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三层隧道技术,并且是属于点到点的隧道。
Tunnel是一个虚拟的点对点的连接,在实际中可以看成仅支持点对点连接的虚拟接口,这个接口提供了一条通路使封装的数据报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 。
报文在GRE隧道中传输包括封装和解封装两个过程。如图所示,如果X协议报文从Ingress PE向Egress PE传输,则封装在Ingress PE上完成,而解封装在Egress PE上进行。封装后的数据报文在网络中传输的路径,称为GRE隧道。
在AR1 上的配置,AR3上的配置与之相似
[r1]interface Tunnel 0/0/0 ---创建一个虚拟隧道接口
[r1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24 --配置虚拟接口IP
[r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre ---定义隧道所使用的协议
[r1-Tunnel0/0/0]source 12.0.0.1 ---定义封装中的源地址信息
[r1-Tunnel0/0/0]destination 23.0.0.3 ---定义封装中的目的地址信息
添加私网路由信息,将其导入到隧道接口
[r1]ip route-static 192.168.2.0 24 192.168.3.3
[r3]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.3.1
keepalive机制是用来检测隧道对端是否可达。
当某端开启该机制后,会周期性发送keepalive报文,对端收到后会回复keepalive报文。当一定次数未收到回复报文,则认为该隧道不可用。(默认3次,每一次发送时间间隔为5秒)
配置命令
[r1-Tunnel0/0/0]keepalive
[r1-Tunnel0/0/0]keepalive period 10 retry-times 5
period:设置发送周期
retry-times:重传次数
静态隧道:建立在Hub与Spoke之间,无论是否有流量经过,改隧道一直存在。
动态隧道:建立在spoke与spoke之间,当spoke与spoke之间有流量经过时,隧道会自动被创建;当一定周期没有流量经过时,隧道将自动拆除
NHRP全称下一条解析协议,自动学习隧道地址和物理地址(公网地址)的对应关系
解决了MGRE总部与使用动态IP的分支建立隧道、分支与分支建立隧道的问题
使用NHRP协议帮助建立MGRE隧道
将Tunnel口的地址与公网IP地址做映射,将其映射关系保存在NHRP映射表中,实现点到多点建立GRE隧道
NHRP映射表分为静态映射和动态映射
静态表项
手工配置,用于MGRE静态隧道的建立
在Spoke-分部上手工配置Hub的Tunnel地址和公网地址
动态表项
动态表项建立主要依靠主动注册和动态查询两步来实现,用于MGRE动态隧道的建立
步骤一:主动注册——解决了总部与分支动态IP建立MGRE隧道的问题
- Spoke与Hub建立静态表项之后,会发送主动注册消息到Hub
- Hub然后发送注册应答消息回应,使得Hub得到Spoke的Tunnel地址和公网地址的映射关系(之后Spoke会定时发送主动注册消息来保持与总部的隧道关系)
步骤二:动态查询——解决了分支与分支建立MGRE隧道的问题
使得Spoke之间互相获得对方的公网IP与Tunnel接口的映射关系,解决了分支与分支建立MGRE隧道的问题。
动态查询有两种实现方式,通过Normal方式、Shortcut方式任意一种来就可以实现
spoke_A与spoke_B之间建立动态MGRE隧道过程如下:
- A要和B私网之间进行通信时,首先查找自己的路由表,发现下一跳地址为1.1.1.2(Spoke2 Tunnet接口)。然后根据下一跳查找自己的NHRP映射表,发现里面没有对应表项,A会默认将该报文直接发给Hub,同时出发NHRP地址解析请求(NHRP请求中包含A的tunnel接口和公网接口地址,还有需要解析的B的tunnel地址)。
- Hub在接收到请求和业务报文后,会通过自己与B之间的隧道将其转发给B。
- B接收到A的NHRP请求后,将A的对应关系加载到自己的NHRP映射表中。同时,B也生成NHRP的应答直接返回给A。
- A收到B的应答后,将应答信息加载到本地NHRP映射表中,然后A和B之间动态建立MGRE隧道。
隧道建立后,A和B之间的通信会有A直接发给B,不会再经过中间Hub的中转。
spoke_A与spoke_B之间建立动态MGRE隧道过程如下:
- A要和B私网之间进行通信时,首先根据目的地址查找自己的NHRP映射表,发现里面没有对应表项;所以,A会接着查找路由表,发现了目标地址对应的下一跳为Hub的地址,于是将此业务报文发送给Hub(通过静态隧道转发)
- Hub在收到A的报文后,将报文转发给B。
- 如果Hub在 转发过程中,发现接收此报文的接口和发送此报文的Tunnet接口在同一网段,Hub就会向A发送重定向的消息(携带Hub的Tunnel地址和公网地址、以及需要解析的数据报文的目的地址192.168.2.0)Hub通知A发送的NHRP请求(请求B的公网地址),要求A和B之间建立隧道直接通信,后续报文也不需要经过Hub中转。
- 4A向Hub发送NHRP请求(包含了A的私网网段和A的公网接口地址,以及B的私网网段),由于shortcut方式下采用的是路由聚合方案,因此A 无法学习到B的tunnel地址,只能通过B的私网地址来获取B的公网接口地址。
- B接收到A的NHRP请求后,将A的对应关系(A的私网地址和公网接口地址)加载到自己的NHRP映射表中。同时,B也生成NHRP的应答返回给A。
- A收到B的应答后,将应答信息加载到本地NHRP映射表中(B的私网地址和公网接口地址),然后A和B之间动态建立MGRE隧道。
- 隧道建立后,A和B之间的通信会有A直接发给B,不会再经过中间Hub的中转。
以非shortcut方式进行DSVPN组网时,分支站点可以自主发现NHRP映射表中存在关系缺少的现象,从而主动向hub节点申请通讯对端的映射关系。而在shortcut组网环境下,分支站点无法自主发现,需要hub节点通过重定向报文参与到分支之间的隧道建立过程。
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