概述GRE是最传统的隧道协议，其基本功能是实现隧道功能。通过隧道连接的两个远程网络就像直连一样，GRE模拟了两个远程网络之间的一个直连链路，从而达到网络直连的效果。为此，GRE总共需要封装三次。换句话说，在GRE隧道中传输的所有数据包都有三个报头。因为我们只讲IP协议，GRE中的IP包是一层一层的。当GRE实现一个隧道时，需要创建一个虚拟直接链路。GRE实现的虚拟直接链路可以认为是隧道，隧道是模拟链路，所以隧道两端也有IP地址。但是隧道需要在公网中寻找起点和终点，所以隧道的起点和终点都以公网IP地址为终点，链路由GRE协议完成。在隧道中传输数据包的过程分为三个步骤:

1.接收原始IP包作为乘客协议，原始IP包报头的IP地址为私有IP地址。

2.将原始的IP数据包封装成GRE协议，称为封装协议，封装后的包头IP地址就是虚拟直接链路两端的IP地址。

3.以整个GRE包为数据，将公网的IP头封装在外层，也就是隧道的起点和终点，从而路由到隧道的终点。

GRE隧道中传输的数据包格式如下:

注意:

★公网的IP头也叫传输协议。

★GRE会在原始IP包之外封装24字节或28字节，具体视GRE模式而定。

下面举例说明GRE数据传输过程:

GRE需要在远程路由器之间创建一条虚拟直接链路，即隧道。没有这个隧道，GRE就无法完成隧道功能。隧道是GRE最基本的功能，也是GRE的所有功能。在上述环境中，当上海分公司的R2将报文的IP地址封装为192.168.1.4发送给北京分公司的R4时，GRE操作过程如下:

1.假设R1和R3之间已经建立了GRE虚拟直接链路(隧道)，隧道链路两端的地址分别为1.1.1.1和2.2.2.2，隧道两端的始发地和目的地分别为100.1.1.1和200.1.1.1。

2.收到目的IP为192.168.1.4的报文后，R1将原始报文作为乘客报文封装到GRE协议中，并添加GRE报头，其中源IP为隧道1.1.1.1的本地地址，目的IP为隧道1.1.1.2的对端地址，从而完成GRE报文的封装。

3.将GRE隧道源IP地址封装在封装有GRE隧道地址的报文外面，GRE隧道地址是公网地址，即源IP是100.1.1.1，目的IP是200.1.1.1，最后发送报文。

封装的数据包如下:

数据包发送到互联网后，所有路由器只按照数据包最外层的公有IP，即只按照公有IP地址200.1.1.1转发。直到数据包到达公网IP的真正目的地，也就是R3 (IP: 200.1.1.1)，公网IP头才会被剥离。当R3剥离数据包的公共IP报头时，会发现GRE报头。我发现目标IP是1.1.1.2，所以我知道我是GRE隧道的终点，于是我继续剥GRE头，最后发现目标IP地址是192.168.1.4，然后把包发给192.168.1.4(路由器R4)。

通过上述GRE流程，上海分行R2通过私有IP地址192.168.1.4与北京分行R4直接通信。