GRE源码分析

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：