我以前寫過一篇 介紹 tunnel 的文章 ，只是做了大體的介紹。裡面多數 tunnel 是很容易理解的，因為它們多是一對一的，換句話說，是直接從一端到另一端。比如 ipv6 over ipv4 的 tunnel，也就是 sit，它的原理如下圖所示：
顯然，除了端點的 host a 和 host b之外，中間經過的任何裝置都是看不到裡面的 ipv6 的頭，對於它們來說，經過 sit 發出的包和其它的 ipv4 的包沒有任何區別。
gre tunnel 卻不一樣了，它的原理從根本上和 sit，ipip 這樣的 tunnel 就不一樣。除了外層的 ip 頭和內層的 ip 頭之間多了乙個 gre 頭之外，它最大的不同是， tunnel 不是建立在最終的 host 上，而是在中間的 router 上 ！換句話說，對於端點 host a 和 host b 來說，該 tunnel 是透明的（對比上面的 sit tunnel）。這是網上很多教程裡沒有直接告訴你的。理解這一點非常關鍵，正是因為它這麼設計的，所以它才能解決 ipip tunnel 解決不了的問題。
所以，經過 gre tunnel 傳送的包（從 host a 傳送到 host b）大體過程是這樣子的（仍然借用了 lartc 中的例子 ）：
我們可以看出，從 host a 發出的包其實就是乙個很普通的 ip 包，除了目的位址不直接可達外。該 gre tunnel 的一端是建立在 router a上，另一段是建立在 router b上，所以新增外部的 ip 頭是在 router a 上完成的，而去掉外面的 ip 頭是在 router b上完成的，兩個端點的 host 上幾乎什麼都不用做（除了配置路由，把傳送到 10.0.2.0 的包路由到 router a）！
這麼設計的好處也就很容易看出來了，ipip tunnel 是端對端的，通訊也就只能是點對點的，而 gre tunnel 卻可以進行多播。
現在讓我們看看linux核心是怎麼實現的，我們必須假設 router a 和 b 上都是執行的 linux，而 host a 和 b上執行什麼是無所謂的。
傳送過程是很簡單的，因為 router a 上配置了一條路由規則，凡是發往 10.0.2.0 網路的包都要經過 netb 這個 tunnel 裝置，在核心中經過 forward 之後就最終到達這個 gre tunnel 裝置的 ndo_start_xmit()，也就是 ipgre_tunnel_xmit() 函式。這個函式所做的事情無非就是通過 tunnel 的 header_ops 構造乙個新的頭，並把對應的外部 ip 位址填進去，最後傳送出去。
稍微難理解的是接收過程，即 router b 上面進行的操作。這裡需要指出的一點是，gre tunnel 自己定義了乙個新的 ip proto，也就是 ipproto_gre。當 router b 收到從 router a 過來的這個包時，它暫時還不知道這個是 gre 的包，它首先會把它當作普通的 ip 包處理。因為外部的 ip 頭的目的位址是該路由器的位址，所以它自己會接收這個包，把它交給上層，到了 ip 層之後才發現這個包不是 tcp，udp，而是 gre，這時核心會轉交給 gre 模組處理。
gre 模組註冊了乙個 hook：
plain text
c: static
const
struct gre_protocol ipgre_protocol
=;
所以真正處理這個包的函式是 ipgre_rcv() 。ipgre_rcv() 所做的工作是：通過外層ip 頭找到對應的 tunnel，然後剝去外層 ip 頭，把這個「新的」包重新交給 ip 棧去處理，像接收到普通 ip 包一樣。到了這裡，「新的」包處理和其它普通的 ip 包已經沒有什麼兩樣了：根據 ip 頭中目的位址**給相應的 host。注意：這裡我所謂的「新的」包其實並不新，核心用的還是同乙個copy，只是skbuff 裡相應的指標變了。
以上就是linux 核心對 gre tunnel 的整個處理過程。另外，gre 的頭如下所示（來自 這裡 ）：
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