GRE技術介紹
GRE
GRE簡介
協議簡介
GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封裝）協議是對某些網絡層協議（如IP和IPX）的數據報文進行封裝，使這些被封裝的數據報文能夠在另一個網絡層協議（如IP）中傳輸。GRE採用了Tunnel（隧道）技術，是VPN（Virtual Private Network）的第三層隧道協議。
Tunnel是一個虛擬的點對點的連接，提供了一條通路使封裝的數據報文能夠在這個通路上傳輸，並且在一個Tunnel的兩端分別對數據報進行封裝及解封裝。
一個X協議的報文要想穿越IP網絡在Tunnel中傳輸，必須要經過加封裝與解封裝兩個過程，下面以圖1的網絡爲例說明這兩個過程：
圖1 X協議網絡通過GRE隧道互連
1. 加封裝過程
l Router A連接Group 1的接口收到X協議報文後，首先交由X協議處理；
l X協議檢查報文頭中的目的地址域來確定如何路由此包；
l 若報文的目的地址要經過Tunnel才能到達，則設備將此報文發給相應的Tunnel接口；
l Tunnel口收到此報文後進行GRE封裝，在封裝IP報文頭後，設備根據此IP包的目的地址及路由表對報文進行轉發，從相應的網絡接口發送出去。
2. GRE封裝後的報文格式
封裝好的報文的形式如下圖所示：
圖2 封裝好的Tunnel報文格式
舉例來說，一個封裝在IP Tunnel中的X協議報文的格式如下：
圖3 Tunnel中傳輸報文的格式
需要封裝和傳輸的數據報文，稱之爲淨荷（Payload），淨荷的協議類型爲乘客協議（Passenger Protocol）。系統收到一個淨荷後，首先使用封裝協議（Encapsulation Protocol）對這個淨荷進行GRE封裝，即把乘客協議報文進行了“包裝”，加上了一個GRE頭部成爲GRE報文；然後再把封裝好的原始報文和GRE頭部封裝在IP報文中，這樣就可完全由IP層負責此報文的前向轉發（Forwarding）。通常把這個負責前向轉發的IP協議稱爲傳輸協議（Delivery Protocol或者Transport Protocol）。
根據傳輸協議的不同，可以分爲GRE over IPv4和GRE over IPv6兩種隧道模式。
3. 解封裝的過程
解封裝過程和加封裝的過程相反。
l Router B從Tunnel接口收到IP報文，檢查目的地址；
l 如果發現目的地是本路由器，則Router B剝掉此報文的IP報頭，交給GRE協議處理（進行檢驗密鑰、檢查校驗和及報文的序列號等）；
l GRE協議完成相應的處理後，剝掉GRE報頭，再交由X協議對此數據報進行後續的轉發處理。
& 說明：
GRE收發雙方的加封裝、解封裝處理，以及由於封裝造成的數據量增加，會導致使用GRE後設備的數據轉發效率有一定程度的下降。
GRE的安全選項
爲了提高GRE隧道的安全性，GRE還支持由用戶選擇設置Tunnel接口的識別關鍵字（或稱密鑰），和對隧道封裝的報文進行端到端校驗。
在RFC1701中規定：
l 若GRE報文頭中的Key標識位置1，則收發雙方將進行通道識別關鍵字的驗證，只有Tunnel兩端設置的識別關鍵字完全一致時才能通過驗證，否則將報文丟棄。
l 若GRE報文頭中的Checksum標識位置1，則校驗和有效。發送方將根據GRE頭及Payload信息計算校驗和，並將包含校驗和的報文發送給對端。接收方對接收到的報文計算校驗和，並與報文中的校驗和比較，如果一致則對報文進一步處理，否則丟棄。
應用範圍
GRE主要能實現以下幾種服務類型：
1. 多協議的本地網通過單一協議的骨幹網傳輸
上圖中，Group 1和Group 2是運行Novell IPX協議的本地網，Team 1和Team 2是運行IP協議的本地網。通過在Router A和Router B之間採用GRE協議封裝的隧道（Tunnel），Group 1和Group 2、Team 1和Team 2可以互不影響地進行通信。
2. 擴大了步跳數受限協議（如RIP）的網絡的工作範圍
兩臺終端之間的步跳數超過15，它們將無法通信。而通過在網絡中使用隧道（Tunnel）可以隱藏一部分步跳，從而擴大網絡的工作範圍。
3. 將一些不能連續的子網連接起來，用於組建VPN
圖6 Tunnel連接不連續子網
運行Novell IPX協議的兩個子網Group 1和Group 2分別在不同的城市，通過使用隧道可以實現跨越廣域網的VPN。
4. 與IPSec結合使用
圖7 GRE-IPSec隧道應用
對於諸如路由協議、語音、視頻等數據先進行GRE封裝，然後再對封裝後的報文進行IPSec的加密處理。
原文來源：http://www.h3c.com.cn/Products___Technology/Technology/Security_Encrypt/Other_technology/Technology_recommend/200805/605933_30003_0.htm#