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ubantu与CentOS虚拟机之间搭建GRE隧道

2021-05-20 70热度

  • Author       :
  • Email         : vip_13031075266@163.com
  • Date          : 2020.01.23
  • Copyright : 未经同意不得转载!!!
  • Version    : openswan-2.6.51.5
  • Referencehttps://download.openswan.org/openswan/

目录

0. 前言

1. Linux内核支持的隧道类型

2. GRE隧道跨(公)网连接相同子网地址主机

2.1 拓扑环境:

2.1 ubantu配置:

2.1.1 添加GRE隧道

2.1.2 配置GRE隧道接口IP

2.1.3 激活GRE隧道接口IP

2.2 CentOS配置:

2.3 ping包测试通讯链路:

3. GRE隧道跨(公)网连接不同子网地址主机

3.1 拓扑环境

3.2 Ubantu配置

3.2.1 配置ens33子接口IP

3.2.2 添加另一个GRE隧道接口并up

3.2.3 配置隧道接口IP

3.2.4 添加对端子网路由表

3.3 CentOS配置

3.3.1 配置ens33子接口IP

3.3.2 添加另一个GRE隧道接口并up

3.3.3 配置隧道接口IP

3.3.4 添加对端子网路由表

3.4 ping测试链路连通性


0. 前言

在学习ipsec过程中,一般都会涉及到ipsec的局限性:ipsec协议是一种点对点协议,不支持组播,也不能保护组播、广播报文。因此ipsec协议无法用于音视频会议等场合,此时通常的解决办法是采用GRE Over IPSec. 给出的解释是:GRE协议可以封装组播、广播报文,但是无法对业务内容进行加密;而ipsec可以对报文进行加密,但是无法封装组播和广播报文。因此将两种协议结合,因而GRE over IPSec协议应运而生。 但是我找了很多资料(其实没有多少),都没有找到为什么GRE协议支持封装组播和广播报文,而ipsec不行;他们作为点对点协议,为什么GRE可以而IPsec不行呢? 因为没有找到答案,所以不能证实自己的想法正确与否,于是通过搭建GRE隧道环境,学习Linux内核中GRE隧道的操作配置原则,希望能从中得到些许启发。

搭建GRE隧道环境实际上是很简单的,因为Linux内核已经支持了GRE隧道,因此直接在虚拟机(ubantu和CentOS)里进行简单的配置即可完成操作。

1. Linux内核支持的隧道类型

目前Linux内核已经支持多种隧道类型,包括:IPIP隧道,GRE隧道,... 。其余这几个我也没见过。当然除了这几种,还有ipsec协议,l2tp协议,可以的是我目前都还没有用过,实在是暴殄天物,罪过罪过

下面通过搭建两组拓扑环境,来学习GRE隧道的基本规则,然后在此基础上分析下GRE和IPSEC在组播和广播报文封装的表现出不同行为的可能原因(另写一遍文章喽)。

2. GRE隧道跨(公)网连接相同子网地址主机

2.1 拓扑环境:

家里设备有限,只有一台电脑,还是通过无线网卡来上网的,因此拓扑环境比较寒酸,其实这些并不重要,只需明白我的两台虚拟机Ubantu和CentOS通过桥接的方式连在一起,网络上可以通讯即可。

现在,我准备将两个地址分别为10.1.2.1/24、10.1.2.2/24的两台主机(假的,只是个IP地址而已)通过GRE隧道连接起来进行通讯。原则上这两个地址属于不同的子网中(Ubantu中的子网和CentOS中的子网,只是这两个子网的网段相同仅此而已),无法直接通讯。

 

2.1 ubantu配置:

首先,我确定了下该虚拟机中是否存在gre相关的接口,结果当然是没有了。

root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 2409:8a00:18e9:810:f8dd:500e:b1a:463b prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link> ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 3581 bytes 1030105 (1.0 MB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 1177 bytes 114532 (114.5 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host> loop txqueuelen 1000 (Local Loopback) RX packets 160 bytes 12920 (12.9 KB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 160 bytes 12920 (12.9 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

2.1.1 添加GRE隧道

ip tunnel add Tunnel-1 mode gre remote 192.168.1.13 local 192.168.1.10

添加GRE隧道时,需要指定隧道的名称,我这里叫做Tunnel-1;  因为要搭建GRE类型隧道,因此mode为gre。 而GRE隧道的地址为192.168.1.13<========>192.168.1.10。

由于是第一次执行此命令,底层实际上安装上了gre隧道相关的驱动。用户只有在此基础上才能配置GRE隧道,不过,无需担心,内核自动完成。

如果在添加隧道时不指定remote和local地址,也是可以的,它实际上是只是安装gre隧道相关驱动。下面是添加隧道时没有指定remote和local地址时的结果:

 root@ubantu:/home/toney# ip tunnel add Tunnel-1 cannot determine tunnel mode (ipip, gre, vti or sit) root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link> ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 5038 bytes 5896155 (5.8 MB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 2744 bytes 309264 (309.2 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host> loop txqueuelen 1000 (Local Loopback) RX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 root@ubantu:/home/toney# ip tunnel add Tunnel-1 mode gre add tunnel "gre0" failed: File exists root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link> ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 5097 bytes 5900501 (5.9 MB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 2766 bytes 311496 (311.4 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 erspan0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1450 ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 gre0: flags=128<NOARP> mtu 1452 unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 gretap0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1462 ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host> loop txqueuelen 1000 (Local Loopback) RX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 164 bytes 15044 (15.0 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 root@ubantu:/home/toney# root@ubantu:/home/toney# lsmod | grep gre ip_gre 28672 0 ip_tunnel 24576 1 ip_gre gre 16384 1 ip_gre root@ubantu:/home/toney# 

如果输入完整的命令,则会成功添加上Tunnel-1隧道:

root@ubantu:/home/toney# ifconfig -a Tunnel-1: flags=144<POINTOPOINT,NOARP> mtu 1476 unspec C0-A8-01-0A-00-00-00-87-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 inet 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 inet6 2409:8a00:18e9:810:141:383c:ac6f:8b11 prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 2409:8a00:18e9:810:200d:99e2:4f3d:cb6f prefixlen 64 scopeid 0x0<global> inet6 fe80::8e84:574c:7a8b:440a prefixlen 64 scopeid 0x20<link> ether 00:0c:29:fb:db:ad txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 5745 bytes 5947674 (5.9 MB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 2965 bytes 329731 (329.7 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 erspan0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1450 ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 gre0: flags=128<NOARP> mtu 1452 unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 1000 (UNSPEC) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 gretap0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST> mtu 1462 ether 00:00:00:00:00:00 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host> loop txqueuelen 1000 (Local Loopback) RX packets 169 bytes 15509 (15.5 KB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 169 bytes 15509 (15.5 KB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 

2.1.2 配置GRE隧道接口IP

ip addr add 10.1.2.1/24 dev Tunnel-1

或者

ifconfig Tunnel-1 10.1.2.1/24

从添加隧道结果来看,Tunnel-1接口虽然已经成功添加,但是处于down状态,此外也没有IP地址。 不,等等,那我们在添加隧道时指定的remote和local是什么呢?

它是经过GRE隧道封装后的报文IP地址,但是针对什么报文进行封装,目前我们尚未配置

配置此接口IP的目的是:为了确定哪些报文需要进入GRE接口,然后进行隧道封装。为什么需要添加IP呢? 因为我们是通过路由将报文引入到Tunnel-1接口的, 如果不填IP,那么我路由的下一条该写成什么呢, 是吧。

2.1.3 激活GRE隧道接口IP

 ifconfig Tunnel-1 up

或者

ip link set Tunnel-1 up

至于配置接口IP和是否up接口,没有什么先后顺序,把他们当做不同的eth接口处理即可。

 

2.2 CentOS配置:

CentOS虚拟机的配置和Ubantu的配置完全相同,安照此步骤操作即可。

ip tunnel add Tunnel-1 mode gre local 192.168.1.13 remote 192.168.1.10
ip link set Tunnel-1 up
ip addr add 10.1.2.2/24 dev Tunnel-1

查看配置结果r如下:

[root@toney toney]# [root@toney toney]# [root@toney toney]# ifconfig Tunnel-1  Link encap:UNSPEC  HWaddr C0-A8-01-0D-FF-FF-90-6D-00-00-00-00-00-00-00-00           inet addr:10.1.2.2  P-t-P:10.1.2.2  Mask:255.255.255.0           UP POINTOPOINT RUNNING NOARP  MTU:1476  Metric:1           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:0           RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b) eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:DA:34:3C           inet addr:192.168.1.13  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0           inet6 addr: 2409:8a00:18e9:810:20c:29ff:feda:343c/64 Scope:Global           inet6 addr: fe80::20c:29ff:feda:343c/64 Scope:Link           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1           RX packets:3571 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:781 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:1000           RX bytes:236685 (231.1 KiB)  TX bytes:71021 (69.3 KiB) lo        Link encap:Local Loopback           inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0           inet6 addr: ::1/128 Scope:Host           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1           RX packets:4 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0           TX packets:4 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0           collisions:0 txqueuelen:0           RX bytes:240 (240.0 b)  TX bytes:240 (240.0 b) 

路由表信息如下:

2.3 ping包测试通讯链路:

这里有一点需要注意:Linux系统可能开了iptables过滤功能,因此在ping时出现了类似" ICMP host 192.168.1.13 unreachable - admin prohibited, length 116"信息,详情如下:

百度一下,在两台虚拟机上都执行如下操作即可:

iptables -F

然后在ping包测试,数据可通:

 

至此,基本GRE隧道环境搭建成功。

3. GRE隧道跨(公)网连接不同子网地址主机

3.1 拓扑环境

目的: 通过GRE隧道将20.1.2.1/24、20.1.3.2/24两个子网连接起来进行通讯。

 

3.2 Ubantu配置

3.2.1 配置ens33子接口IP

ifconfig eth0:1 192.168.100.1/24

查看接口配置如下:

3.2.2 添加另一个GRE隧道接口并up

ip tunnel add Tunnel-2 mode gre local 192.168.100.1 remote 192.168.100.2

ifconfig Tunnel-2 up

3.2.3 配置隧道接口IP

ifconfig Tunnel-2 20.1.2.1/24

 

3.2.4 添加对端子网路由表

由于本端没有对端子网20.1.3.0/24的路由,因此需要添加路由,将该网段报文引入到Tunnel-2接口,这样便可以通过GRE隧道进行封装。

 route add -net 20.1.3.0/24 gw 20.1.2.1

3.3 CentOS配置

3.3.1 配置ens33子接口IP

ifconfig ens33:1 192.168.100.2/24

 

3.3.2 添加另一个GRE隧道接口并up

ip tunnel add Tunnel-2 mode gre remote 192.168.100.1 local 192.168.100.2

ifconfig Tunnel-2 up

结果如下:

3.3.3 配置隧道接口IP

ifconfig Tunnel-2 20.1.3.1/24

3.3.4 添加对端子网路由表

由于本端没有对端子网20.1.2.0/24的路由,因此需要添加路由,将该网段报文引入到Tunnel-2接口,这样便可以通过GRE隧道进行封装。

route add -net 20.1.2.0/24 gw 20.1.3.1

 

3.4 ping测试链路连通性

 

 

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