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无线局域网中RADIUS协议原理与实现.
无线局域网中RADIUS协议原理与实现
1 引言
远程认证拨号用户服务协议(Remote Authentication Dial In User Service, RADIUS)最初是由Livingston公司提出的一个为拨号用户提供认证和计费的协议。后经多次改进,逐渐成为一项通用的网络认证、计费协议,并定义于IETF提交的RFC2865和RFC2866文件中。RADIUS协议以Client/Server方式工作,客户端为网络接入服务器(NAS),它向RADIUS服务器提交认证、计费等信息,RADIUS服务器处理信息并将结果返回给 NAS。
RADIUS协议的应用范围很广,在移动、数据、智能网等业务的认证、计费系统中都有所应用。无线局域网的802.1X认证框架中,在认证端也建议使用RADIUS协议。
本文将论述RADIUS协议的原理,并探讨它在WLAN中的应用及实现方案。
2 RADIUS协议
2.1 WLAN网络模型
实际商用的无线局域网,可以用局域网交换机来实现802.1X认证协议中的端口控制功能。为保证网络的安全性,在无线局域网的出口和认证端应加上防火墙。RADIUS服务器和数据库还可以采取主、备结构,以保证网络的健壮性。
网络模型如下图所示:
图1 无线局域网网络模型
无线局域网的认证端由RADIUS服务器、网络接入服务器(NAS)和数据库组成。其中:
NAS:作为RADIUS服务器的客户端,向RADIUS服务器转交用户的认证信息。并在用户通过认证之后,向RADIUS服务器发送计费信息。
RADIUS服务器:作为认证系统的中心服务器,它与NAS、数据库相连,它接受来自NAS提交的信息,对数据库进行相应的操作,并把处理结果返回给NAS。
数据库:用于保存所有的用户信息、计费信息和其他信息。用户信息由网络管理员添加至数据库中;计费信息来自于RADIUS服务器;其他信息包括日志信息等。
2.2 RADIUS的数据包结构
RADIUS是应用层的协议,在传输层它的报文被封装在UDP的报文中,进而封装进IP包。 RADIUS认证使用1812端口,计费使用1813端口。
以太网上的RADIUS封装后的包结构:
来
RADIUS数据包分为5个部分:
(1) Code:1个字节,用于区分RADIUS包的类型:常用类型有:
接入请求(Access-Request),Code=1;接入应答(Access-Accept),Code=2;接入拒绝(Access- Reject),Code=3;计费请求(Accounting-Request),Code=4等。
(2)Identifier:一个字节,用于请求和应答包的匹配。
(3)Length:两个字节,表示RADIUS数据区(包括Code, Identifier, Length, Authenticator, Attributes)的长度,单位是字节,最小为20,最大为4096。
(4)Authenticator:16个字节,用于验证服务器端的应答,另外还用于用户口令的加密。RADIUS服务器和NAS的共享密钥 (Shared Secret)与请求认证码(Request Authenticator)和应答认证码(Response Authenticator),共同支持发、收报文的完整性和认证。另外,用户密码不能在NAS和RADIUS 服务器之间用明文传输,而一般使用共享密钥(Shared Secret)和认证码(Authenticator)通过MD5加密算法进行加密隐藏。
(5)Attributes:不定长度,最小可为0个字节,描述RADIUS协议的属性,如用户名、口令、IP地址等信息都是存放在本数据段。
2.3 RADIUS的认证、计费过程
如图1网络模型所示:
(1)申请者登录网络时,NAS会有一个客户定义的Login提示符要求申请者输入用户信息(用户名和口令),申请者输入相关的认证信息后,等待认证结果。
(2)NAS在得到用户信息后,将根据RADIUS的数据包格式,向RADIUS服务器发出“接入请求”(Access-Request)包。包中一般包括以下RADIUS属性值:用户名、用户口令、访问服务器的ID、访问端口的ID。
(3)当RADIUS服务器收到“接入请求”包后,首先验证NAS的共享密码与RADIUS服务器中预先设定的是否一致,以确认是所属的 RADIUS客户端。在查验了包的正确性之后,RADIUS服务器会依据包中的用户名在用户数据库中查询是否有此用户记录。如果用户信息不符合,就向 NAS发出“接入拒绝”(Access-Reject)包。NAS在收到拒绝包后,会立即停
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