• 封装

  1. Ingress PE从连接X协议的接口接收到X协议报文后，首先交由X协议处理。

  2. X协议根据报文头中的目的地址在路由表或转发表中查找出接口，确定如何转发此报文。如果发现出接口是GRE Tunnel接口，则对报文进行GRE封装，即添加GRE头。

  3. 根据骨干网传输协议为IP，给报文加上IP头。IP头的源地址就是隧道源地址，目的地址就是隧道目的地址。

  4. 根据该IP头的目的地址（即隧道目的地址），在骨干网路由表中查找相应的出接口并发送报文。之后，封装后的报文将在该骨干网中传输。

  关于封装后详细的报文格式，请参见报文格式。

• 解封装

  解封装过程和封装过程相反。

  1. Egress PE从GRE Tunnel接口收到该报文，分析IP头发现报文的目的地址为本设备，则Egress PE去掉IP头后交给GRE协议处理。

  2. GRE协议剥掉GRE报头，获取X协议，再交由X协议对此数据报文进行后续的转发处理。

报文格式

GRE封装后的报文结构如图2所示。

• 乘客协议（Passenger Protocol）：封装前的报文称为净荷，封装前的报文协议称为乘客协议。

• 封装协议（Encapsulation Protocol）：GRE Header是由封装协议完成并填充的，封装协议也称为运载协议（Carrier Protocol）。

• 传输协议（Transport Protocol或者Delivery Protocol）：负责对封装后的报文进行转发的协议称为传输协议。

GRE的Keepalive检测

由于GRE协议并不具备检测链路状态的功能，如果对端接口不可达，隧道并不能及时关闭该Tunnel连接，这样会造成源端会不断的向对端转发数据，而对端却因隧道不通接收不到报文，由此就会形成数据空洞。

GRE的Keepalive检测功能可以检测隧道状态，即检测隧道对端是否可达。如果对端不可达，隧道连接就会及时关闭，避免因对端不可达而造成的数据丢失，有效防止数据空洞，保证数据传输的可靠性。

Keepalive检测功能的实现过程如下：

1. 当GRE隧道的源端使能Keepalive检测功能后，就创建一个定时器，周期地发送Keepalive探测报文，同时通过计数器进行不可达计数。每发送一个探测报文，不可达计数加1。

2. 对端每收到一个探测报文，就给源端发送一个回应报文。源端收到回应报文后，计数器会清零。

3. 如果源端的计数器值未达到预先设置的值就收到回应报文，就表明对端可达。如果源端的计数器值到达预先设置的值——重试次数（Retry Times）时，还没收到回送报文，就认为对端不可达。此时，源端将关闭隧道连接。但是源端口仍会继续发送Keepalive报文，若对端Up，则源端口也会Up，建立隧道链接。

Ethernet over GRE

通用路由封装协议GRE（Generic Routing Encapsulation）提供了将一种协议报文封装在另一种协议报文中的机制，使报文能够在异种网络中传输，这种在异种网络中传输报文的通道称为隧道（Tunnel）。

如图3所示，分支与总部的网络都是以太网络，分支与总部之间通过IP/MPLS骨干网相连，如果用户希望分支与总部之间能够二层互通，可以部署Ethernet over GRE功能，实现以太报文通过GRE隧道进行透传。

Ethernet over GRE是将以太网协议的报文通过GRE封装后，在另一个网络层协议（如IPv4）的网络中传输，具体工作原理如下：

1. SwitchA的用户侧物理以太网接口GE0/0/2收到分支网络的以太报文，以太报文中携带了VLAN Tag信息。
2. SwitchA从GE0/0/2收到的以太报文后，在设备内基于MAC和VLAN进行二层转发，找到出接口VE0/0/1。
3. 以太报文在SwitchA的VE0/0/1上进行出接口处理后，将转发到VE0/0/1绑定的Tunnel 1接口，经过GRE封装（协议代码为0x6558）后，进行后续的GRE转发处理，报文经过GRE隧道转发至SwitchB。
4. SwitchB的Tunnel 1接口上对收到的报文进行GRE解封装，检查到协议代码为0x6558后，将以太报文转发给Tunnel 1接口绑定的VE0/0/1接口。
5. GRE解封装后的以太网报文进入SwitchB的VE0/0/1以后，在设备内基于MAC和VLAN进行二层转发，找到出接口GE0/0/2。
6. SwitchB将以太报文从出接口GE0/0/2发往总部网络。