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GRE 介绍及应用场景

GRE（General Routing Encapsulation） 翻译过来是通用路由封装，是一种三层 VPN 技术，可以对某些网络层协议的报文进行封装，GRE的最大作用是对路由协议、语音、视频等组播报文或IPv6报文进行封装，另外 GRE 也可以与 IPSec 结合，来解决安全问题。

本文主要介绍 Linux 与 网络设备（华为防火墙、华为路由器、Juniper SRX防火墙）对接 GRE 的配置方法

GRE 报文

如下图所示，GRE 是按照 TCPIP 协议栈进行逐层封装，新的 IP 头会封装在原有的 IP 头中，然后在运送出去，封装操作是通过 Tunnel 接口完成的，GRE 协议经过 Tunnel 口时，会将接口的封装协议设置为 GRE 协议。

GRE 的配置场景

CentOS 7.6 与 华为防火墙建立 GRE 隧道

拓扑图

实现目标

• CentOS 与 华为防火墙建立 GRE 隧道
• 华为防火墙背后的内网网段 192.168.1.0/24 通过 GRE 隧道从 CentOS 到 Internet
• CentOS 配置端口映射，将 192.168.1.10 的 8080 端口映射到 CentOS 的公网地址 200.1.1.1 的 8080 端口

配置

• CentOS

• 配置接口与路由

[root@CentOS ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-tun0
DEVICE=tun0
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
DEVICETYPE=tunnel
TYPE=GRE
PEER_INNER_IPADDR=172.16.1.2
PEER_OUTER_IPADDR=100.1.1.1
MY_INNER_IPADDR=172.16.1.1
MY_OUTER_IPADDR=200.1.1.1

[root@CentOS ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/route-tun0
192.168.1.0/24 via 172.16.1.2

[root@CentOS ~]# ifup tun0

• Iptables 配置

# 安装 iptables 管理服务
[root@CentOS ~]# yum install iptables-services

# 在 INPUT 方向要放行对端的公网地址
[root@CentOS ~]# iptables -I INPUT -s 100.1.1.1/32 -j ACCEPT

# 配置源地址转换
[root@CentOS ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j SNAT --to-source 200.1.1.1

# 端口映射
[root@CentOS ~]# iptables -t nat -A PREROUTING -d 200.1.1.1 -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-dest 192.168.1.10:8080

# 保存 iptables
[root@CentOS ~]# service iptables save

• 开启 ipv4 转发

[root@CentOS ~]# echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf

[root@CentOS ~]# sysctl -p

• 华为防火墙
  本次以华为 USG6300E 系列防火墙为例

• 配置接口，并添加到安全区域

interface Tunnel0
 ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
 tunnel-protocol gre
 source 100.1.1.1
 destination 200.1.1.1
 
 # 将接口添加到安全区域内
[USG6300E] firewall zone tunnel
firewall zone name tunnel
 set priority 75
 add interface Tunnel0

• 配置安全策略
  在实际的实施中，可以将策略收紧一些，根据需求限制源和目的地址
  如果条件允许的话，可以先将默认安全策略设置为 permit，待调通之后，再修改安全策略

security-policy
 rule name tunnel_out
  source-zone trust
  destination-zone tunnel
  action permit
  
 rule name tunnel_in
  source-zone tunnel
  destination-zone trust
  action permit

# 放行 tunnel 到 untrust 的流量
 rule name tunnel_untrust
  source-zone tunnel
  destination-zone untrust
  action permit

• 配置策略路由

[USG6300E]policy-based-route
#
policy-based-route
 rule name PBR
  source-zone trust
  source-address 192.168.1.0 mask 255.255.255.0
  action pbr egress-interface Tunnel0

配置 No-NAT

设置去往隧道的流量不使用源地址转换

[USG6300E-policy-nat]dis th
nat-policy
 rule name SNAT
  source-zone tunnel
  destination-zone untrust
  source-address 192.168.1.0 mask 255.255.255.0
  action no-nat

验证

主要有如下几个测试方法

1. 在 CentOS 或 防火墙 ping 对端的隧道地址
2. 使用 192.168.1.0/24 网段内的设备 traceroute 公网地址，查看经过的路径以确认是否经过隧道转发

Ubuntu 18 与 华为路由器建立 GRE 隧道

拓扑图

实现目标

• Ubuntu 18 与华为路由器建立 GRE 隧道
• 华为防火墙背后的内网网段 192.168.1.0/24 通过 GRE 隧道从 CentOS 到 Internet
• Ubuntu 配置端口映射，将 192.168.1.10 的 8080 端口映射到 CentOS 的公网地址 200.1.1.1 的 8080 端口

配置

• Ubuntu

• netplan 配置

root@ubunt18demo:~# vim /etc/netplan/00-installer-config.yaml
network:
    ethernets:
      ens3:
        addresses:
          - 200.1.1.1/24
        gateway4: 200.1.1.254
        nameservers:
          addresses:
             - 114.114.114.114
    tunnels:
       tun0:
         mode: gre
         local: 200.1.1.1
         remote: 100.1.1.1
         addresses: [ 172.16.1.1/24 ]
         routes:
         - to: 192.168.1.0/24
           via: 172.16.1.2

# 可以先执行 netplan try 验证一下，如果没有断掉的话可以按 ENTER 确认配置
# 如果和主机 SSH 中断，可以等待 120S 会自动恢复
root@ubunt18demo:~# netplay try

• iptables 设置
  Ufw 是 Ubuntu 的防火墙配置工具，底层还是调用 iptables 处理的

# 启用 ufw
ufw enable

# 放行 SSH
ufw allow ssh

# 放行 GRE 对端进入的流量
ufw allow from 100.1.1.1/32

# 配置 nat 映射
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j SNAT --to-source 200.1.1.1
iptables -t nat -A PREROUTING -d 200.1.1.1 -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-dest 192.168.1.10:8080

# 将 ufw 设置为开机自启动
systemctl enable ufw

开启 ipv4 转发

echo "net.ipv4.ip_forward = 1" >> /etc/sysctl.conf

sysctl -p

• 华为路由器
  以 AR1200 系列路由器为例

• 配置接口

interface Tunnel0/0/1
 ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
 tunnel-protocol gre
 source 100.1.1.1
 destination 200.1.1.1

• 配置策略路由

# 配置 ACL
[AR1200] acl number 3000
[AR1200-acl-adv-3000] rule 10 permit ip destination 192.168.1.0 0.0.0.255

# 配置流分类
[AR1200] traffic classifier togretunnel
[AR1200-classifier-togretunnel] if-match acl 3000

# 配置流行为
[AR1200] traffic behavior togretunnel
[AR1200-behavior-togretunnel] redirect ip-nexthop 172.16.1.1 

# 配置流策略
[AR1200] traffic policy togretunnel
[AR1200-trafficpolicy-vlan10] classifier togretunnel behavior togretunnel

# 在内网口调用流策略
[AR1200] interface gigabitethernet 1/0/1
[AR1200-GigabitEthernet3/0/0] traffic-policy togretunnel inbound

验证

验证方法同 CentOS 与 华为防火墙建立 GRE 隧道一致

Juniper SRX 防火墙的 GRE 配置

SRX 防火墙的出接口如果使用了 route-instances，那么配置 tunnel 口时，一定要注意增加 route-instance destination，如下所示

set interfaces gr-0/0/0 unit 0 tunnel source 100.1.1.1
set interfaces gr-0/0/0 unit 0 tunnel destination 200.1.1.1
set interfaces gr-0/0/0 unit 0 tunnel routing-instance destination EXAMPLE-INSTANCE 
set interfaces gr-0/0/0 unit 0 family inet address 172.16.1.2/24

另外策略路由在 SRX 中称为 FBF，还有 No-NAT的配置示例如下

# 配置 firewall filter，匹配需要进入隧道的流量
set firewall filter to-GreTunnel term 1 from source-address 192.168.1.0/24
set firewall filter to-GreTunnel term 1 then routing-instance EXAMPLE-INSTANCE
set firewall filter to-GreTunnel term 3 then accept

set routing-options rib-groups global import-rib EXAMPLE-INSTANCE.inet.0

# 配置去往 Gre Tunnel 的路由
set routing-instances EXAMPLE-INSTANCE instance-type forwarding
set routing-instances EXAMPLE-INSTANCE routing-options interface-routes rib-group inet global
set routing-instances EXAMPLE-INSTANCE routing-options static route 0.0.0.0/0 next-hop 172.16.1.1

# 在内网口调用 firewall filter
set interfaces reth2 unit 0 family inet filter input to-GreTunnel

# 去往隧道口的流量不做 SNAT
set security nat source rule-set Gre-snat from zone Trust
set security nat source rule-set Gre-snat to zone EXAMPLE-INSTANCE
set security nat source rule-set Gre-snat rule to-cn2-no-nat match source-address 192.168.1.0/24
set security nat source rule-set Gre-snat rule to-cn2-no-nat match destination-address 0.0.0.0/0
set security nat source rule-set Gre-snat rule to-cn2-no-nat then source-nat off

CentOS 的策略路由

如果有使用 Linux 作为中转的场景，也就是说华为防火墙和 Linux 建立 GRE 隧道，Linux 又和其他设备建立，由 Linux 做中转流量，这种场景下，可以在 Linux 配置策略路由，如下所示

# 临时配置，重启后会消失，可以作为调试使用
ip rule add from 192.168.1.0/24 table 100 pref 10
ip route add 0.0.0.0/0 via 200.1.1.254 table 100 

# 将配置持久化
vim /etc/sysconfig/network-scripts/rule-eth0
from 192.168.1.0/24 table 100 pref 10

vim /etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.16.1.1 dev tun0

# 验证命令
ip rule show 
ip route show table 100

总结

GRE 在实际项目中会经常用到，虽然配置还是比较简单的，但 Linux 通常需要系统工程师配置，而网络设备通常由网络工程师配置，如果对接有问题，则需要沟通协调，就比较浪费时间，如果一个工程师能够完成两种设备的配置，并进行排错，则效率将会提高很多。