GRE over IPsec – Giải pháp VPN Site-to-Site kinh điển của Cisco
Trong thực tế triển khai VPN Site-to-Site, GRE và IPsec thường đi cùng nhau vì mỗi công nghệ giải quyết một bài toán khác nhau.
GRE cung cấp khả năng tạo đường hầm linh hoạt nhưng không bảo mật. Ngược lại, IPsec cung cấp mã hóa và xác thực mạnh nhưng lại có những hạn chế về khả năng vận chuyển một số loại lưu lượng. Khi kết hợp hai công nghệ này, chúng ta có được một giải pháp vừa linh hoạt vừa an toàn.
Quy trình hoạt động rất đơn giản:
Điều này thường được mô tả bằng công thức:
Original Packet
↓
GRE Encapsulation
↓
IPsec Encryption
↓
Internet
↓
IPsec Decryption
↓
GRE Decapsulation
↓
Original Packet
Vì sao GRE over IPsec vẫn rất phổ biến?
Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ VPN hiện đại như DMVPN, FlexVPN hay SD-WAN, GRE over IPsec vẫn xuất hiện rất nhiều trong các hệ thống doanh nghiệp.
Lý do là vì nó mang lại nhiều lợi ích:
Hỗ trợ nhiều giao thức Layer 3
GRE không chỉ vận chuyển IPv4 mà còn có thể mang:
Điều này giúp GRE linh hoạt hơn IPsec thuần túy.
Hỗ trợ giao thức định tuyến động
Một trong những hạn chế lớn của IPsec Site-to-Site truyền thống là không hỗ trợ multicast.
Do đó các giao thức định tuyến như:
sẽ gặp khó khăn khi chạy trực tiếp trên IPsec.
GRE giải quyết vấn đề này bằng cách đóng gói multicast thành unicast trước khi IPsec mã hóa.
Giảm số lượng tunnel trong mô hình Hub-and-Spoke
Trong kiến trúc Hub-and-Spoke, GRE cho phép nhiều mạng con và nhiều loại lưu lượng cùng sử dụng chung một tunnel.
Điều này giúp giảm đáng kể số lượng tunnel IPsec cần quản lý và đơn giản hóa vận hành.
Góc nhìn thực chiến
Nếu chỉ cần kết nối một vài mạng LAN đơn giản giữa hai chi nhánh, IPsec Site-to-Site thông thường là đủ.
Tuy nhiên nếu cần:
thì GRE over IPsec gần như là lựa chọn bắt buộc.
Đó cũng là lý do tại sao trong nhiều năm, GRE over IPsec đã trở thành nền tảng cho rất nhiều giải pháp VPN doanh nghiệp của Cisco trước khi SD-WAN xuất hiện.
Trong thực tế triển khai VPN Site-to-Site, GRE và IPsec thường đi cùng nhau vì mỗi công nghệ giải quyết một bài toán khác nhau.
GRE cung cấp khả năng tạo đường hầm linh hoạt nhưng không bảo mật. Ngược lại, IPsec cung cấp mã hóa và xác thực mạnh nhưng lại có những hạn chế về khả năng vận chuyển một số loại lưu lượng. Khi kết hợp hai công nghệ này, chúng ta có được một giải pháp vừa linh hoạt vừa an toàn.
Quy trình hoạt động rất đơn giản:
- Gói tin được đưa vào tunnel GRE.
- GRE tạo ra một "đường ống" logic giữa hai router.
- Sau đó toàn bộ gói GRE được IPsec mã hóa trước khi đi qua Internet.
- Router ở đầu bên kia sẽ giải mã IPsec rồi gỡ bỏ GRE Header để lấy lại gói tin ban đầu.
Điều này thường được mô tả bằng công thức:
Original Packet
↓
GRE Encapsulation
↓
IPsec Encryption
↓
Internet
↓
IPsec Decryption
↓
GRE Decapsulation
↓
Original Packet
Vì sao GRE over IPsec vẫn rất phổ biến?
Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ VPN hiện đại như DMVPN, FlexVPN hay SD-WAN, GRE over IPsec vẫn xuất hiện rất nhiều trong các hệ thống doanh nghiệp.
Lý do là vì nó mang lại nhiều lợi ích:
Hỗ trợ nhiều giao thức Layer 3
GRE không chỉ vận chuyển IPv4 mà còn có thể mang:
- IPv6
- Multicast
- Các giao thức Layer 3 khác
Điều này giúp GRE linh hoạt hơn IPsec thuần túy.
Hỗ trợ giao thức định tuyến động
Một trong những hạn chế lớn của IPsec Site-to-Site truyền thống là không hỗ trợ multicast.
Do đó các giao thức định tuyến như:
- OSPF
- EIGRP
- RIP
- PIM Multicast
sẽ gặp khó khăn khi chạy trực tiếp trên IPsec.
GRE giải quyết vấn đề này bằng cách đóng gói multicast thành unicast trước khi IPsec mã hóa.
Giảm số lượng tunnel trong mô hình Hub-and-Spoke
Trong kiến trúc Hub-and-Spoke, GRE cho phép nhiều mạng con và nhiều loại lưu lượng cùng sử dụng chung một tunnel.
Điều này giúp giảm đáng kể số lượng tunnel IPsec cần quản lý và đơn giản hóa vận hành.
Góc nhìn thực chiến
Nếu chỉ cần kết nối một vài mạng LAN đơn giản giữa hai chi nhánh, IPsec Site-to-Site thông thường là đủ.
Tuy nhiên nếu cần:
- Chạy OSPF hoặc EIGRP qua VPN
- Truyền multicast
- Vận chuyển IPv6
- Hỗ trợ nhiều mạng con động
- Xây dựng DMVPN hoặc FlexVPN
thì GRE over IPsec gần như là lựa chọn bắt buộc.
Đó cũng là lý do tại sao trong nhiều năm, GRE over IPsec đã trở thành nền tảng cho rất nhiều giải pháp VPN doanh nghiệp của Cisco trước khi SD-WAN xuất hiện.