GRE over IPsecとは

GRE over IPsec

　◆　GRE over IPsecとは

　GRE over IPsecとは、文字通り、IPsec上でGREを動作させる技術です。 GRE over IPsecはIPsecによる
　LAN-to-LAN接続の行われたネットワークにおいて、その拠点間の経路情報をダイナミックルーティングで
　経路交換をやり取りしたい場合によく使用されます。GRE over IPsec という1つの技術として考えるのでは
　なく「IPsecの技術」と「GREの技術」の「これら2つのVPN技術を組み合わせ」と考える必要があります。

　◆　IPsecとGREの違い

　IPsecとGREの違いの1つ目として、IPsecは「暗号化とトンネリング」という2つの技術を持っていますが
　GREは「トンネリング」という1つの技術しか持っていない能力の差があります。IPsecとGREとの違いの
　2つ目としてIPsecのトンネリングは「ユニキャストパケットしか転送できない」という弱点がありますが、
　GREのトンネリングでは「ユニキャストもマルチキャストパケットも転送できる」という違いがあります。

VPN
プロトコル何のプロトコル
上で伝送できるか何のプロトコルを
伝送できるかマルチキャスト
伝送は可能かデータ暗号化
完全性保障ポピュラーな
ソリューション

IPsec IP L3 ( IP ) × ○ IPユニキャストの
トンネリング

GRE IP L3 ( IP. IPX, etc) ○ × ダイナミックルーティング
のトンネリング

　GRE over IPsecを実装することで、IPsecとGREとで相互の特性を生かし相互に弱点を補うことができます。

　◆　GRE over IPsecの設定例 ( LAN-to-LANの場合）

　下図の通り1対1のサイト間接続では、一般的にダイナミックルーティングプロトコルをやりとりすることなく
　スタティックルートを使用するのでGRE over IPsecを使用することは先ずないのですが、コンフィグを分かり
　やすくするために、以下の構成でGRE over IPsecの設定例を紹介します。GRE over IPsecの技術の仕組みが
　GREとIPsecの技術の組み合わせであることから「GRE over IPsec」と言っても新しいコマンドはありません。

　　

　crypto isakmp policy 1
　encry 3des
　hash md5
　authentication pre-share
　group 2
　!
　crypto isakmp key cisco address 200.1.1.1
　crypto isakmp keepalive 30
　!
　crypto ipsec transform-set IPSEC esp-3des esp-md5-hmac
　mode transport
　!
　crypto map M-ipsec 1 ipsec-isakmp
　set peer 200.1.1.1
　set transform-set IPSEC
　match address A-ipsec
　!
　!
　interface Loopback0
　ip address 100.1.1.1 255.255.255.255
　!
　interface GigabitEthernet 0/0
　pppoe enable group global
　pppoe-client dial-pool-number 1
　no cdp enable
　!
　interface GigabitEthernet0/1
　ip address 10.1.1.254 255.255.255.0
　ip tcp adjust-mss 1332
　!
　interface Tunnel 1
　ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
　ip mtu 1372
　tunnel source Dialer1
　tunnel destination 200.1.1.1
　!
　interface Dialer1
　ip unnumbered Loopback0
　ip access-group A-security in
　ip mtu 1454
　encapsulation ppp
　dialer pool 1
　dialer-group 1
　no cdp enable
　ppp authentication chap callin
　ppp chap hostname cisco@cisco.com
　ppp chap password cisco
　crypto map M-ipsec
　!
　!
　router ospf 1
　log-adjacency-changes
　network 10.1.1.254 0.0.0.0 area 0
　network 192.168.1.1 0.0.0.0 area 0
　!
　!
　ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Dialer1
　!
　ip access-list extended A-ipsec
　permit gre host 100.1.1.1 host 200.1.1.1
　!
　ip access-list extended A-security
　permit esp host 200.1.1.1 host 100.1.1.1
　permit udp host 200.1.1.1 host 100.1.1.1 eq isakmp
　permit gre host 200.1.1.1 host 100.1.1.1
　!
　dialer-list 1 protocol ip permit

　crypto isakmp policy 1
　encry 3des
　hash md5
　authentication pre-share
　group 2
　!
　crypto isakmp key cisco address 100.1.1.1
　crypto isakmp keepalive 30
　!
　crypto ipsec transform-set IPSEC esp-3des esp-md5-hmac
　mode transport
　!
　crypto map M-ipsec 1 ipsec-isakmp
　set peer 100.1.1.1
　set transform-set IPSEC
　match address A-ipsec
　!
　!
　interface Loopback0
　ip address 200.1.1.1 255.255.255.255
　!
　interface GigabitEthernet 0/0
　pppoe enable group global
　pppoe-client dial-pool-number 1
　no cdp enable
　!
　interface GigabitEthernet0/1
　ip address 10.1.2.254 255.255.255.0
　ip tcp adjust-mss 1332
　!
　interface Tunnel 1
　ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
　ip mtu 1372
　tunnel source Dialer1
　tunnel destination 100.1.1.1
　!
　interface Dialer1
　ip unnumbered Loopback0
　ip access-group A-security in
　ip mtu 1454
　encapsulation ppp
　dialer pool 1
　dialer-group 1
　no cdp enable
　ppp authentication chap callin
　ppp chap hostname cisco@cisco.com
　ppp chap password cisco
　crypto map M-ipsec
　!
　!
　router ospf 1
　log-adjacency-changes
　network 10.1.2.254 0.0.0.0 area 0
　network 192.168.1.2 0.0.0.0 area 0
　!
　!
　ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Dialer1
　!
　ip access-list extended A-ipsec
　permit gre host 200.1.1.1 host 100.1.1.1
　!
　ip access-list extended A-security
　permit esp host 100.1.1.1 host 200.1.1.1
　permit udp host 100.1.1.1 host 200.1.1.1 eq isakmp
　permit gre host 100.1.1.1 host 200.1.1.1
　!
　dialer-list 1 protocol ip permit

　◆　GRE over IPsecコンフィグ上の注意点

　GRE over IPsecのコンフィグ設定は、GREの設定とIPsecの設定の組み合わせであることから、すでに
　解説した部分については省略し、GRE over IPsecのコンフィグ上の注意点となる箇所だけを説明します。

コンフィグレーション	説明
crypto isakmp keepalive 30	詳細説明はIKE Phase1コンフィグの通り。今回の場合はダイナミックルーティング　プロトコルを使用するので、IKEキープアライブを定期的に送信する必要はない。　従って、ESPパケットの送受信状況をモニタして必要な時にだけIKEキープアライブを　送信する on-demand を設定する。⇒　crypto isakmp keepalive 30 on-demand 　※ この値はデフォルトなので表示されない。
mode transport	デフォルトの「mode tunnel」でも動作するが、デフォルト値の場合だとIPsecの　トンネリングを行い、さらにGREでトンネリングを行うという二重の無駄が発生して　ルータの無駄なリソース消費と無駄なヘッダー付けがされてしまう。トンネリングは　GREに任せているので、IPsecのモードは mode transport にすることが望ましい。
ip tcp adjust-mss 1332	IPsecの場合に定義していたMSS値1356byteから単純にGREヘッダーの24byteを引くと　1332byteとなります。ただしIPsecをトランスポートにしている場合、暗号化をAESに　している場合とでオーバーヘッドの値が変わってくるので、この1332という値は設定の　パラメータによりMSSの値は異なる。ただ、フラグメントを起こさない事は重要であるが　20byteくらいのオーバーヘッドの追加へのマイナス面は少ないので、1332byteが妥当。
interface Tunnel 0	GREインターフェースを設定する。番号は任意でIPsecピアであわせる必要もなし。
ip address 192.168.1.1	GREインターフェースのIPアドレスを設定する。適当なプライベートIPを割り当てる。
ip mtu 1372	MSSに40byte (IPヘッダ+TCPヘッダ) を加えた値がMTUとなる。
tunnel source Dialer 1	GREトンネルの送信元IPアドレスを指定する。※　 I/Fによる指定も可能。
tunnel destination 200.1.1.1	GREトンネルの宛先IPアドレスを指定する。
OSPFのコンフィグレーション	TunnelインターフェースとLAN側インターフェースを有効にする。　グローバルIPを持つDialerやloopbackのインターフェースを有効にする必要はなし。
ip access-list extended A-ipsec permit gre host 100.1.1.1 host 200.1.1.1	IPsecの暗号化対象となるACLを定義しています。GRE over IPsecの場合、　GREの解説にある通り、トラフィックの送信元IPと宛先IPがGREインターフェースの　送信元IPと宛先IPに変更されるので、暗号化対象はGRE I/Fの送信元IPと宛先IP。
ip access-list extended A-security permit gre host 200.1.1.1 host 100.1.1.1	IPsec通信のためのESPやIKEトラフィックの許可だけでなく、GRE通信のための　送信元IPと宛先IPアドレスを持つトラフィックを許可する。GREはIPプロトコル番号47。