汎用ルーティングカプセル化

汎用ルーティングカプセル化
通信プロトコル
目的	ネットワークトンネリング
開発者	シスコシステムズ
導入	1994年
RFC	1701、1702、2784

汎用ルーティングカプセル化（GRE）は、Cisco Systemsが開発したトンネリングプロトコルであり、インターネットプロトコルネットワーク上の仮想ポイントツーポイントリンクまたはポイントツーマルチポイントリンク内に、さまざまなネットワーク層プロトコルをカプセル化することができます。^[²^]

使用例

PPTPと組み合わせてVPNを作成する。
IPsec VPNと併用することで、接続されたネットワーク間でルーティング情報をやり取りできるようにする。
モビリティ管理プロトコルにおいて。
A8/A10インターフェースでは、IPデータをパケット制御機能（PCF）との間でカプセル化します。
LinuxとBSDは、Cisco機器と相互運用可能なアドホックIP over GREトンネルを確立できる。
保護されたアプライアンスから保護されていないエンドポイントへの分散型サービス拒否（DDoS）攻撃。

プロトコルスタックの例

OSI参照モデルにおけるプロトコル階層化の原理に基づくと、GREに限らず、プロトコルカプセル化は階層化の順序を崩す。これは、2つの異なるプロトコルスタック間の分離器と見なすことができ、一方のスタックが他方のスタックの伝送媒体として機能する。

配送手順

IP内に直接カプセル化された GRE パケットは、 IPv4 ヘッダーのProtocolフィールド^[³^]またはIPv6 ヘッダーのNext Headerフィールド^[⁴^]で IP プロトコルタイプ 47 を使用します。

パフォーマンス上の理由から、GRE は UDP パケットにカプセル化することもできます。^{[ 5 ]}等コストマルチパスルーティングを使用すると、スループットが向上する可能性があります。

パケットヘッダー

拡張GREパケットヘッダー（RFC 2890）

GREパケットヘッダーの拡張版^{[ 6 ]}を以下に示す。

C（1ビット）: チェックサムビット。チェックサムが存在する場合は1に設定されます。
K（1ビット）: キービット。キーが存在する場合は1に設定されます。
S（1ビット）: シーケンス番号ビット。シーケンス番号が存在する場合は1に設定されます。
予約済み 0 (9ビット): 予約ビット。0に設定されます。
バージョン（3ビット）: GREのバージョン番号。0に設定してください。
プロトコルタイプ（16ビット）: カプセル化されたペイロードのイーサプロトコルタイプを示します。（ IPv4の場合は、16進数で0800となります。）
チェックサム（16ビット）: Cビットが設定されている場合に存在する。GREヘッダーとペイロードのチェックサムが含まれる。
予約済み 1 (16ビット): Cビットが設定されている場合は存在し、0に設定されます。
キー（32ビット）: Kビットが設定されている場合に存在する。アプリケーション固有のキー値を含む。
シーケンス番号（32ビット）: Sビットが設定されている場合に存在する。GREパケットのシーケンス番号が含まれる。

標準GREパケットヘッダー（RFC 2784）

標準的なGREパケットヘッダー構造^{[ 7 ]}を以下の図に示します。

C（1ビット）: チェックサムビット。チェックサムが存在する場合は1に設定されます。
予約済み 0 (12ビット): 予約ビット。0に設定されます。
バージョン（3ビット）: GREのバージョン番号。0に設定してください。
プロトコルタイプ（16ビット）: カプセル化されたペイロードのイーサプロトコルタイプを示します。（ IPv4の場合は 16進数で0x0800 、IPv6の場合は0x86DDになります。^{[ 4 ]}）
チェックサム（16ビット）: Cビットが設定されている場合に存在する。GREヘッダーとペイロードのチェックサムが含まれる。
予約済み 1 (16ビット): Cビットが設定されている場合は存在し、その内容は0に設定されます。

オリジナルのGREパケットヘッダー（RFC 1701）

新しい構造は元の構造に取って代わった。^{[ 1 ]}

オリジナルのGRE RFCでは、パケットヘッダーにさらにいくつかのフィールドが定義されていましたが、それらは現在の標準では廃止されています。

C（1ビット）: チェックサムビット。チェックサムが存在する場合は1に設定されます。
R（1ビット）: ルーティングビット。ルーティング情報とオフセット情報が存在する場合は1に設定します。
K（1ビット）: キービット。キーが存在する場合は1に設定されます。
S（1ビット）: シーケンス番号ビット。シーケンス番号が存在する場合は1に設定されます。
s（1ビット）: 厳密なソースルーティングビット。
再帰（3ビット）: 再帰制御ビット。
フラグ（5ビット）: 将来の使用のために予約済み。0に設定。
バージョン（3ビット）: 0に設定してください。
プロトコルタイプ（16ビット）: カプセル化されたペイロードのイーサプロトコルタイプを示します。
チェックサム（16ビット）: Cビットが設定されている場合に存在する。GREヘッダーとペイロードのチェックサムが含まれる。
オフセット（16ビット）: RビットまたはCビットが設定されている場合に存在し、 Rビットが設定されている場合にのみ有効な情報を含みます。ルーティングフィールド内でのアクティブなソースルートエントリへのオフセットを示すオフセットフィールドです。
キー（32ビット）: Kビットが設定されている場合に存在する。アプリケーション固有のキー値を含む。
シーケンス番号（32ビット）: Sビットが設定されている場合に存在する。GREパケットのシーケンス番号が含まれる。
ルーティング（変数）: Rビットが設定されている場合に存在する。ソースルートエントリのリストが含まれているため、長さは可変である。

PPTP GREパケットヘッダー

ポイントツーポイントトンネリングプロトコル（PPTP）^{[ 8 ]}は、以下に示すようなGREパケットヘッダー構造のバリアントを使用します。PPTPは、PPTP GREパケットが送信されるGREトンネルを作成します。

C（1ビット）: チェックサムビット。PPTP GREパケットの場合、これは0に設定されます。
R（1ビット）: ルーティングビット。PPTP GREパケットの場合、これは0に設定されます。
K（1ビット）: キービット。PPTP GREパケットの場合、この値は1に設定されます。（すべてのPPTP GREパケットにはキーが含まれています。）
S（1ビット）: シーケンス番号ビット。シーケンス番号が指定されている場合は1に設定され、PPTP GREデータパケットであることを示します。
s（1ビット）: 厳密な送信元ルーティングビット。PPTP GREパケットの場合、これは0に設定されます。
再帰（3ビット）: 再帰制御ビット。PPTP GREパケットの場合、これらは0に設定されます。
A（1ビット）: 確認応答番号が存在します。確認応答番号が指定されている場合は1に設定され、PPTP GRE確認応答パケットであることを示します。
フラグ（4ビット）: フラグビット。PPTP GREパケットの場合、これらは0に設定されます。
バージョン（3ビット）: GREバージョン番号。PPTP GREパケットの場合、これは1に設定されます。
プロトコルタイプ（16ビット）: PPTP GREパケットの場合、これは16進数で880Bに設定されます。
キーペイロード長（16ビット）: GREヘッダーを含まないペイロードのサイズを示します。
キーコールID（16ビット）: このパケットが属するセッションのピアのコールIDが含まれています。
シーケンス番号（32ビット）: Sビットが設定されている場合に存在する。GREペイロードのシーケンス番号が含まれる。
確認応答番号（32ビット）: Aビットが設定されている場合に存在する。送信者が受信したGREペイロードパケットの中で最も高いシーケンス番号を含む。

基準

RFC 1701：汎用ルーティングカプセル化（GRE）（情報提供）
RFC 1702：IPv4ネットワークにおける汎用ルーティングカプセル化（情報提供）
RFC 2637：ポイントツーポイントトンネリングプロトコル（情報提供）
RFC 2784：汎用ルーティングカプセル化（GRE）（提案された標準規格、RFC 2890により更新）
RFC 2890：GREへの鍵およびシーケンス番号の拡張（提案規格）
RFC 8086：GRE-in-UDPカプセル化（提案規格）

参考文献

1 2 S. Hanks; T. Li; D. Farinacci; P. Traina (1994 年 10 月).汎用ルーティングカプセル化 (GRE) . ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC1701 . RFC 1701 .参考情報。
↑ US 7801021B1、Nikolaos Triantafillis、Robert J. Ordemann 、 Simon D. Barber、「汎用ルーティングカプセル化トンネルキープアライブ」、2010年9月21日発行、Cisco Technology Inc.に譲渡。
↑ S. Hanks; T. Li; D. Farinacci; P. Traina (1994 年 10 月). IPv4 ネットワーク上の汎用ルーティングカプセル化. ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC1702 . RFC 1702 .参考情報。
1 2 C. Pignataro; R. Bonica; S. Krishnan (2015 年 10 月). IPv6 の汎用ルーティングカプセル化 (GRE) のサポート.インターネット技術タスクフォース. doi : 10.17487/RFC7676 . ISSN 2070-1721 . RFC 7676 . 提案された規格。
↑ E. Crabbe; E. Crabbet; T. Herbert (2017 年 3 月). L. Yong (編). GRE-in-UDP カプセル化.インターネット技術タスクフォース. doi : 10.17487/RFC8086 . ISSN 2070-1721 . RFC 8086 . 提案された規格。
↑ G. Dommety (2000 年 9 月). GRE へのキーとシーケンス番号の拡張. ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC2890 . RFC 2890 .提案された規格。
↑ D. Farinacci; T. Li; S. Hanks; D. Meyer; P. Traina (2000 年 3 月). Generic Routing Encapsulation (GRE) . Network Working Group. doi : 10.17487/RFC2784 . RFC 2784 .提案された標準規格。RFC 2890 により更新されました。
↑ K. Hamzeh; G. Pall; W. Verthein; J. Taarud; W. Little; G. Zorn (1999年7月). Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) . Network Working Group. doi : 10.17487/RFC2637 . RFC 2637 .参考情報。

外部リンク

Ciscoの汎用ルーティングカプセル化、サブプロトコルホームページ
汎用ルーティングカプセル化（ 2018年12月29日にWayback Machineにアーカイブ済み）、Cisco DocWiki（旧称「インターネットワーキングテクノロジーハンドブック」）のエントリ

[rfc1701-1] 1 2 S. Hanks; T. Li; D. Farinacci; P. Traina (1994 年 10 月).汎用ルーティングカプセル化 (GRE) . ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC1701 . RFC 1701 .参考情報。

[2] US 7801021B1、Nikolaos Triantafillis、Robert J. Ordemann 、 Simon D. Barber、「汎用ルーティングカプセル化トンネルキープアライブ」、2010年9月21日発行、Cisco Technology Inc.に譲渡。

[rfc1702-3] S. Hanks; T. Li; D. Farinacci; P. Traina (1994 年 10 月). IPv4 ネットワーク上の汎用ルーティングカプセル化. ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC1702 . RFC 1702 .参考情報。

[rfc7676-4] 1 2 C. Pignataro; R. Bonica; S. Krishnan (2015 年 10 月). IPv6 の汎用ルーティングカプセル化 (GRE) のサポート.インターネット技術タスクフォース. doi : 10.17487/RFC7676 . ISSN 2070-1721 . RFC 7676 . 提案された規格。

[rfc8086-5] E. Crabbe; E. Crabbet; T. Herbert (2017 年 3 月). L. Yong (編). GRE-in-UDP カプセル化.インターネット技術タスクフォース. doi : 10.17487/RFC8086 . ISSN 2070-1721 . RFC 8086 . 提案された規格。

[rfc2890-6] G. Dommety (2000 年 9 月). GRE へのキーとシーケンス番号の拡張. ネットワークワーキンググループ. doi : 10.17487/RFC2890 . RFC 2890 .提案された規格。

[rfc2784-7] D. Farinacci; T. Li; S. Hanks; D. Meyer; P. Traina (2000 年 3 月). Generic Routing Encapsulation (GRE) . Network Working Group. doi : 10.17487/RFC2784 . RFC 2784 .提案された標準規格。RFC 2890 により更新されました。

[rfc2637-8] K. Hamzeh; G. Pall; W. Verthein; J. Taarud; W. Little; G. Zorn (1999年7月). Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) . Network Working Group. doi : 10.17487/RFC2637 . RFC 2637 .参考情報。

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