GRE，MGRE技术

场景：

通常我们联通外网，是使用ISP联通从运营商获取的公网地址，但是NAT基础无法去从一个私网连接登录到另外一个私网地址。

例如：我们从分公司的网络去登录公司总部的某一台服务器。此时我们的源MAC地址是本地PC,目标MAC地址是网关，源IP是本地的私网ip，而目标ip是总公司的一个私网ip。而我们通过ISP路由器，此时查看我们的三层ip地址来更改我们的ip地址，但是我们只能去修改我们去的ip地址。 --- NAT技术只能去修改目标/源ip地址中的一个，无法做到用私网访问私网

而如何做到私网和私网间的联通呢？

1.物理专线---> 成本高，真实联通的网线

2.虚拟物理专线---> 虚拟专用网 --- 虚拟联通的网线

很显然我们没有办法去拉一条物理专线，所以我们只能去做一条虚拟联通的虚拟物理网线。而虚拟网线技术使用的核心技术是GRE（隧道）。

GRE:

GRE：通用路由封装技术，创建一条点到点的虚拟隧道，来代替真实的物理专线

隧道技术 --- 在隧道的两端通过封装以及解封装技术在公网上建立一条数据通道。并使用这个虚拟的数据通道进行数据传输。

注意，一旦隧道建立成功护，将会把两边的私网融合成一个私网。所以，在一开始分配私网网段时，就需要考虑，避免和其他的真实网段冲突。

特点：

我们希望的走法：

SIP：本地的私网地址 DIP：目标网段的私网地址数据

真实数据包的走法：

SIP：本地ISP的入接口 DIP:目标网段ISP的出接口数据

加入GRE之后：

SIP:

本地ISP的入接口

DIP:

目标ISP的出接口
GRE SIP：本地的私网地址 DIP：目标网段的私网地址数据

原理：

本地的私网边界路由器通过在去往目标网段的数据包上加上GRE标签（并用GRE封装自己真实想去的网段），目标网段的ISP通过转发数据包到对应的路由器，对应的路由器拆看是给自己的数据包，拆三层，发现GRE封装，此时再通过本地GRE技术，查看真实去往的网段信息

NAT配置：

//私网1
[R1]interface l 0
[R1-LoopBack0]ip address 192.168.1.1 24
[R1-LoopBack0]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address  1.0.0.1 30
[R1]ip route-static 0.0.0.0 0 1.0.0.2 //私网2
[R3]interface l 0
[R3-LoopBack0]ip address  192.168.3.1 24
[R3-LoopBack0]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address  2.0.0.2 30
[R3]ip route    //ISP路由器
[ISP]interface g0/0/0
[ISP-GigabitEthernet0/0/0]ip address  1.0.0.2 30
[ISP-GigabitEthernet0/0/0]interface g0/0/1
[ISP-GigabitEthernet0/0/1]ip address 2.0.0.1 30//检测    两个私网的接口地址可以连通
[R1]ping 2.0.0.2PING 2.0.0.2: 56  data bytes, press CTRL_C to breakRequest time outReply from 2.0.0.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=50 msReply from 2.0.0.2: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 msReply from 2.0.0.2: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=50 msReply from 2.0.0.2: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms--- 2.0.0.2 ping statistics ---5 packet(s) transmitted4 packet(s) received20.00% packet lossround-trip min/avg/max = 30/40/50 ms//但是无法ping通到对方私网的具体网段  -- 如环回
<R1>ping -a 192.168.1.1 192.168.2.1PING 192.168.2.1: 56  data bytes, press CTRL_C to breakRequest time outRequest time outRequest time outRequest time outRequest time out--- 192.168.2.1 ping statistics ---5 packet(s) transmitted0 packet(s) received100.00% packet loss//同样的使用本地的环回也无法ping通对方的接口
<R1>ping -a 192.168.1.1 2.0.0.2PING 2.0.0.2: 56  data bytes, press CTRL_C to breakRequest time outRequest time outRequest time outRequest time outRequest time out--- 2.0.0.2 ping statistics ---5 packet(s) transmitted0 packet(s) received100.00% packet loss

此时进行抓包，发现了一个有趣的现象，在通过R1的环回192.168.1.0/24去ping2.0.0.2这个对方私网接口的出接口时，发现有回包：

这个是在R3的G0/0/0接口抓的包

这个是在R1的G0/0/0接口抓的包

很明显，在ISP的回包时，没有产生回包

配置GRE技术：

我们使用的GRE技术，就是产生一个类似静态的直达路由，让192.168.1.0/24网段和192.168.3.0/24网段能做到直达。

GRE隧道的网段依附于一个存在的物理专线，所以在配置GRE隧道时，需要注意网段分配

//配置GRE技术，首先有对端的路由表，既：能ping到对端的接口//R1方
//①创建隧道接口   可以配置的隧道接口有511个
[R1]interface Tunnel 0/0/0
[R1-Tunnel0/0/0]//②隧道接口配置IP地址   -- 这个ip地址必须为私网ip地址,而不是公网ip地址
[R1-Tunnel0/0/0]ip address  192.168.3.1 24//③定义封装类型为 GRE
[R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre //④定义封装内容   源ip和目标ip   --- 这个ip必须是依附在可以连通的网段上 --- ISP的网络进出口
[R1-Tunnel0/0/0]source 1.0.0.1
[R1-Tunnel0/0/0]destination 2.0.0.2//检查
[R1-Tunnel0/0/0]display this
[V200R003C00]
#
interface Tunnel0/0/0ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 tunnel-protocol gresource 1.0.0.1destination 2.0.0.2
#
return//R3方
[R3]interface  Tunnel 0/0/0
[R3-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.2.2 24
[R3-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre
[R3-Tunnel0/0/0]source 2.0.0.2
[R3-Tunnel0/0/0]description 1.0.0.1
[R3-Tunnel0/0/0]display this
[V200R003C00]
#
interface Tunnel0/0/0description 1.0.0.1ip address 192.168.2.2 255.255.255.0 tunnel-protocol gresource 2.0.0.2
#
return//然后GRE需要配置基于路由表查询  ！！！ 这个很重要，相当于配置一个静态路由刷新到路由表上#R1上的虚拟管道路由ip为192.168.2.1#R3上的虚拟管道路由ip为192.168.2.2[R1]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2    #R1上配置到R3的静态路由(基于管道的虚拟路由)   --- 通过虚拟的管道对端ip访问网段
[R3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1#R3上配置到R1的静态路由(基于管道的虚拟路由)   --- 通过虚拟的管道对端ip访问网段//此时查看ip的静态路由
<R1>display ip routing-table protocol static
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : StaticDestinations : 2        Routes : 2        Configured Routes : 2Static routing table status : <Active>Destinations : 2        Routes : 2Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface0.0.0.0/0   Static  60   0          RD   1.0.0.2         GigabitEthernet
0/0/0192.168.3.0/24  Static  60   0          RD   192.168.2.2     Tunnel0/0/0Static routing table status : <Inactive>Destinations : 0        Routes : 0//此时用R1去ping通R3的换回
<R1>ping -a 192.168.1.1 192.168.3.1PING 192.168.3.1: 56  data bytes, press CTRL_C to breakReply from 192.168.3.1: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=30 msReply from 192.168.3.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 msReply from 192.168.3.1: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=30 msReply from 192.168.3.1: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=30 msReply from 192.168.3.1: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=30 ms--- 192.168.3.1 ping statistics ---5 packet(s) transmitted5 packet(s) received0.00% packet lossround-trip min/avg/max = 20/28/30 ms

抓包查看！！！

此时再查看这个具体的数据包（在正常的数据包上，套接了GRE模块，包含真实访问ip）

分析：

MGRE技术：

此时总公司想要联通三个分公司（MA网络），此时各个分公司要做到总公司的GRE路由和互相之间的GRE路由明显会产生很大的开销，配置太多。如果使用GRE路由技术存在一个技术问题：此时Sip为总公司的ip地址，而Dip不固定(可能为分公司的1~3)，此时引入MGRE技术。

原理：NHRP协议

GRE搭建的是一个点到点的隧道，所以导致其扩展性较差(此时，当多个私网需要互相链接时，需要搭建多个GRE隧道，配置要求太高。而如果配置一个总的GRE通道没有办法确定目标的IP地址)。此时需要使用MGRE技术(多点通用路由封装技术)。MGRE技术的核心就是NHRP协议。

NHRP协议：下一跳解析协议(自动学习隧道地址和物理地址的对应关系的一种方式)
原理：需要在私网中选出一个不会变化的物理接口作为NHRP的中心(NHS - 下一跳服务器)，剩下的分支都需要知道中心的隧道IP和物理接口IP，他们需要将自己的物理接口IP和隧道IP发送给中心(如果分支的物理接口的IP地址发生变化，则需要立即将对应关系重新发送)。

这样NHS将会收集到所有分支的地址映射关系。之后需要通讯时，查看对应关系，封装对应的接口IP即可分支之间需要进行通讯，则先将数据发给中心，由中心进行转发.
这种中心站点到分支站点的架构 -- HUB-SPOKE架构
因为MGRE搭建的逻辑拓扑是一个多节点的网络，但是发送信息时依然是点到点的发送，无法使用广播/组播行为，这样的网络可以称为NBMA网络(属于逻辑上搭建的NBMA网络，真正意义上物理设备搭建出的NBMA网络是帧中继。）

配置①：先保证私网节点间联通

//模拟总公司路由R1
[R1]interface g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address  1.0.0.1 30
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R1-LoopBack0]ip address  192.168.1.1 24//模拟分公司1路由R2
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address  2.0.0.1 30
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R2-LoopBack0]ip address  192.168.2.1 24
[R2]ip route-static 0.0.0.0 0 2.0.0.2//模拟分公司2路由R3
[R3]interface  g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address  3.0.0.1 30
[R3-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R3-LoopBack0]ip address  192.168.3.1 24
[R3]ip route-static 0.0.0.0 0 3.0.0.2//模拟分公司3路由R4
[R4]interface  g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address  4.0.0.1 30
[R4-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R4-LoopBack0]ip address  192.168.4.1 24
[R4]ip route-static 0.0.0.0 0 4.0.0.2//模拟运营商的ISP
[ISP]interface g0/0/0
[ISP-GigabitEthernet0/0/0]ip address  1.0.0.2 30
[ISP-GigabitEthernet0/0/0]interface g0/0/1
[ISP-GigabitEthernet0/0/1]ip address 2.0.0.2 30
[ISP-GigabitEthernet0/0/1]interface g0/0/2
[ISP-GigabitEthernet0/0/2]ip address 3.0.0.2 30
[ISP-GigabitEthernet0/0/2]interface g4/0/0
[ISP-GigabitEthernet4/0/0]ip address 4.0.0.2 30//此时在总公司路由R1去ping分公司的路由
[R1]ping 4.0.0.1PING 4.0.0.1: 56  data bytes, press CTRL_C to breakRequest time outReply from 4.0.0.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=70 msReply from 4.0.0.1: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 msReply from 4.0.0.1: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=40 msReply from 4.0.0.1: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=10 ms--- 4.0.0.1 ping statistics ---5 packet(s) transmitted4 packet(s) received20.00% packet lossround-trip min/avg/max = 10/37/70 ms//目前的私网路由已经联通

配置②：给中心站点

给中心站点进行配置:边界路由器出接口的公网ip地址不会发生变化作为NHS(中心站点)

//配置中心管道
[R1]interface Tunnel 0/0/0//中心的管道ip
[R1-Tunnel0/0/0]ip address  192.168.5.1 24//选择管道协议为MGRE
[R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol g
[R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre ?p2mp  Point to multi-point GRE mode<cr>  Please press ENTER to execute command
[R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp //配置真实源ip
[R1-Tunnel0/0/0]source 1.0.0.1//创建nhrp域100
[R1-Tunnel0/0/0]nhrp network-id  100#NHRP域为全局唯一的(不同于RIP的域)，在其他的路由器上也要使用相同的NHRP域
#display nhrp peer all  -- 查看NHRP表的配置情况
[R1]display nhrp peer all Number of nhrp peers: 0

配置③：给分支站点

//分公司R2的配置
[R2]interface  Tunnel 0/0/0
[R2-Tunnel0/0/0]ip address  192.168.5.2 24//配置MGRE模式
[R2-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp //源端口为本地端口
[R2-Tunnel0/0/0]source GigabitEthernet 0/0/0//然后配置NHRP 100域 (R1创建的)
[R2-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 100//NHRP中，向中心站点R1的注册    nhrp entry 隧道地址[中心ip] 物理接口地址[中心接口] register
[R2-Tunnel0/0/0]nhrp entry 192.168.5.1 1.0.0.1 register//此时在中心的R1上查看nhrp域
[R1]display nhrp peer all
-------------------------------------------------------------------------------
Protocol-addr   Mask  NBMA-addr       NextHop-addr    Type         Flag
-------------------------------------------------------------------------------
192.168.5.2     32    2.0.0.1         192.168.5.2     dynamic      route tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
Tunnel interface: Tunnel0/0/0
Created time    : 00:00:10
Expire time     : 01:59:50Number of nhrp peers: 1//R3,R4同理
[R3]interface Tunnel 0/0/0
[R3-Tunnel0/0/0]ip address  192.168.5.3 24
[R3-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol  gre p2mp
[R3-Tunnel0/0/0]source G0/0/0
[R3-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 100
[R3-Tunnel0/0/0]nhrp entry 192.168.5.1 1.0.0.1 register [R4]interface t0/0/0
[R4-Tunnel0/0/0]ip address  192.168.5.4 24
[R4-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp
[R4-Tunnel0/0/0]source g0/0/0
[R4-Tunnel0/0/0]nhrp network-id  100
[R4-Tunnel0/0/0]nhrp entry 192.168.5.1 1.0.0.1 register //此时再去R1的NHRP表上查看
<R1>display nhrp peer all
-------------------------------------------------------------------------------
Protocol-addr   Mask  NBMA-addr       NextHop-addr    Type         Flag
-------------------------------------------------------------------------------
192.168.5.2     32    2.0.0.1         192.168.5.2     dynamic      route tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
Tunnel interface: Tunnel0/0/0
Created time    : 00:07:04
Expire time     : 01:52:56
-------------------------------------------------------------------------------
Protocol-addr   Mask  NBMA-addr       NextHop-addr    Type         Flag
-------------------------------------------------------------------------------
192.168.5.3     32    3.0.0.1         192.168.5.3     dynamic      route tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
Tunnel interface: Tunnel0/0/0
Created time    : 00:02:02
Expire time     : 01:57:58
-------------------------------------------------------------------------------
Protocol-addr   Mask  NBMA-addr       NextHop-addr    Type         Flag
-------------------------------------------------------------------------------
192.168.5.4     32    4.0.0.1         192.168.5.4     dynamic      route tunnel
-------------------------------------------------------------------------------
Tunnel interface: Tunnel0/0/0
Created time    : 00:00:46
Expire time     : 01:59:14Number of nhrp peers: 3

联通：

此时我们已经做完了基本MGRE配置了，只需要写虚拟网段的路由就可以进行联通。

//R1上进行配置
[R1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.5.2
//R2上进行配置
[R2]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.5.1
//此时可以进行联通
[R1]ping 192.168.2.1PING 192.168.2.1: 56  data bytes, press CTRL_C to breakReply from 192.168.2.1: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=40 msReply from 192.168.2.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 msReply from 192.168.2.1: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=20 msReply from 192.168.2.1: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 msReply from 192.168.2.1: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=40 ms--- 192.168.2.1 ping statistics ---5 packet(s) transmitted5 packet(s) received0.00% packet lossround-trip min/avg/max = 20/28/40 ms

此时，可不可以使用动态路由协议RIP来获取网段信息，而不是写静态路由呢？

#伪广播：中心汇聚分站点的私网路由信息，此时中心并不知道私网的地址，此时需要开启伪广播多次发送单播包来发送信息给分站点

// 总公司R1
[R1]rip
[R1-rip-1]version 2
[R1-rip-1]network  192.168.1.0
[R1-rip-1]network  192.168.5.0
[R1]display ip routing-table protocol rip
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : RIPDestinations : 3        Routes : 3        RIP routing table status : <Active>Destinations : 3        Routes : 3Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface192.168.2.0/24  RIP     100  1           D   192.168.5.2     Tunnel0/0/0192.168.3.0/24  RIP     100  1           D   192.168.5.3     Tunnel0/0/0192.168.4.0/24  RIP     100  1           D   192.168.5.4     Tunnel0/0/0RIP routing table status : <Inactive>Destinations : 0        Routes : 0//分公司R2
[R2]rip
[R2-rip-1]version 2
[R2-rip-1]network  192.168.2.0
[R2-rip-1]network 192.168.5.0//分公司R3
[R3]rip
[R3-rip-1]version 2
[R3-rip-1]network  192.168.3.0
[R3-rip-1]network 192.168.5.0//分公司R4
[R4]rip
[R4-rip-1]version 2
[R4-rip-1]network 192.168.4.0
[R4-rip-1]network 192.168.5.0//此时只有R1可以有到R2-R4的路由，而R2-R4没有RIP路由表刷新
//原因: MGRE环境下不支持广播或者组播行为   --- RIP的地址包为组播包224.0.0.9//此时中心开启了伪广播            #伪广播为中心开启！！！
[R1-Tunnel0/0/0]nhrp entry multicast dynamic//此时R2-R4能刷出中心的路由
[R2]display ip routing-table protocol rip
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : RIPDestinations : 1        Routes : 1        RIP routing table status : <Active>Destinations : 1        Routes : 1Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface192.168.1.0/24  RIP     100  1           D   192.168.5.1     Tunnel0/0/0RIP routing table status : <Inactive>Destinations : 0        Routes : 0//但是此时各个分公司之间无法做到获得相互的路由信息
//原因：RIP水平分割导致
//此时中心关闭接口水平分割功能
[r1-Tunnel0/0/0]undo rip split-horizon//此时查看R2的RIP路由表  --- 可以刷新出信息
<R2>display  ip routing-table protocol rip
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : RIPDestinations : 3        Routes : 3        RIP routing table status : <Active>Destinations : 3        Routes : 3Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface192.168.1.0/24  RIP     100  1           D   192.168.5.1     Tunnel0/0/0192.168.3.0/24  RIP     100  2           D   192.168.5.1     Tunnel0/0/0192.168.4.0/24  RIP     100  2           D   192.168.5.1     Tunnel0/0/0RIP routing table status : <Inactive>Destinations : 0        Routes : 0

抓包！！！此时刚开启RIP协议
没有关水平接口

关了水平接口之后

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