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Linux内核之GRE处理分析

https://blog.csdn.net/s2603898260/article/details/115773153

https://blog.csdn.net/u014044624/article/details/106596000


GRE

GRE(Generic Routing Encapsulation,通用路由封装)协议是对某些网络层协议(如IP 和IPX)的数据报文进行封装,使这些被封装的数据报文能够在另一个网络层协议(如IP)中传输。

在大多数常规情况下,系统拥有一个有效载荷(或负载)包,需要将它封装并发送至某个目的地。首先将有效载荷封装在一个 GRE 包中,然后将此 GRE 包封装在其它某协议中并进行转发。此外发协议即为发送协议。当 IPv4 被作为 GRE 有效载荷传输时,协议类型字段必须被设置为 0x800 。当一个隧道终点拆封此含有 IPv4 包作为有效载荷的 GRE 包时, IPv4 包头中的目的地址必须用来转发包,并且需要减少有效载荷包的 TTL 。值得注意的是,在转发这样一个包时,如果有效载荷包的目的地址就是包的封装器(也就是隧道另一端),就会出现回路现象。在此情形下,必须丢弃该包。当 GRE 包被封装在 IPv4 中时,需要使用 IPv4 协议 47 。

GRE采用了Tunnel(隧道)技术,是VPN(Virtual Private Network)的第三层隧道协议。Tunnel 是一个虚拟的点对点的连接,提供了一条通路使封装的数据报文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装。

GRE包发送过程:

发送过程是很简单的,因为 router A 上配置了一条路由规则,凡是发往 10.0.2.0 网络的包都要经过 netb 这个 tunnel 设备,在内核中经过 forward 之后就最终到达这个 GRE tunnel 设备的 ndo_start_xmit(),也就是 ipgre_tunnel_xmit() 函数。这个函数所做的事情无非就是通过 tunnel 的 header_ops 构造一个新的头,并把对应的外部 IP 地址填进去,最后发送出去。

Linux kernel函数调用分析:

GRE包接收过程:

接收过程,即 router B 上面进行的操作。这里需要指出的一点是,GRE tunnel 自己定义了一个新的 IP proto,也就是 IPPROTO_GRE。当 router B 收到从 router A 过来的这个包时,它暂时还不知道这个是 GRE 的包,它首先会把它当作普通的 IP 包处理。因为外部的 IP 头的目的地址是该路由器的地址,所以它自己会接收这个包,把它交给上层,到了 IP 层之后才发现这个包不是 TCP,UDP,而是 GRE,这时内核会转交给 GRE 模块处理。

ipgre_rcv() 所做的工作是:通过外层IP 头找到对应的 tunnel,然后剥去外层 IP 头,把这个“新的”包重新交给 IP 栈去处理,像接收到普通 IP 包一样。到了这里,“新的”包处理和其它普通的 IP 包已经没有什么两样了:根据 IP 头中目的地址转发给相应的 host。

注:在这里可以把gre当做L4层协议。

Linux kernel函数调用分析: