GRE

GRE (Generic Routing Encapsulation — общая инкапсуляция маршрутов) — протокол туннелирования сетевых пакетов, разработанный компанией CISCO Systems. Его основное назначение — инкапсуляция пакетов сетевого уровня сетевой модели OSI в IP пакеты. Номер протокола в IP — 47.

GRE туннель представляет собой соединение точка - точка, его можно считать одной из разновидностей VPN туннеля, без шифрования. Основное достоинство GRE это возможность передавать широковещательный трафик, что позволяет пропускать через такой туннель протоколы маршрутизации использующие его, IPSec — протокол защиты сетевого трафика на IP-уровне туннели в чистом виде этого не могут. Причин для организации GRE туннеля может быть множество от банальной необходимости пробросить свою сеть через чужое IP пространство до использования протоколов OSPF, RIPv2, EGRP совместно с IPSec. Так же GRE, в отличии от IPIP, может помочь пробросить немаршрутизируюмые протоколы, такие как NetBios, IPX, AppleTalk.

Различия между туннель GRE или IPIP:

• IPIP — инкапсулирует только unicast IPv4-трафик
• GRE — IPv4/IPv6 unicast/multicast трафик

Туннелирование увеличивает нагрузку на систему и сеть, потому что добавляются дополнительные IP-заголовки. Таким образом, если обычный размер пакета (MTU) в сети равен 1500 байтам, то при пересылке по туннелю, пакет будет меньше, 1476 байт для GRE и 1480 байт для IPIP. Задать MTU можно вручную или с помощью PMTUD (path MTU discovery). Основная проблема в ручной настройке MTU и/или MSS состоит в том, что по пути между вашими площадками может оказаться линк с MTU, скажем, 1300. Тут на помощь может прийти pmtud. Протокол целиком и полностью полагается на ICMP протокол диагностики перегрузки сети unreachable messages, которые должны быть разрешены на всем пути между соседями. Cisco рекомендует устанавливать MTU в 1400 байт вне зависимости от того работает GRE поверх IPSec в туннельном или в транспортном режиме.

Туннелирование подразумевает три протокола:

• пассажир — инкапсулированный протокол (IP, CLNP, IPX, AppleTalk, DECnet Phase IV, XNS, VINES и Apollo)
• протокол инкапсуляции (GRE)
• транспортный протокол (IP)

GRE-заголовок накладывается «поверх» стандартного IP-пакета. При этом в самом GRE-заголовке содержится так называемый Tunnel IP Header. Именно в нем содержится информация о tunnel source и tunnel destination.

Данные адреса вкладываются в основной пакет, когда он отправляется в публичную сеть. В поле Control Information оригинального IP-пакета содержатся исходные IP-адреса источника и назначения. Таким образом, локальные серые IP-адреса скрыты в пакете, а в маршрутизации участвуют только те адреса которые мы указали в tunnel source и tunnel destination. При передаче пакета в локальную сеть GRE-заголовок отбрасывается и остается «чистый» IP-пакет.

GRETap (GRE Tunneling and Packet Reassembly Tool): Это утилита, которая позволяет создавать GRE-туннели на уровне ядра Linux. GRE-туннель позволяет упаковывать сетевые пакеты в другие пакеты IP для передачи через сеть, обеспечивая тем самым возможность создания виртуальной частной сети (VPN) поверх существующей сети. GRETap также обеспечивает функциональность по повторному сбору пакетов в случае их потери или повреждения в процессе передачи через GRE-туннель.

Убедитесь, что у вас установлены необходимые пакеты, включая iproute2, который содержит утилиту ip, позволяющую работать с сетевыми интерфейсами в Linux.

Настройка GRE туннелей в Debian и Ubuntu одинаковы. Имеется 2 удаленных сервера Debian 7.8 Wheezy с реальными статическими IP адресами.

• Листинг всех туннелей можно просмотреть посредством

  ip tunnel list

• На обоих серверах в Руководство по iptables: Настройка и оптимизация фаервола Linux разрешим протокол GRE

  $IPT -A INPUT -p gre -j ACCEPT
  or
  $IPT -A INPUT -p gre -s x.x.x.x -j ACCEPT

• 1 сервер. Скрипт для ручного создания GRE туннеля. IPIP -туннель поднимается совершенно аналогичным образом, в скрипте только mode gre заменится на mode ipip

  gre_to_m86a_create.sh

  #!/bin/sh -e
   
  #ip tunnel del tun1
  ip tunnel add tun1 mode gre remote 91.196.98.162 local 188.230.123.238 dev eth3
  ifconfig tun1 10.26.95.254 pointopoint 192.168.35.254
  #ifconfig tun1 mtu 1400
  #ifconfig tun1 up
  route add -net 192.168.35.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254
  # Hotel
  route add -net 192.168.22.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254
  # Service Lan Vlan
  route add -net 10.90.91.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254

  То же самое только через файл /etc/network/interfaces

  auto tun1
  iface tun1 inet static
          address 10.26.95.254
          netmask 255.255.255.0
          mtu 1400
          up ifconfig tun1 multicast
          pre-up iptunnel add tun1 mode gre local 188.230.123.238 remote 91.196.98.162 dev eth3
          post-up route add -net 192.168.35.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254
          post-up route add -net 192.168.22.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254
          post-up route add -net 10.90.91.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.35.254
          pointopoint 192.168.35.254
          post-down iptunnel del tun1

• 2 сервер. Скрипт для ручного создания GRE

  #!/bin/sh -e
   
  ip tunnel add tun1 mode gre remote 188.230.123.238 local 91.196.98.162 dev eth5
  ifconfig tun1 192.168.35.254 pointopoint 10.26.95.254
  route add -net 10.26.95.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.26.95.254
  route add -net 172.20.20.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.26.95.254

  В файл /etc/network/interfaces это будет выгладить так

  auto tun1
  iface tun1 inet static
          address 192.168.35.254
          netmask 255.255.255.0
          mtu 1400
          up ifconfig tun1 multicast
          pre-up iptunnel add tun1 mode gre remote 188.230.123.238 local 91.196.98.162 dev eth5
          post-up route add -net 10.26.95.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.26.95.254
          post-up route add -net 172.20.20.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.26.95.254
          pointopoint 10.26.95.254
          post-down iptunnel del tun1

• Всe! Туннель должен работать. Проверяем ping
• Если не работает запускаем tcpdump Linux примеры использования

  tcpdump -n -i eth3 proto 47

  Ниже рабочий пример для ping из локальной сети

  13:25:04.444375 IP 188.230.123.238 > 91.196.98.162: GREv0, 
  length 88: IP 10.26.95.251 > 192.168.35.55: ICMP echo request, id 5341, seq 15, length 64
  13:25:04.459864 IP 91.196.98.162 > 188.230.123.238: GREv0, 
  length 88: IP 192.168.35.55 > 10.26.95.251: ICMP echo reply, id 5341, seq 15, length 64

GRETap обеспечивает гибкость и надежность в сетевых архитектурах, позволяя администраторам сетей и разработчикам создавать виртуальные сетевые соединения. Помните, что обычный GRE-туннель не обеспечивает шифрования данных по умолчанию. Он предоставляет механизм для упаковки сетевых пакетов и передачи их через сеть, но без дополнительного слоя безопасности.