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12-GRE配置
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GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）协议用来对任意一种网络层协议（如IPv6）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（如IPv4）中传输。封装前后数据报文的网络层协议可以相同，也可以不同。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文进行封装及解封装。
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）。乘客协议可以是任意的网络层协议。
· GRE头（GRE header）：采用GRE协议对净荷数据进行封装所添加的报文头，包括封装层数、版本、乘客协议类型、校验和信息、Key信息等内容。添加GRE头后的报文称为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）：在GRE报文上添加的报文头，以便传输协议对GRE报文进行转发处理。传输协议（Delivery Protocol或者Transport Protocol）是指负责转发GRE报文的网络层协议。设备支持IPv4和IPv6两种传输协议：当传输协议为IPv4时，GRE隧道称为GRE over IPv4隧道；当传输协议为IPv6时，GRE隧道称为GRE over IPv6隧道。设备仅支持GRE over IPv4隧道。
图1-2 IPv6协议网络通过GRE隧道互连
下面以图1-2的网络为例说明IPv6协议的报文通过GRE隧道穿越IPv4网络进行传输的过程。
(1) Device A从连接IPv6 network 1的接口收到IPv6报文后，查找路由表判定此报文需要通过GRE隧道模式的Tunnel接口（本例中为Tunnel0）转发，并将报文发给相应的Tunnel接口。
(2) GRE隧道模式的Tunnel接口收到此IPv6报文后，先在报文前封装上GRE头，再封装上IPv4头。IPv4头中的源地址为隧道的源端地址（本例中为Device A的GigabitEthernet3/0/1接口的IP地址），目的地址为隧道的目的端地址（本例中为Device B的GigabitEthernet3/0/1接口的IP地址）。
(3) Device A根据封装的IPv4头中的目的地址查找路由表，将封装后的IPv4报文通过GRE隧道的实际物理接口（GigabitEthernet3/0/1）转发出去。
(4) 封装后的IPv4报文通过GRE隧道到达隧道的目的端设备Device B后，由于报文的目的地是本设备，且IPv4头中的协议号为47（表示封装的报文为GRE报文），Device B将此报文交给GRE协议进行解封装处理。
(5) GRE协议先剥离掉此报文的IPv4头，再对报文进行报文序列号检查，最后剥离掉报文的GRE头，将报文交给IPv6协议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主要有以下几种应用场景。
如图1-3所示，IPv6 network 1和IPv6 network 2是运行IPv6协议的网络，IPv4 network 1和IPv4 network 2是运行IPv4协议的网络。在Device A和Device B之间建立GRE隧道，可以使IPv6 network 1和IPv6 network 2、IPv4 network 1和IPv4 network 2通过骨干网互不影响地进行通信，实现两地互通。
在IP网络中，报文的TTL值最大为255。如果两台设备之间的跳数超过255，它们将无法通信。通过在网络中使用GRE隧道可以隐藏一部分跳数，从而扩大网络的工作范围。如图1-4所示，使用了GRE隧道之后，Host A和Host B之间的跳数减少为3跳，GRE隧道经过的设备中只有隧道两端的设备（Device A和Device D）参与跳数计算。
如图1-5所示，属于VPN 1的两个站点Site 1和Site 2分别位于不同的城市，通过使用GRE隧道可以实现跨越广域网连接VPN 1的两个站点。
如图1-6所示，GRE可以和IPsec（IP Security，IP安全）配合使用，通过建立GRE over IPsec隧道，对路由协议、语音、视频等数据先进行GRE封装，再对封装后的报文进行IPsec处理。二者配合使用的优势如下：
· 提高数据在隧道中传输的安全性。
· 解决IPsec只能处理单播报文的问题。GRE可以支持组播、广播和非IP报文，先对这些报文进行GRE封装，使其成为普通的单播报文。然后，IPsec就可以对其进行进一步的处理。
· 简化IPsec的配置。由于所有报文都先经过GRE封装后再进行IPsec处理，因此只要根据GRE隧道的源/目的端地址来定义需要IPsec保护的数据流即可，不需要关注原始报文的源/目的地址，从而简化了IPsec的配置。
GRE和IPsec还有另外一种配合方式，即IPsec over GRE隧道。但这种方式不能充分利用二者的优势，一般不推荐使用。
关于IPsec的详细介绍请参见“安全配置指导”中的“IPsec”。
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)
· RFC 2890：Key and Sequence Number Extensions to GRE
配置GRE over IPv4隧道时，需要注意：
· 隧道两端必须都配置隧道的源端地址和目的端地址，且本端配置的源端地址（目的端地址）应该与对端配置的目的端地址（源端地址）相同。
· 在同一台设备上，隧道模式相同的Tunnel接口建议不要同时配置完全相同的源端地址和目的端地址。
· 如果封装前报文的目的地址与Tunnel接口的地址不在同一个网段，则必须配置通过Tunnel接口到达报文目的地址的路由，以便需要进行封装的报文能正常转发。用户可以配置静态路由，指定到达报文目的地址的路由出接口为本端Tunnel接口；也可以配置动态路由，在Tunnel接口、与私网相连的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接口转发的路由表项。
· 在Tunnel接口上配置的隧道目的端地址不能与Tunnel接口的地址在同一网段。
· 关于Tunnel接口的详细介绍，关于interface tunnel、source、destination命令以及Tunnel接口下更多配置命令的详细介绍，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“隧道”。
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操作 |
命令 |
说明 |
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进入系统视图 |
system-view |
- |
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创建模式为GRE over IPv4隧道的Tunnel接口，并进入该Tunnel接口视图 |
interface tunnel interface-number mode gre |
缺省情况下，设备上不存在任何Tunnel接口 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 |
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设置Tunnel接口的IPv4地址或IPv6地址 |
IPv4地址的配置方法，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“IP地址” IPv6地址的配置方法，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“IPv6基础” |
缺省情况下，Tunnel接口上没有设置IPv4地址和IPv6地址 乘客协议为IPv4时，需要配置Tunnel接口的IPv4地址；乘客协议为IPv6时，需要配置Tunnel接口的IPv6地址 |
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设置隧道的源端地址或源接口 |
source { ip-address | interface-type interface-number } |
缺省情况下，没有设置隧道的源端地址和源接口 如果设置的是隧道的源端地址，则该地址将作为封装后隧道报文的源IPv4地址；如果设置的是隧道的源接口，则该接口的主IP地址将作为封装后隧道报文的源IPv4地址 |
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设置隧道的目的端地址 |
destination ip-address |
缺省情况下，没有设置隧道的目的端地址 隧道的目的端地址是对端从GRE隧道上接收报文的实际物理接口的地址，该地址将作为封装后隧道报文的目的IPv4地址 |
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（可选）开启GRE的keepalive功能，并配置keepalive报文发送周期及最大发送次数 |
缺省情况下，GRE的keepalive功能处于关闭状态 |
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退回系统视图 |
quit |
- |
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。
在用户视图下执行reset命令可以清除Tunnel接口的统计信息。
表1-2 GRE显示和维护
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操作 |
命令 |
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显示Tunnel接口的相关信息（本命令的详细介绍，请参见“三层技术-IP业务命令参考”中的“隧道”） |
display interface [ tunnel ] [ brief [ down ] ] display interface [ tunnel [ number ] ] [ brief [ description ] ] |
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显示Tunnel接口的IPv6相关信息（本命令的详细介绍，请参见“三层技术-IP业务命令参考”中的“IPv6基础”） |
display ipv6 interface [ tunnel [ number ] ] [ brief ] |
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清除Tunnel接口的统计信息（本命令的详细介绍，请参见“三层技术-IP业务命令参考”中的“隧道”） |
reset counters interface [ tunnel [ number ] ] |
缺省情况下，以太网接口、VLAN接口及聚合接口处于down状态。如果要使这些接口能够正常工作，请先使用undo shutdown命令使接口状态处于up。
缺省情况下，以太网接口、VLAN接口及聚合接口处于down状态。如果要使这些接口能够正常工作，请先使用undo shutdown命令使接口状态处于up状态。
Router A和Router B分别连接IPv4私有网络Group 1和Group 2。这两个私有网络都使用私网地址，且属于同一个VPN。通过在Router A和Router B之间建立GRE隧道，实现两个私有网络的互联。
图1-7 GRE over IPv4隧道应用组网图
在开始下面的配置之前，假设设备各接口的地址都已配置完毕，并且Router A和Router B之间路由可达。
# 创建Tunnel0接口，并指定隧道模式为GRE over IPv4隧道。
[RouterA] interface tunnel 0 mode gre
# 配置Tunnel0接口的IP地址。
[RouterA-Tunnel0] ip address 10.1.2.1 255.255.255.0
# 配置Tunnel0接口的源端地址（Router A的GigabitEthernet3/0/2的IP地址）。
[RouterA-Tunnel0] source 1.1.1.1
# 配置Tunnel0接口的目的端地址（Router B的GigabitEthernet3/0/2的IP地址）。
[RouterA-Tunnel0] destination 2.2.2.2
[RouterA-Tunnel0] quit
# 配置从Router A经过Tunnel0接口到Group 2的静态路由。
[RouterA] ip route-static 10.1.3.0 255.255.255.0 tunnel 0
# 创建Tunnel0接口，并指定隧道模式为GRE over IPv4隧道。
[RouterB] interface tunnel 0 mode gre
# 配置Tunnel0接口的IP地址。
[RouterB-Tunnel0] ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
# 配置Tunnel0接口的源端地址（Router B的GigabitEthernet3/0/2的IP地址）。
[RouterB-Tunnel0] source 2.2.2.2
# 配置Tunnel0接口的目的端地址（Router A的GigabitEthernet3/0/2的IP地址）。
[RouterB-Tunnel0] destination 1.1.1.1
[RouterB-Tunnel0] quit
# 配置从Router B经过Tunnel0接口到Group 1的静态路由。
[RouterB] ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.0 tunnel 0
# 查看Router A的Tunnel接口状态。
[RouterA] display interface tunnel 0
Tunnel0
Current state: UP
Line protocol state: UP
Description: Tunnel0 Interface
Bandwidth: 64kbps
Maximum Transmit Unit: 1476
Internet Address is 10.1.2.1/24 Primary
Tunnel source 1.1.1.1, destination 2.2.2.2
Tunnel keepalive disabled
Tunnel TTL 255
Tunnel protocol/transport GRE/IP
GRE key disabled
Checksumming of GRE packets disabled
Last clearing of counters: Never
Last 300 seconds input rate: 0 bytes/sec, 0 bits/sec, 0 packets/sec
Last 300 seconds output rate: 0 bytes/sec, 0 bits/sec, 0 packets/sec
Input: 0 packets, 0 bytes, 0 drops
Output: 0 packets, 0 bytes, 0 drops
# 查看Router B的Tunnel接口状态。
[RouterB] display interface tunnel 0
Tunnel0
Current state: UP
Line protocol state: UP
Description: Tunnel0 Interface
Bandwidth: 64kbps
Maximum Transmit Unit: 1476
Internet Address is 10.1.2.2/24 Primary
Tunnel source 2.2.2.2, destination 1.1.1.1
Tunnel keepalive disabled
Tunnel TTL 255
Tunnel protocol/transport GRE/IP
GRE key disabled
Checksumming of GRE packets disabled
Last clearing of counters: Never
Last 300 seconds input rate: 0 bytes/sec, 0 bits/sec, 0 packets/sec
Last 300 seconds output rate: 0 bytes/sec, 0 bits/sec, 0 packets/sec
Input: 0 packets, 0 bytes, 0 drops
Output: 0 packets, 0 bytes, 0 drops
# 从Router B可以Ping通Router A上GigabitEthernet3/0/1接口的地址。
[RouterB] ping -a 10.1.3.1 10.1.1.1
Ping 10.1.1.1 (10.1.1.1) from 10.1.3.1: 56 data bytes, press CTRL_C to break
56 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=0 ttl=255 time=11.000 ms
56 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=1.000 ms
56 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.000 ms
56 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=3 ttl=255 time=0.000 ms
56 bytes from 10.1.1.1: icmp_seq=4 ttl=255 time=0.000 ms
--- Ping statistics for 10.1.1.1 ---
5 packet(s) transmitted, 5 packet(s) received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/std-dev = 0.000/2.400/11.000/4.317 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使用调试命令debugging gre和debugging tunnel定位。这里仅就一种错误进行分析。
如图1-8所示，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。
图1-8 GRE排错示例
出现该故障的原因可能是Device A或Device C上没有到达对端网络的路由。
(1) 在Device A和Device C分别执行display ip routing-table命令，观察在Device A是否有经过Tunnel0接口到10.2.0.0/16的路由；在Device C是否有经过Tunnel0接口到10.1.0.0/16的路由。
(2) 如果不存在上述路由，则在系统视图下使用ip route-static命令添加静态路由。以Device A为例，配置如下：
[DeviceA] ip route-static 10.2.0.0 255.255.0.0 tunnel 0
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