GRE隧道

GRE隧道实现原理：

GRE（通用路由封装）隧道的实现原理是通过在封装数据包的头部添加额外的信息来创建一个虚拟的点对点连接，从而在不同网络之间传输数据。下面是GRE隧道的基本实现原理：

1. 封装数据包： 当数据包从源主机发送时，GRE路由器会接收该数据包，并在原始数据包的头部添加GRE头部信息。这个GRE头部包含了必要的控制信息，如源和目的地址、GRE协议类型等。

2. 传输数据包： 封装后的数据包在网络中传输，通常是通过公共互联网或专用网络。

3. 解封数据包： 当数据包到达目标GRE路由器时，它会被解封，即从GRE头部中提取出原始数据包。

4. 转发数据包： 解封后的原始数据包被转发到目标主机，就好像它们是直接从源主机发送到目标主机一样。

GRE隧道的实现原理相对简单，它提供了一种有效的方法来在不同网络之间传输数据，尤其适用于构建虚拟专用网络（VPN）或连接远程分支机构到中心网络的场景。

转自：GRE隧道是什么？他的作用是什么？ - 知乎 (zhihu.com)

在学习GRE隧道之前，我们首先需要了解GRE隧道是什么，它的作用是什么。

通用路由封装(GRE) 是一种协议，用于将使用一个路由协议的数据包封装在另一协议的数据包中。“封装”是指将一个数据包包装在另一个数据包中，就像将一个盒子放在另一个盒子中一样。GRE 是在网络上建立直接点对点连接的一种方法，目的是简化单独网络之间的连接。它适用于各种网络层协议。

要了解其工作原理，请想像一下汽车和渡轮之间的区别。汽车在陆地上行驶，而渡轮在水上行驶。汽车通常不能在水上行驶，但是可以将汽车装载到渡轮上。

在这个类比当中，地形类型好比是支持某些路由协议的网络，而车辆则好比是数据包。GRE 是一种将一种类型的数据包装载到另一种类型的数据包中的方式，以便第一个数据包可以穿越它通常无法穿越的网络，就像一种类型的运输工具（汽车）被装载到到另一种类型的运输工具（渡轮）上，以便穿越原本无法行驶的地形。

例如，假设一家公司需要在位于两个不同办公室的局域网（LAN）之间建立连接。两个 LAN 都使用最新版本的 互联网协议 IPv6。但是，为了从一个办公网络到达另一个办公网络，流量必须通过一个由第三方管理的网络 — 该网络有些过时，仅支持较旧的 IPv4 协议。

借助 GRE，该公司可以将 IPv6 数据包封装在 IPv4 数据包中，然后便可通过此网络传输流量。回到那个类比，IPv6 数据包是汽车，IPv4 数据包是渡轮，而第三方网络则是水。

使用GRE还可以克服IGP协议的一些局限性。

例如，RIP路由协议是一种距离矢量路由协议，最大跳数为15。如果网络直径超过15，设备将无法通信。这种情况下，可以使用GRE技术在两个网络节点之间搭建隧道，隐藏它们之间的跳数，扩大网络的工作范围。

下面我们来做个小实验来体验一下GRE隧道。

图 1 GRE拓扑

对AR1做下面的配置：

# 创建Tunnel接口

interface Tunnel0/0/1

# 配置IP地址

ip address 20.1.12.1 255.255.255.0

# 配置Tunnel接口的隧道协议

tunnel-protocol gre

# 配置Tunnel源地址

source 10.1.12.1

# 指定Tunnel接口的目的IP地址

destination 10.1.12.2

# 配置一条静态路由指向Tunnel

ip route-static 192.168.2.0 24 Tunnel 0/0/1

AR2上的配置与上面类似，这里就不再列出了。

我们在PC1上pingPC2。

我们抓取AR1与AR2之间传递的GRE报文。

Frame 3: 98 bytes on wire (784 bits), 98 bytes captured (784 bits) on interface 0

Ethernet II, Src: HuaweiTe_53:13:29 (00:e0:fc:53:13:29), Dst: HuaweiTe_d3:05:4f (00:e0:fc:d3:05:4f)

Internet Protocol Version 4, Src: 10.1.12.2, Dst: 10.1.12.1

Generic Routing Encapsulation (IP)

Flags and Version: 0x0000

Protocol Type: IP (0x0800)

Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.2.1, Dst: 192.168.1.1

Internet Control Message Protocol

可以看到外层的IP报文源目IP地址分别为10.1.12.2,10.1.12.1。内层源目IP地址则成了192.168.2.1,192.168.1.1。实现了在AR1与AR2之间的透明传输。

我们能够很清楚的看到从PC1到PC2传递的数据，这带来了安全隐患。我们可以对传递的数据进行加密处理。

而GRE本身并不支持加密，因而通过GRE隧道传输的流量是不加密的。我们将 IPSec技术与GRE相结合，先建立GRE隧道对报文进行GRE封装，然后再建立IPSec隧道对报文进行加密，这样就只可以保证报文传输的完整性和私密性。

华为参考：HiSecEngine USG6000F 产品文档 (huawei.com)

GRE

前提条件

配置GRE前，需要先完成以下基础网络配置。

1. 完成接口的配置。
2. 配置路由，保证建立GRE隧道设备之间的公网路由可达。
3. 配置安全策略，允许网络间相互访问。

背景信息

本例中interface1和interface2分别代表10GE0/0/1和10GE0/0/2。

管理员可以参照图 GRE组网图，在建立GRE隧道的两台设备上完成下面的操作步骤。

操作步骤

1. 配置GRE接口。
   1. 选择“网络 > GRE > GRE”。
   2. 单击“新建”。

       

       

      

   3. 配置GRE接口的各项参数。

       

      参数	说明
      接口类型	接口类型默认为Tunnel，不可修改。 GRE接口（Tunnel接口）的名称由“接口类型”和“序号”组成，如“序号”填写1，列表中显示“接口名称”为Tunnel1。名称必须是唯一的，在同一台设备上不能有重复的名称。例如图 GRE组网图中的“Tunnel1”。
      序号	指定Tunnel接口的序号。
      VPN实例	选择Tunnel接口所属的VPN实例。
      安全区域	选择GRE接口要加入的安全区域。
      IP地址/掩码	GRE接口的IP地址及掩码。例如图 GRE组网图所示，DeviceA的GRE接口IP地址为“172.16.2.1”，建议隧道两端的GRE接口IP地址设置在同一网段。 说明： 此处，Web界面上提供了“[新建安全策略]”的链接，单击此链接可以直接打开“新建安全策略”的配置页面并针对所配置的待加密数据流快速创建对应的安全策略，放行加密流量。此外，在“新建安全策略”的配置页面中还支持“交换源和目的”功能，具体请参考安全策略。
      隧道源IP配置方式	此处选择隧道源IP的配置方式： 源IP地址：直接输入IP地址作为GRE接口的源IP。 接口：使用接口的IP地址作为隧道源IP。
      源IP地址	输入隧道源接口的IP地址。例如图 GRE组网图中的“1.1.1.1”。 本端的“源IP地址”需要与对端的“目的IP地址”一致。 当“隧道源IP配置方式”选择的是“IP地址”时，界面显示此项。
      接口	选择隧道源接口。例如图 GRE组网图中的10GE0/0/1。 当“隧道源IP配置方式”选择的是“接口”时，界面显示此项。
      隧道目的IP配置方式	GRE接口必须指定一个对端设备的公网IP地址作为GRE封装报文的目的地址。此处选择隧道目的IP的配置方式： 目的IP地址：直接输入IP地址作为GRE接口的目的IP。
      目的IP地址	输入隧道目的接口的IP地址。例如图 GRE组网图中的“5.5.5.5”。 本端的“目的IP地址”需要与对端的“源IP地址”一致。 当“隧道目的IP配置方式”为“IP地址”时，界面显示此项。 说明： 此处，Web界面上提供了“[新建安全策略]”的链接，单击此链接可以直接打开“新建安全策略”的配置页面并针对所配置的数据流快速创建对应的安全策略，放行相应流量。此外，在“新建安全策略”的配置页面中还支持“交换源和目的”，具体请参考安全策略。
      多出口选项	勾选“多出口选项”后，接口将作为智能选路成员接口。 智能选路的相关内容请参见智能选路。
      源进源出路由控制	在NAT Server多出口场景下，设备根据路由表查找服务器响应报文的出接口，可能出现请求报文从ISP1进入，服务器响应报文从ISP2返回的情况。这种来回路径不一致的情况可能引起访问速度慢或业务中断等问题，此时可以在ISP1的入接口上启用源进源出功能。 当设备转发响应报文时，直接使用入接口作为响应报文的出接口，而不是通过查找路由表来确定出接口。 说明： 在配置了等价路由的情况下，缺省开启了源进源出功能无需配置。非等价路由的情况下需要配置源进源出功能。
      高级
      隧道校验	启用GRE隧道校验和功能。如果本端配置了校验和而对端没有配置，则本端将不对接收到的报文进行校验，但对本端发送的报文计算校验和；如果本端没有配置校验和而对端配置，则本端对从对端发来的报文进行校验和检查，但对本端发送的报文不计算校验和。
      隧道识别关键字	启用隧道识别关键字功能。只有隧道两端设置的识别关键字完全一致时才能通过验证，否则将报文丢弃。
      Keepalive功能	开启Keepalive功能以后，如果对端不可达，本端VPN就不会选择该GRE隧道，避免造成数据丢失。
      发送周期	发送keepalive报文的周期。
      发送次数	如果设备发送的keepalive报文数超过该处的设定值时，还没有收到keepalive的回复报文，就认为对端不可达。
      MTU	接口的最大传输单元。修改接口的MTU后，需要重启接口以保证配置的MTU生效。 该参数只在“模式”为“路由”时需要配置。

       

   4. 单击“确定”。
2. 配置GRE接口的路由，以静态路由为例。

    

   1. 选择“网络 > 路由 > 静态路由”。

   2. 单击“新建”。

   3. 配置静态路由的各项参数。

      参数	说明
      目的地址/掩码	目的地址是未进行GRE封装的原始报文的目的地址。例如图 GRE组网图中的“10.1.2.0/24”。
      出接口	在下拉列表中选择GRE接口作为出接口。

   4. 单击“确定”。

ipsec隧道

配置点到点IPsec

配置点到多点IPsec