GRE隧道详解

一、GRE隧道介绍

GRE（General Routing Encapsulation ，通用路由封装）是对某些网络层协议(如IP和IPX)的数据报文进行封装，使这些被封装的报文能够在另一网络层协议(如IP)中传输。此外 GRE协议也可以作为VPN的第三层隧道协议连接两个不同的网络，为数据的传输提供一个透明的通道。

IPSec VPN用于在两个端点之间提供安全的IP通信，但只能加密并传播单播数据，无法加密和传输语音、视频、动态路由协议信息等组播数据流量。通用路由封装协议GRE，提供了将一种协议的报文封装在另一种协议报文中的机制，是一种隧道封装技术。GRE可以封装组播数据，并可以和IPSec结合使用，从而保证语音、视频等组播业务的安全。

GRE的优势

GRE支持将一种协议的报文封装在另一种协议报文中。
GRE可以解决异种网络的传输问题
GRE隧道扩展了受跳数限制的路由协议的工作范围，支持企业灵活设计网络拓扑

二、GRE的原理分析

GRE用来对某些网络层协议如IPX（Internet Packet Exchange）的报文进行封装，使这些被封装的报文能够在另一网络层协议（如IP）中传输。GRE可以解决异种网络的传输问题。 IPSec VPN技术可以创建一条跨越共享公网的隧道，从而实现私网互联。IPSec VPN能够安全传输IP报文，但是无法在隧道的两个端点之间运行RIP和OSPF等路由协议。GRE可以将路由协议信息封装在另一种协议报文（例如IP）中进行传输。

三、GRE封装和解封装报文的过程：

设备从连接私网的接口接收到报文后，检查报文头中的目的IP地址字段，在路由表查找出接口，如果发现出接口是隧道接口，则将报文发送给隧道模块进行处理。隧道模块接收到报文后首先根据乘客协议的类型和当前GRE隧道配置的校验和参数，对报文进行GRE封装，即添加GRE报文头。然后，设备给报文添加传输协议报文头，即IP报文头。该IP报文头的源地址就是隧道源地址，目的地址就是隧道目的地址。最后，设备根据新添加的IP报文头目的地址，在路由表中查找相应的出接口，并发送报文。之后，封装后的报文将在公网中传输。接收端设备从连接公网的接口收到报文后，首先分析IP报文头，如果发现协议类型字段的值为47，表示协议为GRE，于是出接口将报文交给GRE模块处理。GRE模块去掉IP报文头和GRE报文头，并根据GRE报文头的协议类型字段，发现此报文的乘客协议为私网中运行的协议，于是将报文交给该协议处理。

四、GRE头部字段解析

1、Payload （净荷）：系统接收到的需要封装和路由的原始数据报；
2、Passenger Protocol（乘客协议）：报文封装之前所属的协议称为乘客协议
3、Encapsulation Protocol（封装协议）：用来封装乘客协议的协议称为封装协议，这里的GRE便是一个封装协议，也成为运载协议(Carrier Protocol);
4、Transport Protocol（传输协议）：负责对封装后的报文进行转发的协议称为传输协议；不同于传输层协议。