隨著互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的發(fā)展以及智能化水平的提高，各企業(yè)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠苍诓粩嗵嵘髽I(yè)愈發(fā)重視數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，各類虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相繼被引入。今天，我們重點(diǎn)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(shù)應(yīng)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(jí)隧道協(xié)議，它能夠?qū)⒏鞣N網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP協(xié)議IPSec, DVMRP, etc等協(xié)議)封裝到IP隧道內(nèi)，并通過(guò)IP連接到對(duì)端的路由器間創(chuàng)建一個(gè)虛擬的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隧道鏈接。使這些被封裝的數(shù)據(jù)報(bào)文能夠在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(如IP)中傳輸。將不同局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了IP互通。簡(jiǎn)而言之，它是一種 IP-over-IP 的隧道技術(shù)。

而內(nèi)層IP包里封裝和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)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(dāng)傳輸協(xié)議為IPv4時(shí)，GRE隧道稱為GRE over IPv4隧道;當(dāng)傳輸協(xié)議為IPv6時(shí)，GRE隧道稱為GRE over IPv6隧道。

Tunnel中傳輸報(bào)文的格式

GRETAP特性價(jià)值

基于GRE的技術(shù)原理和下圖中TAP的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)特殊的數(shù)據(jù)包封裝技術(shù)以TAP的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的GRETAP，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路層數(shù)據(jù)包，如PPP/ARP/MTU/CSLIP等的讀寫，從而可以實(shí)現(xiàn)二層網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。使設(shè)備徹底擺脫二、三層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制，為分散的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供二層互聯(lián)的技術(shù)條件。

TUN/TAP技術(shù)對(duì)比

GRE典型組網(wǎng)

GRETAP功能如何與5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合

GRETAP的功能可以實(shí)現(xiàn)把網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備組成二層網(wǎng)絡(luò)。解決了設(shè)備遷移和新增帶來(lái)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(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。從應(yīng)用上看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中因?yàn)樾略隽溯^多的設(shè)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(huì)改變?cè)械耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于原有的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生改變，主站和從站就會(huì)失去連接，在這里GRETAP的技術(shù)就發(fā)揮了作用。

●可使拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(jī)床行業(yè)，原來(lái)機(jī)床一般采用廠區(qū)內(nèi)局域網(wǎng)二層功能進(jìn)行通信，勢(shì)必會(huì)破壞原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，隨著加入帶邊緣算法技術(shù)的智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備，這就導(dǎo)致中心服務(wù)器必須修改原來(lái)的通信方式，增加了改造困難。GRETAP因?yàn)楠?dú)特的二層技術(shù)，可以使這些設(shè)備在改造過(guò)程中還是以原來(lái)的方式來(lái)通信。改造過(guò)程變得簡(jiǎn)單，易部署。降低網(wǎng)絡(luò)改造構(gòu)建成本。

●擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的工作范圍

GRE隧道擴(kuò)展了跳數(shù)受限網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作范圍，支持企業(yè)靈活設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，企業(yè)分支和總部之間在5G鏈路上構(gòu)建GRE隧道，轉(zhuǎn)發(fā)它們之間的三層流量。結(jié)合MEC邊緣計(jì)算技術(shù)，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(wù)發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)更多設(shè)備互聯(lián)。

GRE擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)工作范圍

GRETAP通道加上5G鏈路的大帶寬、低時(shí)延、易部署等優(yōu)點(diǎn)，更能滿足遠(yuǎn)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(luò)的虛擬機(jī)插上了路由的翅膀，使虛擬機(jī)徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制。相信隨著數(shù)據(jù)中心在企業(yè)運(yùn)營(yíng)中地位的逐漸提高和Overlay 網(wǎng)絡(luò)的迅速成熟，配置要求更低、適應(yīng)性更強(qiáng)、有著更快網(wǎng)絡(luò)路徑的GRETAP將被更多應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造、智能化數(shù)字改造中，助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、5G網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)的高效互通。

四信GRE相關(guān)案例應(yīng)用——5G+智慧港口

●場(chǎng)景介紹

近年來(lái)自動(dòng)化碼頭越來(lái)越興起,集裝箱碼頭堆場(chǎng)軌道吊的作業(yè)效率是衡量一個(gè)自動(dòng)化碼頭的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一般軌道吊的通信調(diào)度方式主要是通過(guò)光纖轉(zhuǎn)有線方式進(jìn)行和調(diào)度系統(tǒng)的連接。這個(gè)方式，大大限制了設(shè)備調(diào)度，遷移，固定軌道吊的安全距離等問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，通過(guò)5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)軌道吊前端數(shù)據(jù)和中控室數(shù)據(jù)打通實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)控及軌道吊生產(chǎn)運(yùn)行控制，保證前端軌道吊設(shè)備的安全生產(chǎn)，提高軌道吊運(yùn)行的效率。

● 組網(wǎng)方案

如圖所示，5G網(wǎng)關(guān)注冊(cè)到5G SA網(wǎng)絡(luò)，并且確保已經(jīng)在基站碼頭的MEC上完成會(huì)話建立。中控室AR路由器連接MEC的后端交換機(jī)/防火墻，打通5G網(wǎng)關(guān)和中控室AR路由器之間的路由;5G網(wǎng)關(guān)與中控室AR路由建立GRETAP隧道，打通5G網(wǎng)關(guān)和中控室AR路由器之間的二層網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)關(guān)和軌道吊側(cè)的二層交換機(jī)通過(guò)網(wǎng)線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)中控室直接可以通過(guò)原有的網(wǎng)絡(luò)控制現(xiàn)場(chǎng)的軌道吊進(jìn)行通信。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制和監(jiān)控。

GRETAP通道加上5G鏈路的大帶寬、低時(shí)延、易部署等優(yōu)點(diǎn)，更能滿足遠(yuǎn)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(luò)的虛擬機(jī)插上了路由的翅膀，使虛擬機(jī)徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制。相信隨著數(shù)據(jù)中心和Overlay 網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展成熟，配置要求更低、適應(yīng)性更強(qiáng)、有著更快網(wǎng)絡(luò)路徑的GRETAP將被更多應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造、智能化數(shù)字改造中，助推企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、5G網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)的高效互通。