ubantu与CentOS虚拟机之间搭建GRE隧道
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0. 前言
1. Linux内核支持的隧道类型
2. GRE隧道跨(公)网连接相同子网地址主机
2.1 拓扑环境：
2.1 ubantu配置：
2.1.1 添加GRE隧道
2.1.2 配置GRE隧道接口IP
2.1.3 激活GRE隧道接口IP
2.2 CentOS配置：
2.3 ping包测试通讯链路：
3. GRE隧道跨(公)网连接不同子网地址主机
3.1 拓扑环境
3.2 Ubantu配置
3.2.1 配置ens33子接口IP
3.2.2 添加另一个GRE隧道接口并up
3.2.3 配置隧道接口IP
3.2.4 添加对端子网路由表
3.3 CentOS配置
3.3.1 配置ens33子接口IP
3.3.2 添加另一个GRE隧道接口并up
3.3.3 配置隧道接口IP
3.3.4 添加对端子网路由表
3.4 ping测试链路连通性
0. 前言
在学习ipsec过程中，一般都会涉及到ipsec的局限性：ipsec协议是一种点对点协议，不支持组播，也不能保护组播、广播报文。因此ipsec协议无法用于音视频会议等场合，此时通常的解决办法是采用GRE Over IPSec. 给出的解释是：GRE协议可以封装组播、广播报文，但是无法对业务内容进行加密；而ipsec可以对报文进行加密，但是无法封装组播和广播报文。因此将两种协议结合，因而GRE over IPSec协议应运而生。 但是我找了很多资料(其实没有多少)，都没有找到为什么GRE协议支持封装组播和广播报文，而ipsec不行；他们作为点对点协议，为什么GRE可以而IPsec不行呢？ 因为没有找到答案，所以不能证实自己的想法正确与否，于是通过搭建GRE隧道环境，学习Linux内核中GRE隧道的操作配置原则，希望能从中得到些许启发。
搭建GRE隧道环境实际上是很简单的，因为Linux内核已经支持了GRE隧道，因此直接在虚拟机(ubantu和CentOS)里进行简单的配置即可完成操作。
1. Linux内核支持的隧道类型
目前Linux内核已经支持多种隧道类型，包括：IPIP隧道，GRE隧道，... 。其余这几个我也没见过。当然除了这几种，还有ipsec协议，l2tp协议，可以的是我目前都还没有用过，实在是暴殄天物，罪过罪过
下面通过搭建两组拓扑环境，来学习GRE隧道的基本规则，然后在此基础上分析下GRE和IPSEC在组播和广播报文封装的表现出不同行为的可能原因(另写一遍文章喽)。
2. GRE隧道跨(公)网连接相同子网地址主机
2.1 拓扑环境：
家里设备有限，只有一台电脑，还是通过无线网卡来上网的，因此拓扑环境比较寒酸，其实这些并不重要，只需明白我的两台虚拟机Ubantu和CentOS通过桥接的方式连在一起，网络上可以通讯即可。
现在，我准备将两个地址分别为10.1.2.1/24、10.1.2.2/24的两台主机(假的，只是个IP地址而已)通过GRE隧道连接起来进行通讯。原则上这两个地址属于不同的子网中(Ubantu中的子网和CentOS中的子网，只是这两个子网的网段相同仅此而已)，无法直接通讯。
2.1 ubantu配置：
首先，我确定了下该虚拟机中是否存在gre相关的接口，结果当然是没有了。
root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 2409:8a00:18e9:810:f8dd:500e:b1a:463b prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 3581 bytes 1030105 (1.0 MB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 1177 bytes 114532 (114.5 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)RX packets 160 bytes 12920 (12.9 KB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 160 bytes 12920 (12.9 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 02.1.1 添加GRE隧道
ip tunnel add Tunnel-1 mode gre remote 192.168.1.13 local 192.168.1.10
添加GRE隧道时,需要指定隧道的名称，我这里叫做Tunnel-1; 因为要搭建GRE类型隧道，因此mode为gre。 而GRE隧道的地址为192.168.1.13<========>192.168.1.10。
由于是第一次执行此命令，底层实际上安装上了gre隧道相关的驱动。用户只有在此基础上才能配置GRE隧道，不过，无需担心，内核自动完成。
如果在添加隧道时不指定remote和local地址，也是可以的，它实际上是只是安装gre隧道相关驱动。下面是添加隧道时没有指定remote和local地址时的结果：
root@ubantu:/home/toney# ip tunnel add Tunnel-1
cannot determine tunnel mode (ipip, gre, vti or sit)
root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 5038 bytes 5896155 (5.8 MB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 2744 bytes 309264 (309.2 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)RX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0root@ubantu:/home/toney# ip tunnel add Tunnel-1 mode gre
add tunnel "gre0" failed: File exists
root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 5097 bytes 5900501 (5.9 MB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 2766 bytes 311496 (311.4 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0erspan0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1450ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0gre0: flags=128<NOARP> mtu 1452unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0gretap0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1462ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)RX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0root@ubantu:/home/toney#
root@ubantu:/home/toney# lsmod | grep gre
ip_gre 28672 0
ip_tunnel 24576 1 ip_gre
gre 16384 1 ip_gre
root@ubantu:/home/toney#
如果输入完整的命令，则会成功添加上Tunnel-1隧道：
root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a
Tunnel-1: flags=144<POINTOPOINT,NOARP> mtu 1476unspec C0-A8-01-0A-00-00-00-87-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global>inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 5745 bytes 5947674 (5.9 MB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 2965 bytes 329731 (329.7 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0erspan0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1450ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0gre0: flags=128<NOARP> mtu 1452unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0gretap0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1462ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet)RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)RX packets 169 bytes 15509 (15.5 KB)RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0TX packets 169 bytes 15509 (15.5 KB)TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 02.1.2 配置GRE隧道接口IP
ip addr add 10.1.2.1/24 dev Tunnel-1
或者
ifconfig Tunnel-1 10.1.2.1/24
从添加隧道结果来看，Tunnel-1接口虽然已经成功添加，但是处于down状态，此外也没有IP地址。 不，等等，那我们在添加隧道时指定的remote和local是什么呢？
它是经过GRE隧道封装后的报文IP地址，但是针对什么报文进行封装，目前我们尚未配置。
配置此接口IP的目的是：为了确定哪些报文需要进入GRE接口，然后进行隧道封装。为什么需要添加IP呢？ 因为我们是通过路由将报文引入到Tunnel-1接口的, 如果不填IP，那么我路由的下一条该写成什么呢， 是吧。
2.1.3 激活GRE隧道接口IP
ifconfig Tunnel-1 up
或者
ip link set Tunnel-1 up
至于配置接口IP和是否up接口，没有什么先后顺序，把他们当做不同的eth接口处理即可。
2.2 CentOS配置：
CentOS虚拟机的配置和Ubantu的配置完全相同，安照此步骤操作即可。
ip tunnel add Tunnel-1 mode gre local 192.168.1.13 remote 192.168.1.10
ip link set Tunnel-1 up
ip addr add 10.1.2.2/24 dev Tunnel-1
查看配置结果r如下：
[root@toney toney]#
[root@toney toney]#
[root@toney toney]# ifconfig
Tunnel-1 Link encap:UNSPEC HWaddr C0-A8-01-0D-FF-FF-90-6D-00-00-00-00-00-00-00-00inet addr:10.1.2.2 P-t-P:10.1.2.2 Mask:255.255.255.0UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MTU:1476 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:0 (0.0 b) TX bytes:0 (0.0 b)eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:DA:34:3Cinet addr:192.168.1.13 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0inet6 addr: 2409:8a00:18e9:810:20c:29ff:feda:343c/64 Scope:Globalinet6 addr: fe80::20c:29ff:feda:343c/64 Scope:LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:3571 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:781 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:236685 (231.1 KiB) TX bytes:71021 (69.3 KiB)lo Link encap:Local Loopbackinet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0inet6 addr: ::1/128 Scope:HostUP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1RX packets:4 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:4 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:240 (240.0 b) TX bytes:240 (240.0 b)
路由表信息如下：
2.3 ping包测试通讯链路：
这里有一点需要注意：Linux系统可能开了iptables过滤功能，因此在ping时出现了类似" ICMP host 192.168.1.13 unreachable - admin prohibited, length 116"信息，详情如下：
百度一下,在两台虚拟机上都执行如下操作即可：
iptables -F
然后在ping包测试，数据可通：
至此，基本GRE隧道环境搭建成功。
3. GRE隧道跨(公)网连接不同子网地址主机
3.1 拓扑环境
目的： 通过GRE隧道将20.1.2.1/24、20.1.3.2/24两个子网连接起来进行通讯。
3.2 Ubantu配置
3.2.1 配置ens33子接口IP
ifconfig eth0:1 192.168.100.1/24
查看接口配置如下：
3.2.2 添加另一个GRE隧道接口并up
ip tunnel add Tunnel-2 mode gre local 192.168.100.1 remote 192.168.100.2
ifconfig Tunnel-2 up
3.2.3 配置隧道接口IP
ifconfig Tunnel-2 20.1.2.1/24
3.2.4 添加对端子网路由表
由于本端没有对端子网20.1.3.0/24的路由，因此需要添加路由，将该网段报文引入到Tunnel-2接口，这样便可以通过GRE隧道进行封装。
route add -net 20.1.3.0/24 gw 20.1.2.1
3.3 CentOS配置
3.3.1 配置ens33子接口IP
ifconfig ens33:1 192.168.100.2/24
3.3.2 添加另一个GRE隧道接口并up
ip tunnel add Tunnel-2 mode gre remote 192.168.100.1 local 192.168.100.2
ifconfig Tunnel-2 up
结果如下：
3.3.3 配置隧道接口IP
ifconfig Tunnel-2 20.1.3.1/24
3.3.4 添加对端子网路由表
由于本端没有对端子网20.1.2.0/24的路由，因此需要添加路由，将该网段报文引入到Tunnel-2接口，这样便可以通过GRE隧道进行封装。
route add -net 20.1.2.0/24 gw 20.1.3.1
3.4 ping测试链路连通性
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