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VPN---虚拟专用网络

VPN的核心技术----隧道技术---封装

GRE---通用路由封装

配置

GRE的配置：
R1：
[r1]interface Tunnel 0/0/0  ---创建一个虚拟的隧道接口
[r1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24   ---给隧道接口分配一个IP地址
[r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre ---定义接口的封装方式
[r1-Tunnel0/0/0]source 12.0.0.1
[r1-Tunnel0/0/0]destination 23.0.0.3

R3：
[r3]interface Tunnel 0/0/0
[r3-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.3 24
[r3-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre 
[r3-Tunnel0/0/0]source 23.0.0.3
[r3-Tunnel0/0/0]destination 12.0.0.1

一定要记住需要添加通往隧道的路由信息。

GRE的报文结构和封装过程

1、R1从连接私网的接口收到报文后，检查报文头部中的目的IP地址字段，在路由表查找出接口，如果发现出接口是隧道接口，则将报文发送给隧道模块来处理。
2、隧道模块收到该报文后，会首先根据乘客协议的类型和当前GRE隧道配置的校验和参数，对报文进行GRE封装--加GRE报文头部。
3、设备给报文添加传输协议报文头部，即IP报文头。该IP报文头部的源地址和目的地址是隧道中配置的源目信息。
4、最后，设备根据新添加的IP报文头部的地址，在路由表中查找相应的出接口，并发送报文。

5、接收方设备从连接公网的接口收到报文后，首先分析IP报文头部，如果发现协议类型字段的数值为47，表明内层为GRE，于是接口将报文交付给GRE模块处理。又GRE模块去掉IP报文头部和GRE头部信息，并根据内层的IP头部信息进行数据转发。

Keepalive检测

• Keepalive检测功能用于在任意时刻检测隧道是否处于正常状态。

  • 如果对端不可达，可以即使关闭隧道，避免形成路由黑洞。

• 逻辑

  • 设备在本地创建一个计数器，并周期性发送keepalive报文，如果没有得到回复，则每发送一次报文，计数器加一。当计数器超过10，则认为对端不可达。周期性时间为10S。

[r1-Tunnel0/0/0]keepalive   ---开启接口的keepalive检测

只需要开一段就可以了

 

MGRE---多点通用路由封装

在MGRE的网络类型结构中，是存在多个节点，但是MGRE本身在发送数据时，还是以点到点的形式发送，并不存在广播或者组播行为，所以，这种网络架构，可以被近似的看做是NBMA网络。

现实中的公网IP地址可能是不固定的，所以出现了NHRP协议

NHRP----下一跳解析协议

在私网环境中，选择一个出口物理IP地址不会改变的设备作为NHRP的中心（NHS--下一跳服务器）。剩下的分支节点就可以确定的知晓中心节点的隧道地址和物理地址。
    然后，NHRP要求所有的分支节点都需要将自己的物理接口IP和隧道IP发送给NHS，并由NHS记录下来，这样，中心节点会保存有所有分支节点的地址映射关系。在发送数据时，查询该记录关系即可。
    
    中心-分支：Hub and Spoke架构

配置

MGRE的shortcut配置（所有路由的下一跳均为hub节点）

中心节点：
[r1]interface Tunnel 0/0/0
[r1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.5.1 24
[r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp  ---修改接口的封装协议为P2MP
[r1-Tunnel0/0/0]source 15.0.0.1 --规定公网的源IP地址

spoke节点：
interface Tunnel0/0/0
 ip address 192.168.5.2 255.255.255.0 
 tunnel-protocol gre p2mp
 source GigabitEthernet0/0/0  ---分支节点的IP地址不固定
 nhrp entry 192.168.5.1 15.0.0.1 register   
 1、在本地记录中心节点的隧道地址和物理地址的对应关系；

2、该命令代表需要向中心节点（15.0.0.1）发送NHRP注册报文（注册报文中包含本地的隧道IP地址和物理IP地址）；

3、第一个IP是隧道IP，第二个IP为公网IP

        

        

[r2]display nhrp peer all   查看NHRP表项

非shorcut多的命令

[r1-Tunnel0/0/0]nhrp redirect  ---在hub节点开启重定向功能。开启后，hub会主动为其他设备发送重定向报文
[r2-Tunnel0/0/0]nhrp shortcut   ---使能shortcut功能，如果不开启，则分支节点会丢弃重定向报文，每个分支节点都需要配置

非shortcut方式的数据流通过程

1、R2访问R3---192.168.2.1  192.168.3.1--->ICMP
2、R2发送两个报文给hub节点，分别为ICMP和NHRP请求报文（R2请求R3）
3、R1将R2的两个报文转发给R3设备
4、R3处理ICMP报文-->发送ICMP应答报文给中心节点；并且向中心节点发送NHRP请求（R3请求R2的信息）
5、R3处理NHRP请求报文，在该报文中知晓源IP地址为25.0.0.2，故直接向该节点回复报文，告知其映射关系
6、R1转发R3的两个报文信息给R2设备
7、R2处理ICMP报文-->直接回复给R3
8、R2处理NHRP请求-->直接回复给R3

作业

录讲作业：讲解在MGRE环境中，spoke节点之间获取对方的映射关系的过程。讲解shortcut和非shortcut两种方式。

MGRE环境下的RIP网络搭建

非shortcut方式：
[r1]rip 1
[r1-rip-1]version 2
[r1-rip-1]network 192.168.1.0  ----主类宣告方式
[r1-rip-1]network 192.168.5.0  ----宣告：1、激活接口；2、发布路由。

[r1-Tunnel0/0/0]nhrp entry multicast dynamic   ---开启中心节点伪广播（给所有人以单播形式发送一次报文）

[r1-Tunnel0/0/0]undo rip split-horizon  ---关闭该接口的水平分割机制

综合实验