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14-GRE配置
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GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）协议用来对某些网络层协议（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）。
· 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1-1 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。
图1-2 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协议的报文通过GRE隧道穿越IP网络进行传输的过程：
· 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协议根据报文头中的目的地址，确定如何路由此包；
· 若报文的目的地址要经过GRE隧道才能到达，则Device A将此报文发给相应的Tunnel接口；
· Tunnel接口收到此报文后先进行GRE封装，再封装IP报文头；
· Device A根据封装的IP报文头的目的地址，查找路由表，对封装后的报文进行转发。
解封装过程和加封装过程相反：
· Device B从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址；
· 如果目的地是本设备，且IP报文头中的协议号为47（表示封装的报文为GRE报文），则Device B剥掉此报文的IP报头，交给GRE协议处理（检验GRE key、检查校验和、检查报文的序列号等）；
· GRE协议完成相应的处理后，剥掉GRE报头，将报文交给X协议进行后续的转发处理。
GRE收发双方的加封装、解封装处理过程，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1-4中，Group 1和Group 2是运行IPv6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之间建立GRE隧道，Group 1和Group 2、Team 1和Team 2可以互不影响地进行通信。
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。例如，图1-5中Host A和Host B之间的跳数为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1-6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。
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)
配置GRE over IPv4隧道时，需要注意：
· Tunnel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应该与对端配置的目的端地址相同、本端配置的目的端地址应该与对端配置的源端地址相同。
· 使用同种封装协议的Tunnel接口不能同时配置完全相同的源端地址和目的端地址。
· 隧道两端可以根据实际应用的需要决定配置校验和或禁止校验和。如果本端配置了校验和而对端没有配置，则本端将不会对接收到的报文进行校验和检查，但对发送的报文计算校验和；相反，如果本端没有配置校验和而对端已配置，则本端将对从对端发来的报文进行校验和检查，但对发送的报文不计算校验和。
· 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接口的地址。也可以在Tunnel接口、与私网相连的设备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。
配置GRE over IPv4隧道前，需要确保：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，GigabitEthernet接口，Loopback接口等），该接口将作为Tunnel接口的源接口。
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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-numbe 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IP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IP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地址 |
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（可选）使能GRE的keepalive功能，并配置keepalive报文发送周期及最大发送次数 |
keepalive [ interval [ times ] ] |
缺省情况下，未使能GRE的keepalive功能 |
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退回系统视图 |
quit |
- |
Tunnel接口的详细介绍，及Tunnel接口下的更多配置命令，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“隧道”；interface tunnel、source和destination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”。
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
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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 [ number ] ] [ brief ] |
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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 ] |
缺省情况下，以太网接口、VLAN接口及聚合接口处于down状态。如果要对这些接口进行配置，请先使用undo shutdown命令使接口状态处于up。
Switch A和Switch B之间通过Internet相连，Internet运行IPv4协议。通过在两台交换机之间建立GRE隧道，实现运行IPv4协议的两个私有网络Group 1和Group 2互联。
图1-6 GRE over IPv4应用组网图
在开始下面的配置之前，需确保Switch A和Switch B之间路由可达。
(1) 配置Switch A
# 配置接口Vlan-interface100。
<SwitchA> system-view
[SwitchA] vlan 100
[SwitchA-vlan100] port GigabitEthernet 3/0/1
[SwitchA-vlan100] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 100
[SwitchA-Vlan-interface100] ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
[SwitchA-Vlan-interface100] quit
# 配置接口Vlan-interface101。
[SwitchA] vlan 101
[SwitchA-vlan101] port GigabitEthernet 3/0/2
[SwitchA-vlan101] quit
[SwitchA] interface vlan-interface 101
[SwitchA-Vlan-interface101] ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
[SwitchA-Vlan-interface101] quit
# 创建Tunnel1接口，并指定隧道模式为GRE over IPv4隧道。
[SwitchA] interface tunnel 1 mode gre
# 配置Tunnel1接口的IP地址。
[SwitchA-Tunnel1] ip address 10.1.2.1 255.255.255.0
# 配置Tunnel1接口的源端地址（Switch A的Vlan-interface101的IP地址）。
[SwitchA-Tunnel1] source vlan-interface 101
# 配置Tunnel1接口的目的端地址（Switch B的Vlan-interface101的IP地址）。
[SwitchA-Tunnel1] destination 2.2.2.2
[SwitchA-Tunnel1] quit
# 配置从Switch A经过Tunnel1接口到Group 2的静态路由。
[SwitchA] ip route-static 10.1.3.0 255.255.255.0 tunnel 1
(2) 配置Switch B
# 配置接口Vlan-interface100。
<SwitchB> system-view
[SwitchB] vlan 100
[SwitchB-vlan100] port GigabitEthernet 3/0/1
[SwitchB-vlan100] quit
[SwitchB] interface vlan-interface 100
[SwitchB-Vlan-interface100] ip address 10.1.3.1 255.255.255.0
[SwitchB-Vlan-interface100] quit
# 配置接口Vlan-interface101。
[SwitchB] vlan 101
[SwitchB-vlan101] port GigabitEthernet 3/0/2
[SwitchB-vlan101] quit
[SwitchB] interface vlan-interface 101
[SwitchB-Vlan-interface101] ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
[SwitchB-Vlan-interface101] quit
# 创建Tunnel1接口，并指定隧道模式为GRE over IPv4隧道。
[SwitchB] interface tunnel 1 mode gre
# 配置Tunnel1接口的IP地址。
[SwitchB-Tunnel1] ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
# 配置Tunnel1接口的源端地址（Switch B的Vlan-interface101的IP地址）。
[SwitchB-Tunnel1] source vlan-interface 101
# 配置Tunnel1接口的目的端地址（Switch A的Vlan-interface101的IP地址）。
[SwitchB-Tunnel1] destination 1.1.1.1
[SwitchB-Tunnel1] quit
# 配置从Switch B经过Tunnel1接口到Group 1的静态路由。
[SwitchB] ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.0 Tunnel 1
# 完成以上配置后，分别查看Switch A和Switch B的Tunnel接口状态。
[SwitchA] display interface tunnel 1
Tunnel1 current state: UP
Line protocol current state: UP
Description: Tunnel1 Interface
The Maximum Transmit Unit is 1476
Internet Address is 10.1.2.1/24 Primary
Tunnel source 1.1.1.1, destination 2.2.2.2
Tunnel bandwidth 64 (kbps)
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
0 packets input, 0 bytes, 0 drops
0 packets output, 0 bytes, 0 drops
[SwitchB] display interface tunnel 1
Tunnel1 current state: UP
Line protocol current state: UP
Description: Tunnel1 Interface
The Maximum Transmit Unit is 1476
Internet Address is 10.1.2.2/24 Primary
Tunnel source 2.2.2.2, destination 1.1.1.1
Tunnel bandwidth 64 (kbps)
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
0 packets input, 0 bytes, 0 drops
0 packets output, 0 bytes, 0 drops
# 从Switch B可以Ping通Switch A上VLAN接口100的地址。
[SwitchB] 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
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
--- 10.1.1.1 ping statistics ---
5 packet(s) transmitted, 5 packet(s) received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 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1-7 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。
(1) 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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