H3C GRE概述

协议简介

    GRE（ Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）协议是对某些网络层协议（如 IP 和 IPX）的数据报文进行封装，使这些被封装的数据报文能够在另一个网络层协议（如 IP）中传输。 GRE是 Tunnel（隧道）技术的一种，属于第三层隧道协议。    GRE 隧道是一个虚拟的点对点的连接，为封装的数据报文提供了一条传输通路， GRE 隧道的两端分别对数据报进行封装及解封装。

    下面以 图 1-1 的网络为例说明X协议的报文穿越IP网络在GRE隧道中传输的过程。

    1. 加封装过程

   · Device A 连接 Group 1 的接口收到 X 协议报文后，首先交由 X 协议处理。

   · X 协议检查报文头中的目的地址域来确定如何路由此包。

   · 若报文的目的地址要经过 Tunnel 才能到达，则设备将此报文发给相应的 Tunnel 接口。

   · Tunnel 接口收到此报文后进行 GRE 封装，在封装 IP 报文头后，设备根据此 IP 包的目的地址及路由表对报文进行转发，从相应的网络接口发送出去。

    2. GRE 封装后的报文格式

    封装后的报文的形式如 图 1-2所示。

    举例来说，一个封装在IP Tunnel中的X协议报文的格式如 图 1-3所示。

    需要封装和传输的数据报文，称之为净荷（ Payload），净荷的协议类型为乘客协议（ PassengerProtocol）。系统收到一个净荷后，首先使用封装协议（ Encapsulation Protocol）对这个净荷进行GRE 封装，即把乘客协议报文进行了“包装”，加上了一个 GRE 头部成为 GRE 报文；然后再把封装好的原始报文和 GRE 头部封装在 IP 报文中，这样就可完全由 IP 层负责此报文的前向转发（ Forwarding）。 通常把这个负责前向转发的 IP 协议称为传输协议（ Delivery Protocol 或者 TransportProtocol）。

    根据传输协议的不同，可以分为 GRE over IPv4 和 GRE over IPv6 两种隧道模式。

3. 解封装的过程

    解封装过程和加封装的过程相反。

   · Device B 从 Tunnel 接口收到 IP 报文，检查目的地址。

   · 如果发现目的地是本设备，则 Device B 剥掉此报文的 IP 报头，交给 GRE 协议处理（进行检验密钥、检查校验和及报文的序列号等）。

   · GRE 协议完成相应的处理后，剥掉 GRE 报头，再交由 X 协议对此数据报进行后续的转发处理。

    说明：GRE 收发双方的加封装、解封装处理，以及由于封装造成的数据量增加，会导致使用 GRE 后设备的数据转发效率有一定程度的下降。

GRE 的安全选项

    为了提高 GRE 隧道的安全性， GRE 还支持由用户选择设置 Tunnel 接口的识别关键字（或称密钥） ，和对隧道封装的报文进行端到端校验。

    在 RFC1701 中规定：

   · 若 GRE 报文头中的 Key 标识位置 1 ，则收发双方将进行通道识别关键字的验证，只有 Tunnel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。

   · 若 GRE 报文头中的 Checksum 标识位置 1 ， 则校验和有效。 发送方将根据 GRE 头及 Payload信息计算校验和，并将包含校验和的报文发送给对端。接收方对接收到的报文计算校验和，并与报文中的校验和比较，如果一致则对报文进行进一步处理，否则丢弃。

应用范围

    GRE 主要应用于以下几种环境：

    1. 多协议的本地网通过单一协议的骨干网传输

    图1-4 多协议本地网通过单一协议骨干网传输

    图 1-4中， Group 1 和Group 2 是运行Novell IPX协议的本地网， Team 1 和Team 2 是运行IP协议的本地网。通过在Device A和Device B之间采用GRE协议封装的隧道， Group 1 和Group 2、 Team 1和Team 2 可以互不影响地进行通信。

    2. 扩大了跳数受限协议（如 RIP）的工作范围

    两台终端之间的跳数超过 15，它们将无法通信。通过在网络中使用隧道可以隐藏一部分跳数，从而扩大网络的工作范围。

    3. 将一些不能连续的子网连接起来，用于组建 ×××

    运行 Novell IPX 协议的两个子网 Group 1 和 Group 2 分别在不同的城市，通过使用隧道可以实现跨越广域网的 ×××。

    4. 与 IPSec 结合使用

    图1-7 GRE-IPSec 隧道应用

    GRE 可以和 IPSec 结合使用，即对于路由协议、语音、视频等数据先进行 GRE 封装，再对封装后的报文进行 IPSec 的加密处理，以提高数据在隧道中传输的安全性。

    说明：GRE 与 IPSec 结合使用的支持情况与设备的型号有关，请以设备的实际情况为准。

协议规范

    与 GRE 相关的协议规范有：

   · RFC1701 ： Generic Routing Encapsulation (GRE)

   · RFC1702： Generic Routing Encapsulation over IPv4 networks

   · RFC2784： Generic Routing Encapsulation (GRE)