通用路由封裝協議GRE 提供了將一種協議報文封裝在另一種協議報文中的機制，是一種三層隧道封裝技術；可以對IPv4協議的數據報文進行再封裝，使這些被封裝的數據報文能夠在另一個網絡層協議（如IPv4）中傳輸；報文通過GRE隧道透明的傳輸，可以解決外網主動訪問內網的問題；GRE可以封裝組播數據和路由選擇協議，結合IP Sec使用，從而保證語音、視頻等組播業務的安全。
GRE實現機制簡單，對隧道兩端的設備負擔小；GRE隧道可以有效利用了原有的網絡架構，降低成本；GRE隧道擴展了跳數受限網絡協議的工作範圍，支持企業靈活設計網絡拓撲；GRE隧道支持MPLS LDP，使用GRE隧道承載MPLS LDP報文，建立LDP LSP，實現MPLS骨幹網的互通；GRE隧道將不連續的子網連接起來，用于組建VPN，實現企業總部和分支間安全的連接。
GRE的工作原理：
1、C–校驗和標志位；如配置了checksun則該位置爲1，同時校驗和（可選）、偏離（可選）部分的共4 bytes出現在GRE頭部；如不配置checksun則該位置爲0，同時校驗和（可選）、偏離（可選）部分不出現在GRE頭部。
2、R–路由標志位；如R爲1，校驗和（可選）、偏離（可選）、路由（可選）部分的共8 bytes出現在GRE頭部；如R爲0, 校驗和（可選）、偏離（可選）、路由（可選）部分不出現在GRE頭部。
3、K–密鑰標志位；如配置了KEY則該位置爲1，密鑰（可選）部分出現在GRE頭部；如不配置KEY則該位置爲0，密鑰（可選）部分不出現在GRE頭部。
4、S–序列好同步標志位；如配置了sequence-datagrams則該位置爲1，同時序列號（可選）部分的共4 bytes出現在GRE頭部。如不配置sequence-datagrams則該位置爲0，同時序列號（可選）部分不出現在GRE頭部。
5、s:嚴格源路由標志位。所有的路由都符合嚴格源路由，該位爲1。通常爲0。
6、遞歸控制：該位置需爲0
7、標志位：未定義，需爲0
8、版本：需爲0
9、協議類型：常用的協議，例如IP協議爲0800
▶報文封裝和解封裝過程：
GRE封裝報文時，封裝前的報文稱爲淨荷，封裝前的報文協議稱爲乘客協議，然後先封裝GRE頭部，GRE成爲封裝協議，也叫運載協議，最後負責對封裝後的報文進行轉發的協議稱爲傳輸協議。
1）路由器從連接私網的接口接收到報文後，檢查報文頭中的目的IP地址字段，在路由表查找出接口，發現出接口是隧道接口，將報文發送給隧道模塊進行處理。
2）隧道模塊接收到報文後首先根據乘客協議的類型和當前GRE隧道配置的校驗和參數，對報文進行GRE封裝，添加GRE報頭。
3）路由器給報文添加傳輸協議報頭即IP報頭（公網地址）；該IP報頭的源地址就是隧道源地址，目的地址就是隧道目的地址。
4）路由器根據新添加的IP報頭目的地址，在路由表中查找相應的出接口並發送報文，封裝後的報文將在公網中傳輸。
5、接收端路由器從連接公網的接口收到報文後，首先分析IP報文頭，如果發現協議類型字段的值爲47，表示協議爲GRE，于是出接口將報文交給GRE模塊處理。GRE模塊去掉IP報文頭和GRE報文頭，並根據GRE報文頭的協議類型字段，發現此報文的乘客協議爲私網中運行的協議，于是將報文交給該協議處理。
▶Keepalive檢測：
1）Keepalive檢測功能用于在任意時刻檢測隧道鏈路是否處于Keepalive狀態，即檢測隧道對端是否可達。如果對端不可達，隧道連接就會及時關閉，避免形成數據空洞；Keepalive檢測功能開啓後，GRE隧道本端會定期（默認值爲5秒，deadtime爲15秒）向對端發送Keepalive探測報文；若對端可達，則本端會收到對端的回應報文；若對端不可達，則收不到對端的回應報文。
2）如果在隧道一端配置了Keepalive功能，無論對端是否配置Keepalive，配置的Keepalive功能在該端都生效；隧道對端收到Keepalive探測報文，無論是否配置Keepalive，都會給源端發送一個回應報文。
3）Keepalive檢測功能開啓後，源端會創建一個計數器並周期性地發送Keepalive探測報文同時進行計數；每發送一個探測報文，不可達計數加1。
4）如果源端在計數器值達到預先設置的值之前收到回應報文，則表明對端可達。如果計數器值達到預先設置的重試次數，源端還是沒有收到回應報文，則認爲對端不可達。此時，源端將關閉隧道連接。
▶GRE over IPsec
1）GRE本身並不支持加密，因而通過GRE隧道傳輸的流量是不加密的。將IPSec技術與GRE相結合，可以先建立GRE隧道對報文進行GRE封裝，然後再建立IPSec隧道對報文進行加密，以保證報文傳輸的完整性和私密性。
2）IPSec VPN技術可以創建一條跨越共享公網的隧道，從而實現私網互聯；IPSec VPN能夠安全傳輸IP報文，但無法在隧道的兩個端點之間運行RIP和OSPF等路由協議；而GRE可以將路由協議信息封裝在另一種協議報文（IPv4）中進行傳輸。3）使用GRE可以克服IGP協議的一些局限性。例如，RIP路由協議是一種距離矢量路由協議，最大跳數爲15。如果網絡直徑超過15，設備將無法通信。這種情況下，可以使用GRE技術在兩個網絡節點之間搭建隧道，隱藏它們之間的跳數，擴大網絡的工作範圍。