GRE（General Routing Encapsulation ，通用路由封装）是对某些网络层协议(如IP和IPX)的数据报文进行封装，使这些被封装的报文能够在另一网络层协议(如IP)中传输。此外 GRE协议也可以作为VPN的第三层隧道协议连接两个不同的网络，为数据的传输提供一个透明的通道。GRE 是在网络上建立直接点对点连接的一种方法，目的是简化单独网络之间的连接。
要了解其工作原理，请想像一下汽车和渡轮之间的区别。汽车在陆地上行驶，而渡轮在水上行驶。汽车通常不能在水上行驶，但是可以将汽车装载到渡轮上。
在这个类比当中，地形类型好比是支持某些路由协议的网络，而车辆则好比是数据包。GRE 是一种将一种类型的数据包装载到另一种类型的数据包中的方式，以便第一个数据包可以穿越它通常无法穿越的网络，就像一种类型的运输工具（汽车）被装载到到另一种类型的运输工具（渡轮）上，以便穿越原本无法行驶的地形。如私网IP无法穿越公共网络，需要被装载到公网IP上，以便穿越公共网络。
例如，假设一家公司需要在位于两个不同办公室的局域网（LAN）之间建立连接。两个 LAN 都使用最新版本的 互联网协议 IPv6。但是，为了从一个办公网络到达另一个办公网络，流量必须通过一个由第三方管理的网络 — 该网络有些过时，仅支持较旧的 IPv4 协议。
借助 GRE，该公司可以将 IPv6 数据包封装在 IPv4 数据包中，然后便可通过此网络传输流量。回到那个类比，IPv6 数据包是汽车，IPv4 数据包是渡轮，而第三方网络则是水。
GRE主要有以下特点：
机制简单，无需维持状态，对隧道两端设备的CPU负担小；
本身不提供数据的加密，如果需要加密，可以与IPSec结合使用；
不提供流量控制和QoS
其中：
Payload （净荷）： 系统接收到的需要封装和路由的原始数据报； Passenger Protocol（乘客协议）：报文封装之前所属的协议称为乘客协议 Encapsulation Protocol（封装协议）： 用来封装乘客协议的协议称为封装协议，这里的GRE便是一个封装协议，也成为运载协议(Carrier Protocol); Transport Protocol（传输协议）：负责对封装后的报文进行转发的协议称为传输协议；不同于传输层协议。 GRE头部各字段含义：
以下图为例：
1、报文封装
Router A连接Group 1的接口收到X协议报文后，首先交由X协议处理； X协议检查报文头中的目的地址域来确定如何路由此包； 若报文的目的地址要经过Tunnel才能到达，则设备将此报文发给相应的Tunnel接口； Tunnel接口收到此报文后进行GRE封装，在封装IP报文头后，设备根据此IP包的目的地址及路由表对报文进行转发，从相应的网络接口发送出去。
2、报文解封装
Router B从Tunnel接口收到IP报文，检查目的地址； 如果发现目的地是本路由器，则Router B剥掉此报文的IP报头，交给GRE协议处理（进行检验密钥、检查校验和及报文的序列号等）； GRE协议完成相应的处理后，剥掉GRE报头，再交由X协议对此数据报进行后续的转发处理。 随着报文的封装、解封装,会导致有效数据传输效率降低, 从而导致设备对GRE数据转发速率降低。
可以看出，从 host A 发出的包其实就是一个很普通的 IP 包，除了目的地址不直接可达外。该 GRE tunnel 的一端是建立在 router A上，另一段是建立在 router B上，所以添加外部的 IP 头是在 router A 上完成的，而去掉外面的 IP 头是在 router B上完成的，两个端点的 host 上几乎什么都不用做（除了配置路由，把发送到 10.0.2.0 的包路由到 router A）！
