14-GRE配置
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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。封装后的数据报文在网络中传输的路径,称为GRE隧道。GRE隧道是一个虚拟的点到点的连接,其两端的设备分别对数据报进行封装及解封装。
图1-1 GRE封装后的报文格式
如图1-1所示,GRE封装后的报文包括如下几个部分:
· 净荷数据(Payload packet):需要封装和传输的数据报文。净荷数据的协议类型,称为乘客协议(Passenger Protocol)。
· GRE头(GRE header):系统收到净荷数据后,在净荷数据上添加GRE头,使其成为GRE报文。对净荷数据进行封装的GRE协议,称为封装协议(Encapsulation Protocol)。
· 传输协议的报文头(Delivery header):负责转发封装后报文的网络协议,称为传输协议(Delivery Protocol或者Transport Protocol)。在GRE报文上需要增加传输协议的报文头,以便传输协议对封装后的报文进行转发处理。
图1-2 GRE封装报文举例
IPv6报文通过GRE隧道穿越IPv4网络时,报文格式如图1-2所示。其中,乘客协议为IPv6,封装协议为GRE,传输协议为IPv4。
根据传输协议的不同,GRE隧道可以分为:
· GRE over IPv4:传输协议为IPv4,乘客协议为任意网络层协议。
· GRE over IPv6:传输协议为IPv6,乘客协议为任意网络层协议。
GRE加解封装过程
图1-3 X协议网络通过GRE隧道互连
下面以图1-3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:
· Router 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。
解封装过程和加封装的过程相反。
· RouterB从Tunnel接口收到IP报文,检查目的地址;
· 如果目的地是本路由器,且IP报文头中的协议号为47(表示封装的报文为GRE报文),则RouterB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。
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主要应用于以下几种环境:
图1-1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Router A和Router 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。
两台终端之间的步跳数超过15,它们将无法通信。而通过在网络中使用隧道可以隐藏一部分步跳,从而扩大网络的工作范围。
图1-3 Tunnel连接不连续子网
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VPN。
设备暂时不支持连接Novell IPX网络。
与GRE相关的协议规范有:
· RFC 1701:Generic Routing Encapsulation (GRE)
· RFC 1702:Generic Routing Encapsulation over IPv4 networks
· RFC 2784:Generic Routing Encapsulation (GRE)
设备上存在已经配置IP地址、能够进行正常通讯的接口(如VLAN接口,三层以太网接口,Loopback接口等),该接口将作为Tunnel接口的源接口。
操作 |
命令 |
说明 |
进入系统视图 |
system-view |
- |
使能IPv6报文转发功能 |
ipv6 |
可选 缺省情况下,关闭IPv6报文转发功能。 在IPv6 over IPv4 GRE隧道上该功能为必选。 |
创建一个Tunnel接口,并进入该Tunnel接口视图 |
interface tunnel interface-number |
必选 缺省情况下,设备上无Tunnel接口 |
配置Tunnel接口的IPv4地址 |
ip address ip-address { mask | mask-length } |
三者必选其一 缺省情况下,Tunnel接口上没有设置IPv4地址 在隧道上配置IPv4地址或者IPv6地址请根据实际情况选择 缺省情况下,Tunnel接口上没有设置IPv6全球单播地址或站点本地地址 |
配置IPv6全球单播地址或站点本地地址 |
ipv6 address { ipv6-address prefix-length | ipv6-address/prefix-length } |
|
ipv6 address ipv6-address/prefix-length eui-64 |
||
配置IPv6链路本地地址 |
ipv6 address auto link-local |
可选 缺省情况下,当接口配置了IPv6全球单播地址或站点本地地址后,会自动生成链路本地地址 |
ipv6 address ipv6-address link-local |
||
配置隧道模式为GRE |
tunnel-protocol gre |
可选 缺省情况下,采用GRE隧道模式 在隧道的两端应配置相同的隧道模式,否则可能造成报文传输失败 |
设置Tunnel接口的源端地址或接口 |
source { ip-address | interface-type interface-number } |
必选 缺省情况下,Tunnel接口上没有设置源端地址和接口 |
设置Tunnel接口的目的端地址 |
destination ip-address |
必选 缺省情况下,Tunnel接口上没有设置目的端地址 |
配置通过Tunnel的路由 |
配置的详细情况请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“静态路由”或其他路由协议配置 |
可选 在源端路由器和目的端路由器上都必须存在经过Tunnel转发的路由,这样需要进行GRE封装的报文才能正确转发。可以选择配置静态路由,也可以选择配置动态路由。在Tunnel的两端都要进行此项配置 |
设置隧道接口的MTU值 |
mtu mtu-size |
可选 请根据实际情况选择 |
ipv6 mtu mtu-size |
||
退回系统视图 |
quit |
- |
配置丢弃含有IPv4兼容IPv6地址的IPv6报文 |
tunnel discard ipv4-compatible-packet |
可选 缺省情况下,不会丢弃含有IPv4兼容IPv6地址的IPv6报文 |
有关interface tunnel、source、destination和mtu的相关配置可参考“三层技术-IP业务命令参考”中的“隧道”。
· Tunnel的源端地址与目的端地址唯一标识了一个通道。Tunnel两端必须配置源端地址与目的端地址,且两端地址互为源地址和目的地址。
· 两个或两个以上使用同种封装协议的Tunnel接口不能配置完全相同的源地址和目的地址。
· 配置Tunnel接口的源端地址时,若采用配置源接口形式,则Tunnel的源地址取的是源接口的主IP地址。
· 配置通过Tunnel转发的路由时,可以手工配置一条静态路由,目的地址是未进行GRE封装的报文的目的地址,下一跳是对端Tunnel接口。也可以在Tunnel接口上和与私网相连的路由器接口上分别使能动态路由协议,由动态路由协议来建立通过Tunnel转发的路由表项。
· 在Tunnel接口配置的静态路由的目的地址不能与Tunnel接口的地址在同一网段。
在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令可以显示配置后GRE的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。
表1-2 GRE的显示和维护
操作 |
命令 |
显示指定Tunnel接口的相关信息 |
display interface [ tunnel ] [ brief [ down ] ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] display interface tunnel number [ brief ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
显示指定Tunnel接口的IPv6相关信息 |
display ipv6 interface tunnel [ number ] [brief ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
display interface tunnel和display ipv6 interface tunnel命令的详细介绍,请参见“三层技术-IP业务命令参考”中的“隧道”。
路由器Router A和路由器Router B之间通过Internet相连。运行IPv4协议的私有网络的两个子网Group 1和Group 2,通过在两台路由器之间使用GRE建立隧道实现互联。
图1-4 GRE应用组网图
在开始下面的配置之前,需要分别配置路由器Router A和路由器Router B上连接Internet的接口,并配置相关路由协议。使Router A和Router B之间路由可达。
(1) 配置路由器Router A
# 配置接口GigabitEthernet4/1/1。
<RouterA> system-view
[RouterA] interface GigabitEthernet 4/1/1
[RouterA-GigabitEthernet4/1/1] ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
[RouterA-GigabitEthernet4/1/1] quit
# 配置接口GigabitEthernet 3/1/1(隧道的实际物理接口)。
[RouterA] interface GigabitEthernet 3/1/1
[RouterA-GigabitEthernet3/1/1] ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
[RouterA-GigabitEthernet3/1/1] quit
# 创建Tunnel3接口。
[RouterA] interface tunnel 3
# 配置Tunnel3接口的IP地址。
[RouterA-Tunnel3] ip address 10.1.2.1 255.255.255.0
# 配置Tunnel封装模式。
[RouterA-Tunnel3] tunnel-protocol gre
# 配置Tunnel3接口的源地址(GigabitEthernet 3/1/1的IP地址)。
[RouterA-Tunnel3] source 1.1.1.1
# 配置Tunnel3接口的目的地址(Router B的GigabitEthernet 3/1/2的IP地址)。
[RouterA-Tunnel3] destination 2.2.2.2
[RouterA-Tunnel3] quit
# 配置从Router A经过Tunnel3接口到Group 2的静态路由。
[RouterA] ip route-static 10.1.3.0 255.255.255.0 tunnel 3
(2) 配置路由器Router B
# 配置接口GigabitEthernet4/1/1。
<RouterB> system-view
[RouterB] interface GigabitEthernet 4/1/1
[RouterB-GigabitEthernet4/1/1] ip address 10.1.3.1 255.255.255.0
[RouterB-GigabitEthernet4/1/1] quit
# 配置接口GigabitEthernet 3/1/2(隧道实际物理接口)。
[RouterB] interface GigabitEthernet 3/1/2
[RouterB-GigabitEthernet3/1/2] ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
[RouterB-GigabitEthernet3/1/2] quit
# 创建Tunnel3接口。
[RouterB] interface tunnel 3
# 配置Tunnel3接口的IP地址。
[RouterB-Tunnel3] ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
# 配置Tunnel封装模式。
[RouterB-Tunnel3] tunnel-protocol gre
# 配置Tunnel3接口的源地址(GigabitEthernet 3/1/2的IP地址)。
[RouterB-Tunnel3] source 2.2.2.2
# 配置Tunnel3接口的目的地址(Router A的GigabitEthernet 3/1/1的IP地址)。
[RouterB-Tunnel3] destination 1.1.1.1
[RouterB-Tunnel3] quit
# 配置从Router B经过Tunnel3接口到Group 1的静态路由。
[RouterB] ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.0 tunnel 3
(3) 验证配置结果
# 完成以上配置后,分别查看Router A和Router B的Tunnel接口状态。
[RouterA] display interface tunnel 3
Tunnel0 current state: UP
Line protocol current state: UP
Description: Tunnel3 Interface
The Maximum Transmit Unit is 1476
Internet Address is 10.1.2.1/24 Primary
Encapsulation is TUNNEL, service-loopback-group ID not set.
Tunnel source 1.1.1.1, destination 2.2.2.2
Tunnel bandwidth 64 (kbps)
Tunnel protocol/transport GRE/IP
GRE key disabled
Checksumming of GRE packets disabled
Output queue : (Urgent queuing : Size/Length/Discards) 0/100/0
Output queue : (Protocol queuing : Size/Length/Discards) 0/500/0
Output queue : (FIFO queuing : Size/Length/Discards) 0/75/0
Last clearing of counters: Never
Last 300 seconds input: 0 bytes/sec, 0 packets/sec
Last 300 seconds output: 0 bytes/sec, 0 packets/sec
10 packets input, 840 bytes
0 input error
10 packets output, 840 bytes
0 output error
[RouterB] display interface tunnel 3
Tunnel0 current state: UP
Line protocol current state: UP
Description: Tunnel3 Interface
The Maximum Transmit Unit is 1476
Internet Address is 10.1.2.2/24 Primary
Encapsulation is TUNNEL, service-loopback-group ID not set.
Tunnel source 2.2.2.2, destination 1.1.1.1
Tunnel bandwidth 64 (kbps)
Tunnel protocol/transport GRE/IP
GRE key disabled
Checksumming of GRE packets disabled
Output queue : (Urgent queuing : Size/Length/Discards) 0/100/0
Output queue : (Protocol queuing : Size/Length/Discards) 0/500/0
Output queue : (FIFO queuing : Size/Length/Discards) 0/75/0
Last clearing of counters: Never
Last 300 seconds input: 2 bytes/sec, 0 packets/sec
Last 300 seconds output: 2 bytes/sec, 0 packets/sec
10 packets input, 840 bytes
0 input error
10 packets output, 840 bytes
0 output error
# 从Router B可以Ping通Router A上GigabitEthernet 4/1/1接口的地址。
[RouterB] ping 10.1.1.1
PING 10.1.1.1: 56 data bytes, press CTRL_C to break
Reply from 10.1.1.1: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=2 ms
Reply from 10.1.1.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=2 ms
Reply from 10.1.1.1: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=2 ms
Reply from 10.1.1.1: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=2 ms
Reply from 10.1.1.1: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=2 ms
--- 10.1.1.1 ping statistics ---
5 packet(s) transmitted
5 packet(s) received
0.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 2/2/2 ms
GRE的配置相对比较简单,但要注意配置的一致性,大部分的错误都可以通过使用调试命令定位。这里仅就一种错误进行分析,如图1-5所示。
图1-5 GRE排错示例
Tunnel两端接口配置正确且Tunnel两端可以ping通,但Host A和Host B之间却无法ping通。
可以按照如下步骤进行:
· 在任意视图下,在Router A和Router C分别执行display ip routing-table命令,观察在Router A是否有经过Tunnel1接口到10.2.0.0/16的路由;在Router C是否有经过Tunnel1接口到10.1.0.0/16的路由。
· 如果在上一步的输出中发现缺少相应的静态路由,在系统视图下使用ip route-static命令添加。以Router A为例,配置如下:
[RouterA] ip route-static 10.2.0.0 255.255.0.0 tunnel 1
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