于MAC分类，意味着匹配源MAC的数据包在这个接口上将转发到规则对应的 VLAN。
eth-0-2 基于IP分类，意味着匹配源IP 地址的数据包将转发到规则对应的 VLAN。

问题：如果接口49应用了VLAN_classifier的功能，且接口49为trunk模式VLAN allow 1和10,那么当打一个tag为20的数据流进入接口49，且该数据流的源MAC与VLAN_classifier的基于MAC的规则碰撞，那么此时这个流是否能从接口49进入，然后转发到接口50呢？还是在外部进行转发？
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实验结果：当打tag为20的流，不能进入接口49，然后tag为10的流也不能进入接口49,并且也学不到mac。
然后当我49口允许tag为5的流通过后，此时我能学到mac，并且数据包能进入49接口。
这说明了，进入接口49之前是先进行vlan_classifier的VLAN替换，已经把当前tag为20或者10的数据包重新配置为tag为5，所以不能进入49口。Vlan_classifier并不是我想的进入了接口49之后再进行替换。而是要进入这个端口之前先进行vlan分类。

下发SDK的参数特别注意的一点，这里macEntry.igrvlanfilter_ignore = DISABLED;要设置为DISABLED，因为如果设置为ENABLED的话，表示忽略入口VLAN_Filtering的检查，会导致出现bug。DISABLED表示不忽略(follow the decision of Ingress VLAN Filtering)。
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出现bug的原因是因为vlan_classifier在入口vlan过滤之后，当不检查入口vlan过滤,那么端口就是接受不属于该vlan内的报文。
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5.3.2 VlAN映射

模式1：替换模式
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应用在接口上，可以把进入端口的数据包的vid替换成所需要的vid。
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例如这里的原始vlan为10，进入端口1，就会把该vlan替换为2。
这里需要注意的是，配置了入口vlan替换的同时就要配置与之相对应的出口vlan替换。也就是说，当接口1作为数据包的入口，会把vlan10替换为vlan2.那么当接口1作为数据包的出口，就要把vlan2替换为vlan10.

查看debug，这里入口entry就是从1025开始的。进入sdk查看，可以看到这里作为入口是把vlan100强制替换为vlan10，并且状态为ENABLE.作为出口的话，是把vlan10强制替换为100
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模式2：基本QINQ模式
配置接口49为基本QINQ模式，可以接受所有类型的数据包（带不带tag都行，不在vlan1的数据包也能接受）。我这里打到tag为100的包进入49端口，进入后给数据包增加一层outer_tag且固定为1.
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模式3：灵活QINQ模式，增加一层tag
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基本QINQ在实际应用中局限性太大，灵活QINQ封装方法，既可以根据一些特性对用户数据进行流分类，然后不同的类别封装不同的外层VLAN标签。

对untag加一层标签
对vlan range加一层标签
对out-of-range其他报文加标签

这里就是说，当一个tag为10的数据流进入了应用灵活QINQ模式的端口，那么就会对这个数据包增加一个tag为2的outer-tag,最后捕获到的数据包是带二层tag的。
当一个untag的数据流进入了应用灵活QINQ模式的端口，那么就会对这个数据包增加一个tag为20的outer-tag,最后捕获到的数据包是单层tag的数据包。

模式4：灵活QINQ模式，增加两层tag
这里的增加两层tag是对untag的流映射成带两层的数据流。

查看SDK：
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特别说明：
打一个双tag的数据包,处理方式是忽略内层tag,只检查外层tag.然后再分配S-tag，最后收包是带三层tag的数据包。
六: VLAN入口过滤

入口过滤：
通过下图可以看到VLAN 的ingress-filter全部都是drop,都是基于端口的，这里的是SDK默认的初始化，代码中未进行修改，这里的含义是说如果该端口未加入vlan10，则对进入的含有vlan10的包进行丢弃。
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七:VLAN出口过滤

1、每个端口配置：
如果出口过滤使能，则会在对应的出端口那里检查VLAN membership
2、对于已知的L2/IPv4/IPv6组播报文，会忽略出口vlan过滤检查，这里的已知就是表示已经学习到mac表的报文。
SDK的命令行如下图
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查找了rtk_vlan_leakyStpFilter_set(uint32 unit, rtk_enable_t enable)和rtk_vlan_mcastLeakyEnable_set(uint32 unit, rtk_enable_t leaky)函数，发现并没有调用，下图的状态就是SDK默认的状态，代码中未修改。
rtk_vlan_mcastLeakyEnable_set()函数的功能是：无论目的端口和入端口是否在同一个VLAN，组播报文都可以转发。但是这里是不使能，也就是说组播报文只能在同一个vlan内部进行转发。
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