隨著互聯(lián)網(wǎng)新技術的發(fā)展以及智能化水平的提高，各企業(yè)對實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠苍诓粩嗵嵘?，企業(yè)愈發(fā)重視數(shù)據(jù)中心的建設，各類虛擬網(wǎng)絡技術相繼被引入。今天，我們重點了解下云端“借道”鼻祖，善于“包裝”的GRE，為什么華為等大企業(yè)的技術應用都有它的身影。

GRE概念

GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封裝)協(xié)議屬于一種輕量級隧道協(xié)議，它能夠將各種網(wǎng)絡協(xié)議(IP協(xié)議IPSec, DVMRP, etc等協(xié)議)封裝到IP隧道內，并通過IP連接到對端的路由器間創(chuàng)建一個虛擬的點對點隧道鏈接。使這些被封裝的數(shù)據(jù)報文能夠在另一個網(wǎng)絡層協(xié)議(如IP)中傳輸。將不同局域網(wǎng)內的設備實現(xiàn)了IP互通。簡而言之，它是一種 IP-over-IP 的隧道技術。

而內層IP包里封裝和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報文就是凈荷數(shù)據(jù)(Payload packet)，外層IP頭承載協(xié)議一般支持IPv4和IPv6兩種傳輸協(xié)議：當傳輸協(xié)議為IPv4時，GRE隧道稱為GRE over IPv4隧道;當傳輸協(xié)議為IPv6時，GRE隧道稱為GRE over IPv6隧道。

Tunnel中傳輸報文的格式

GRETAP特性價值

基于GRE的技術原理和下圖中TAP的技術優(yōu)勢，通過特殊的數(shù)據(jù)包封裝技術以TAP的方式進行數(shù)據(jù)通信的GRETAP，可以實現(xiàn)對鏈路層數(shù)據(jù)包，如PPP/ARP/MTU/CSLIP等的讀寫，從而可以實現(xiàn)二層網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。使設備徹底擺脫二、三層網(wǎng)絡的結構限制，為分散的網(wǎng)絡設備提供二層互聯(lián)的技術條件。

TUN/TAP技術對比

GRE典型組網(wǎng)

GRETAP功能如何與5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相結合

GRETAP的功能可以實現(xiàn)把網(wǎng)內所有設備組成二層網(wǎng)絡。解決了設備遷移和新增帶來的困擾。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的目的是將具有感知、監(jiān)控能力的各類采集、PLC、觸摸屏、控制傳感器或控制器，以及移動通信、智能分析等技術不斷融入到工業(yè)生產過程各個環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。從應用上看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用中因為新增了較多的設備，往往需要加入新的組網(wǎng)形式，例如把有些改成4G/5G的通信方式，通信方式的改變這就意味著可能會改變原有的拓撲結構。由于原有的組網(wǎng)結構一旦發(fā)生改變，主站和從站就會失去連接，在這里GRETAP的技術就發(fā)揮了作用。

●可使拓撲結構不變，降低改造成本

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改造中，如數(shù)控機床行業(yè)，原來機床一般采用廠區(qū)內局域網(wǎng)二層功能進行通信，勢必會破壞原來的網(wǎng)絡環(huán)境，隨著加入帶邊緣算法技術的智能網(wǎng)關設備，這就導致中心服務器必須修改原來的通信方式，增加了改造困難。GRETAP因為獨特的二層技術，可以使這些設備在改造過程中還是以原來的方式來通信。改造過程變得簡單，易部署。降低網(wǎng)絡改造構建成本。

●擴大網(wǎng)絡的工作范圍

GRE隧道擴展了跳數(shù)受限網(wǎng)絡協(xié)議的工作范圍，支持企業(yè)靈活設計網(wǎng)絡拓撲，企業(yè)分支和總部之間在5G鏈路上構建GRE隧道，轉發(fā)它們之間的三層流量。結合MEC邊緣計算技術，滿足高清視頻、VR/AR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務發(fā)展需求，實現(xiàn)更多設備互聯(lián)。

GRE擴大網(wǎng)絡工作范圍

GRETAP通道加上5G鏈路的大帶寬、低時延、易部署等優(yōu)點，更能滿足遠程用戶、企業(yè)分支和企業(yè)總部之間快速、安全、高效的互聯(lián)需求。四信5G系列工業(yè)路由器均支持EOIP、橋模式、VXLAN、5G LAN、虛擬IP、GRETAP等功能，為二層網(wǎng)絡的虛擬機插上了路由的翅膀，使虛擬機徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡的結構限制。相信隨著數(shù)據(jù)中心在企業(yè)運營中地位的逐漸提高和Overlay 網(wǎng)絡的迅速成熟，配置要求更低、適應性更強、有著更快網(wǎng)絡路徑的GRETAP將被更多應用于企業(yè)網(wǎng)絡改造、智能化數(shù)字改造中，助推企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉型、5G網(wǎng)絡廣泛應用和數(shù)據(jù)的高效互通。

四信GRE相關案例應用——5G+智慧港口

●場景介紹

近年來自動化碼頭越來越興起,集裝箱碼頭堆場軌道吊的作業(yè)效率是衡量一個自動化碼頭的一個重要環(huán)節(jié)，一般軌道吊的通信調度方式主要是通過光纖轉有線方式進行和調度系統(tǒng)的連接。這個方式，大大限制了設備調度，遷移，固定軌道吊的安全距離等問題。為了解決這一問題，通過5G工業(yè)網(wǎng)關實現(xiàn)軌道吊前端數(shù)據(jù)和中控室數(shù)據(jù)打通實現(xiàn)全自動數(shù)據(jù)監(jiān)控及軌道吊生產運行控制，保證前端軌道吊設備的安全生產，提高軌道吊運行的效率。

● 組網(wǎng)方案

如圖所示，5G網(wǎng)關注冊到5G SA網(wǎng)絡，并且確保已經在基站碼頭的MEC上完成會話建立。中控室AR路由器連接MEC的后端交換機/防火墻，打通5G網(wǎng)關和中控室AR路由器之間的路由;5G網(wǎng)關與中控室AR路由建立GRETAP隧道，打通5G網(wǎng)關和中控室AR路由器之間的二層網(wǎng)絡。5G網(wǎng)關和軌道吊側的二層交換機通過網(wǎng)線互聯(lián)，實現(xiàn)中控室直接可以通過原有的網(wǎng)絡控制現(xiàn)場的軌道吊進行通信。實現(xiàn)現(xiàn)場設備的控制和監(jiān)控。

GRETAP通道加上5G鏈路的大帶寬、低時延、易部署等優(yōu)點，更能滿足遠程用戶、企業(yè)分支和企業(yè)總部之間快速、安全、高效的互聯(lián)需求。5G系列工業(yè)路由器均支持EOIP、橋模式、VXLAN、5G LAN、虛擬IP、GRETAP等功能，為二層網(wǎng)絡的虛擬機插上了路由的翅膀，使虛擬機徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡的結構限制。相信隨著數(shù)據(jù)中心和Overlay 網(wǎng)絡的迅速發(fā)展成熟，配置要求更低、適應性更強、有著更快網(wǎng)絡路徑的GRETAP將被更多應用于企業(yè)網(wǎng)絡改造、智能化數(shù)字改造中，助推企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉型、5G網(wǎng)絡廣泛應用和數(shù)據(jù)的高效互通。