目录

一、GRE---通用路由封装

1.1 GRE概念

1.2 GRE报文格式

1.3 GRE报文封装与解封装

1.3.1报文封装

1.3.2报文解封装

1.4案例配置

1.5keepalive机制  

二、MGRE---多点通用路由封装

2.1 MGRE基本概念

2.2 NFRP协议

2.2.1NHRP映射表

2.2.2 NHRP动态表项建立步骤

2.3 Normal方式、Shortcut方式

2.3.1 Normal方式（非Shortcut方式）

2.3.2 Shortcut方式

参考连接：

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一、GRE---通用路由封装

 三层隧道技术，并且是属于点到点的隧道。

1.1 GRE概念

• 全称：GRE（Generic Routing Encapsulation）：通用路由封装协议。
• 功能：定义了在一种网络层协议上封装另一种协议（或同一种协议）。
• 举例：对某些网络层协议（如IP和IPX）的数据报进行封装，使这些被封装的数据报能够在另一个网络层协议（如IP）中传输。
• 所在层次：GRE是VPN（Virtual Private Network）的第三层隧道协议，即在协议层之间采用了一种被称之为Tunnel（隧道）的技术。

 Tunnel是一个虚拟的点对点的连接，在实际中可以看成仅支持点对点连接的虚拟接口，这个接口提供了一条通路使封装的数据报能够在这个通路上传输，并且在一个Tunnel的两端分别对数据报进行封装及解封 。

 报文在GRE隧道中传输包括封装和解封装两个过程。如图所示，如果X协议报文从Ingress PE向Egress PE传输，则封装在Ingress PE上完成，而解封装在Egress PE上进行。封装后的数据报文在网络中传输的路径，称为GRE隧道。

1.2 GRE报文格式

1.3 GRE报文封装与解封装

1.3.1报文封装

• 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。

1.3.2报文解封装

• Router B从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址；
• 如果发现目的地是本路由器，则Router B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。
•  随着报文的封装、解封装,会导致有效数据传输效率降低, 从而导致设备对GRE数据转发速率降低。

1.4案例配置

在AR1 上的配置，AR3上的配置与之相似 

[r1]interface Tunnel 0/0/0  ---创建一个虚拟隧道接口
[r1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24  --配置虚拟接口IP
[r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre   ---定义隧道所使用的协议
[r1-Tunnel0/0/0]source 12.0.0.1   ---定义封装中的源地址信息
[r1-Tunnel0/0/0]destination 23.0.0.3  ---定义封装中的目的地址信息

添加私网路由信息，将其导入到隧道接口  

[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.3.3
[r3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.3.1

1.5keepalive机制  

keepalive机制是用来检测隧道对端是否可达。
当某端开启该机制后，会周期性发送keepalive报文，对端收到后会回复keepalive报文。当一定次数未收到回复报文，则认为该隧道不可用。（默认3次，每一次发送时间间隔为5秒）

配置命令

[r1-Tunnel0/0/0]keepalive 
[r1-Tunnel0/0/0]keepalive period 10 retry-times 5
	period：设置发送周期
	retry-times：重传次数

二、MGRE---多点通用路由封装

2.1 MGRE基本概念

• MGRE：点到多点的GRE隧道，它是对传统的点到点GRE隧道的一种扩展。
• MGRE与GRE只在构建隧道方式上有所差异，但其报文的封装方式和原理与GRE隧道完全一致。
• 根据建立机制的不同，可将MGRE隧道分为静态隧道和动态隧道两种：

静态隧道：建立在Hub与Spoke之间，无论是否有流量经过，改隧道一直存在。
动态隧道：建立在spoke与spoke之间，当spoke与spoke之间有流量经过时，隧道会自动被创建；当一定周期没有流量经过时，隧道将自动拆除

2.2 NFRP协议

NHRP全称下一条解析协议，自动学习隧道地址和物理地址（公网地址）的对应关系

解决了MGRE总部与使用动态IP的分支建立隧道、分支与分支建立隧道的问题

使用NHRP协议帮助建立MGRE隧道

2.2.1NHRP映射表

将Tunnel口的地址与公网IP地址做映射，将其映射关系保存在NHRP映射表中，实现点到多点建立GRE隧道

NHRP映射表分为静态映射和动态映射

静态表项

手工配置，用于MGRE静态隧道的建立

在Spoke-分部上手工配置Hub的Tunnel地址和公网地址

动态表项

动态表项建立主要依靠主动注册和动态查询两步来实现，用于MGRE动态隧道的建立

2.2.2 NHRP动态表项建立步骤

步骤一：主动注册——解决了总部与分支动态IP建立MGRE隧道的问题

• Spoke与Hub建立静态表项之后，会发送主动注册消息到Hub
• Hub然后发送注册应答消息回应，使得Hub得到Spoke的Tunnel地址和公网地址的映射关系（之后Spoke会定时发送主动注册消息来保持与总部的隧道关系）

步骤二：动态查询——解决了分支与分支建立MGRE隧道的问题

使得Spoke之间互相获得对方的公网IP与Tunnel接口的映射关系，解决了分支与分支建立MGRE隧道的问题。

动态查询有两种实现方式，通过Normal方式、Shortcut方式任意一种来就可以实现

2.3 Normal方式、Shortcut方式

2.3.1 Normal方式（非Shortcut方式）

• 要Spoke之间都有对方Tunnel口的路由（静态、OSPF都可以），通过Tunnel地址为索引查找出Spoke对应的公网IP地址
• 要注意在使用OSPF时网络类型必须为广播方式，此种方式推荐使用OSPF

spoke_A与spoke_B之间建立动态MGRE隧道过程如下：

1. A要和B私网之间进行通信时，首先查找自己的路由表，发现下一跳地址为1.1.1.2（Spoke2 Tunnet接口）。然后根据下一跳查找自己的NHRP映射表，发现里面没有对应表项，A会默认将该报文直接发给Hub，同时出发NHRP地址解析请求（NHRP请求中包含A的tunnel接口和公网接口地址，还有需要解析的B的tunnel地址）。
2. Hub在接收到请求和业务报文后，会通过自己与B之间的隧道将其转发给B。
3. B接收到A的NHRP请求后，将A的对应关系加载到自己的NHRP映射表中。同时，B也生成NHRP的应答直接返回给A。
4. A收到B的应答后，将应答信息加载到本地NHRP映射表中，然后A和B之间动态建立MGRE隧道。

隧道建立后，A和B之间的通信会有A直接发给B，不会再经过中间Hub的中转。

2.3.2 Shortcut方式

• Spoke只需要有去Hub的路由（静态或OSPF），不需要有去其它分支的路由，通过Hub来得到其它Spoke的公网IP与Tunnel的对应关系
• 要注意在使用OSPF时网络类型必须为P2MP方式，不过此种方式更推荐使用静态路由

spoke_A与spoke_B之间建立动态MGRE隧道过程如下：

1. A要和B私网之间进行通信时，首先根据目的地址查找自己的NHRP映射表，发现里面没有对应表项；所以，A会接着查找路由表，发现了目标地址对应的下一跳为Hub的地址，于是将此业务报文发送给Hub（通过静态隧道转发）
2. Hub在收到A的报文后，将报文转发给B。
3. 如果Hub在 转发过程中，发现接收此报文的接口和发送此报文的Tunnet接口在同一网段，Hub就会向A发送重定向的消息（携带Hub的Tunnel地址和公网地址、以及需要解析的数据报文的目的地址192.168.2.0）Hub通知A发送的NHRP请求（请求B的公网地址），要求A和B之间建立隧道直接通信，后续报文也不需要经过Hub中转。
4. 4A向Hub发送NHRP请求（包含了A的私网网段和A的公网接口地址，以及B的私网网段），由于shortcut方式下采用的是路由聚合方案，因此A 无法学习到B的tunnel地址，只能通过B的私网地址来获取B的公网接口地址。
5. B接收到A的NHRP请求后，将A的对应关系（A的私网地址和公网接口地址）加载到自己的NHRP映射表中。同时，B也生成NHRP的应答返回给A。
6. A收到B的应答后，将应答信息加载到本地NHRP映射表中（B的私网地址和公网接口地址），然后A和B之间动态建立MGRE隧道。
7. 隧道建立后，A和B之间的通信会有A直接发给B，不会再经过中间Hub的中转。

      以非shortcut方式进行DSVPN组网时，分支站点可以自主发现NHRP映射表中存在关系缺少的现象，从而主动向hub节点申请通讯对端的映射关系。而在shortcut组网环境下，分支站点无法自主发现，需要hub节点通过重定向报文参与到分支之间的隧道建立过程。

参考连接：

防火墙——动态智能隧道DSVPN讲解_nhrp协议-程序员宅基地

HCIE笔记-第十天_nhrp-程序员宅基地