GRE详解.docx
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GRE详解
GRE（GenericRoutingEncapsulation）
GRE是一种最传统的隧道协议，其根本功能就是要实现隧道功能，通过隧道连接的两个远程网络就如同直连，GRE在两个远程网络之间模拟出直连链路，从而使网络间达到直连的效果，为此，GRE需要完成多次封装，总共有3次，换句话说，就是在GRE隧道中传输的数据包都有3个爆头，因为只谈IP协议，所以GRE中的IP数据包是一层套一层，总共有3个IP地址，GRE在实现隧道时，需要创建虚拟直连链路，GRE实现的虚拟链路可以认为是隧道，隧道是模拟链路，所以隧道两端也有IP地址，但隧道需要在公网中找到起点和重点，所以隧道的源和终点分别都以公网IP地址结尾，该链路是通过GRE协议来完成的，隧道传递数据包的过程分为3步：
1、接收原始IP数据包当作乘客协议，原始数据包包头的IP地址为私有IP地址。
2、将原始IP数据包封装进GRE协议，GRE协议成为封装协议（EncapsulationProtocol），封装的包头IP地址为虚拟直连链路两端的IP地址。
3、将整个GRE数据包当作数据，在外层封装公网的IP包头，也就是隧道的起源和终点，从而路由到隧道终点。
GRE隧道中传输的数据包格式如下：
注：
1、其中公网IP包头部分也成为传输协议（TransportProtocol）
2、GRE会在原始IP数据包之外，额外多封装24个字节或28个字节，具体视GRE模式而定。
下图为GRE传输数据过程：
GRE要在远程路由器之间创建虚拟直连链路，也就是隧道（Tunnel），如果没有该隧道，GRE不能完成隧道功能，隧道是GRE最基本的功能，也是GRE所有功能；上图环境中，当上海分公司R2将数据包IP地址封装为192.168.1.4发往武汉时，GRE操作过程如下：
1、假设R1与R3的GRE虚拟直连链路（隧道）已经简历，隧道链路两端的地址分别为1.1.1.1和1.1.1.2，隧道两端的起源和终点分别为202.1.1.1和61.1.1.1.
2、R1收到目标IP为192.168.1.4的数据包后，将原始数据包当作乘客数据包封装进GRE协议中，并且添加GRE包头，包头中源IP为隧道本端地址1.1.1.1，包头中目标IP为隧道对端地址1.1.1.2，从而完成GRE数据包的分装。
3、在封装了GRE隧道地址的数据包外面分装GRE隧道起源IP地址，该IP地址为公网地址，即源IP为100.1.1.1，目标IP为隧道终点200.1.1.1，最后将数据包发出去。
数据包被发送到internet之后，所有路由器只根据数据包最外面的公网IP进行转发，也就是只根据公网IP地址61.1.1.1来转发，直到数据包到达公网IP的真正目的地后，即到达R3（IP：
61.1.1.1）之后，公网IP包头才会被剥开，当R3剥开数据包的公网IP包头后，发现GRE包头，发现目标IP地址为1.1.1.2，从而得知自己就是GRE隧道的终点，所以继续将GRE包头剥开，最后发现目标IP地址为192.168.1.4，然后将数据包发往192.168.1.4（路由器R4）。
通过以上GRE过程，上海分公司R2直接通过私有IP地址192.168.1.4，最终成功与武汉分公司R4通信。
配置GRE
在远程路由器之间配置GRE，总共分为三步：
1、创建虚拟链路（隧道）接口，号码任意，两端不可相同。
2、配置虚拟链路（隧道）接口地址，该地址是在GRE包头中被封装的地址。
3、定义虚拟链路（隧道）的源和目的，因为数据包最终要在公网中传递，所以该地址就是在公网中指导路由器转发数据包的可路由公网IP，也是建立隧道两端路由器的真实公网IP。
注：
1、GRETunnel只支持路由器，不支持集中器和PIX以及ASA。
2、GRE支持的协议有IP，Decnet，IPX，Appletalk。
3、GRE可分为Point-to-PointGRE和MultipointGRE（mGRE）两种。
4、Point-to-PointGRE只能在两台路由器之间建立。
5、MultipointGRE（mGRE）也可以在两台以上的路由器之间建立。
6、Point-to-PointGRE支持IP单播，组播，以及IGP动态路由协议和非IP协议。
7、MultipointGRE（mGRE）只支持单播，组播以及动态IGP路由协议，不支持非IP协议。
GRE隧道接口没有OSI一层协议做检测，只要本地源地址有效，并且隧道终点地址有路由可达，那么GRE隧道接口就会UP，而无论隧道对端是否已经配置隧道接口，如果GRE隧道的接口状态为down，只要达到如下3中情况任意一个即可：
1、没有向往隧道终点地址的路由。
2、去往隧道终点地址的路由指向了隧道接口自己。
3、隧道起源地址的接口状态为down。
以下面的图为例，配置GRE：
说明：
图中Internet使用路由器R2来模拟！
配置R1：
Router>en
Router#conft
Router（config）#noipdolo
Router（config）#lincon0
Router（config-line）#noexec-t
Router（config-line）#loggs
Router（config-line）#exit
Router（config）#hoCHENYI-R1
CHENYI-R1（config）#intf0/0
CHENYI-R1（config-if）#ipadd10.1.1.1255.255.255.0
CHENYI-R1（config-if）#nosh
CHENYI-R1（config-if）#intf1/0
CHENYI-R1（config-if）#ipadd202.1.1.1255.255.255.0
CHENYI-R1（config-if）#nosh
CHENYI-R1（config-if）#iproute0.0.0.00.0.0.0202.1.1.10
说明：
配置R1的接口地址，并写默认路由指向Internet（路由器R2），地址为202.1.1.10。
配置R3：
Router>en
Router#conft
Router（config）#noipdolo
Router（config）#lincon0
Router（config-line）#noexec-t
Router（config-line）#loggs
Router（config-line）#exit
Router（config）#hoCHENYI-R3
CHENYI-R3（config）#intf0/0
CHENYI-R3（config-if）#ipadd61.1.1.1255.255.255.0
CHENYI-R3（config-if）#nosh
CHENYI-R3（config-if）#intf1/0
CHENYI-R3（config-if）#ipadd192.168.1.3255.255.255.0
CHENYI-R3（config-if）#nosh
CHENYI-R3（config-if）#iproute0.0.0.00.0.0.061.1.1.10
配置R2
Router>en
Router#conft
Router（config）#noipdolo
Router（config）#lincon0
Router（config-line）#noexec-t
Router（config-line）#loggs
Router（config-line）#exit
Router（config）#HOCHENYI-R2
CHENYI-R2（config）#intf0/0
CHENYI-R2（config-if）#ipadd202.1.1.10255.255.255.0
CHENYI-R2（config-if）#nosh
CHENYI-R2（config-if）#ipadd61.1.1.10255.255.255.0
CHENYI-R2（config-if）#nosh
配置GRE
CHENYI-R1（config）#interfacetunnel1
CHENYI-R1（config-if）#ipadd1.1.1.1255.255.255.0
CHENYI-R1（config-if）#tunnelsource202.1.1.1
CHENYI-R1（config-if）#tunneldestination61.1.1.1
查看R1上GRE的状态
CHENYI-R1（config）#doshinttunnel1
Tunnel1isup,lineprotocolisup
HardwareisTunnel
Internetaddressis1.1.1.1/24
MTU1514bytes,BW9Kbit,DLY500000usec,
reliability255/255,txload1/255,rxload1/255
EncapsulationTUNNEL,loopbacknotset
Keepalivenotset
Tunnelsource202.1.1.1,destination61.1.1.1
Tunnelprotocol/transportGRE/IP
Keydisabled,sequencingdisabled
Checksummingofpacketsdisabled
TunnelTTL255
Fasttunnelingenabled
Tunneltransmitbandwidth8000（kbps）
Tunnelreceivebandwidth8000（kbps）
Lastinputnever,outputnever,outputhangnever
Lastclearingof"showinterface"countersnever
Inputqueue:
0/75/0/0（size/max/drops/flushes）;Totaloutputdrops:
0
Queueingstrategy:
fifo
Outputqueue:
0/0（size/max）
5minuteinputrate0bits/sec,0packets/sec
5minuteoutputrate0bits/sec,0packets/sec
0packetsinput,0bytes,0nobuffer
Received0broadcasts,0runts,0giants,0throttles
0inputerrors,0CRC,0frame,0overrun,0ignored,0abort
0packetsoutput,0bytes,0underruns
0outputerrors,0collisions,0interfaceresets
0outputbufferfailures,0outputbuffersswappedout
说明：
可以看出，在R1创建GRE隧道之后，隧道接口状态便已经up，这是因为默认情况下，GRE隧道接口没有OSI一层协议做检测，只要本端源地址有效，并且隧道终点地址有路由可达，那么GRE隧道接口就会up，而无论隧道对端是否已经配置隧道接口。
在武汉公司的路由器R3上配置连接到上海分公司路由器R1的GRE隧道：
CHENYI-R3（config）#inttunnel3
CHENYI-R3（config-if）#ipadd1.1.1.2255.255.255.0
CHENYI-R3（config-if）#tunnelsource61.1.1.1
CHENYI-R3（config-if）#tundest202.1.1.1
CHENYI-R3（config-if）#exit
说明：
在R3上创建GRE虚拟链路（隧道）接口，号码为3，两端号码可不相同，隧道接口地址为1.1.1.2/24，隧道的起源为61.1.1.1.隧道的终点为202.1.1.1。
CHENYI-R3（config-if）#doshinttun3
Tunnel3isup,lineprotocolisup
HardwareisTunnel
Internetaddressis1.1.1.2/24
MTU1514bytes,BW9Kbit,DLY500000usec,
reliability255/255,txload1/255,rxload1/255
EncapsulationTUNNEL,loopbacknotset
Keepalivenotset
Tunnelsource61.1.1.1,destination202.1.1.1
Tunnelprotocol/transportGRE/IP
Keydisabled,sequencingdisabled
Checksummingofpacketsdisabled
TunnelTTL255
Fasttunnelingenabled
Tunneltransmitbandwidth8000（kbps）
Tunnelreceivebandwidth8000（kbps）
Lastinputnever,outputnever,outputhangnever
Lastclearingof"showinterface"countersnever
Inputqueue:
0/75/0/0（size/max/drops/flushes）;Totaloutputdrops:
0
Queueingstrategy:
fifo
Outputqueue:
0/0（size/max）
5minuteinputrate0bits/sec,0packets/sec
5minuteoutputrate0bits/sec,0packets/sec
0packetsinput,0bytes,0nobuffer
Received0broadcasts,0runts,0giants,0throttles
0inputerrors,0CRC,0frame,0overrun,0ignored,0abort
0packetsoutput,0bytes,0underruns
0outputerrors,0collisions,0interfaceresets
0outputbufferfailures,0outputbuffersswappedout
说明：
R3上的GRE隧道状态也已经up。
此时可以测试GRE隧道了。
使用R1pingR3那么是没有问题的
但是ping上海分公司R1直接使用私有地址192.168.1.4到上海分公司R3的连通性是不通的。
因为北京分公司的路由器R1在收到去往192.168.1.4后，因为默认路由从真实接口F1/0出去，结果数据包被发到Internet中的路由器R2，由于Internet路由器R2只有公网路由，没有用户的私有网段，所以武汉分公司R1直接使用私有地址192.168.1.4上海分公司R4无法通信。
要解决此问题，必须让流量从GRE隧道中传输。
在创建GRE隧道的路由器双方将去往对方私有网段的数据包引入GRE隧道中传输。
R1：
CHENYI-R1（config）#iproute192.168.1.0255.255.255.0tunnel1
R3：
CHENYI-R3（config-if）#iproute10.1.1.0255.255.255.0tunnel3
此时测试武汉分公司PC直接使用私有地址192.168.1.4到上海分公司PC的连通性：
本文出自“IT辰逸”博客，请务必保留此出处
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