更新时间:2022-09-13 23:24
RADIUS:Remote Authentication Dial In User Service,远程用户拨号认证系统由RFC2865,RFC2866定义,是应用最广泛的AAA协议。AAA是一种管理框架,因此,它可以用多种协议来实现。在实践中,人们最常使用远程访问拨号用户服务(Remote Authentication Dial In User Service,RADIUS)来实现AAA。
RADIUS协议最初是由Livingston公司提出的,原先的目的是为拨号用户进行认证和计费。后来经过多次改进,形成了一项通用的认证计费协议。
创立于1966年的Merit Network, Inc.是密歇根大学的一家非营利公司,其业务是运行维护该校的网络互联MichNet。1987年,Merit在美国NSF(国家科学基金会)的招标中胜出,赢得了NSFnet(即Internet前身)的运营合同。因为NSFnet是基于IP的网络,而MichNet却基于专有网络协议,Merit面对着如何将MichNet的专有网络协议演变为IP协议,同时也要把MichNet上的大量拨号业务以及其相关专有协议移植到IP网络上来。
1991年,Merit决定招标拨号服务器供应商,几个月后,一家叫Livingston的公司提出了建议,冠名为RADIUS,并为此获得了合同。
1992年秋天,IETF的NASREQ工作组成立,随之提交了RADIUS作为草案。很快,RADIUS成为事实上的网络接入标准,几乎所有的网络接入服务器厂商均实现了该协议。
1997年,RADIUS RFC2058发表,随后是RFC2138,最新的RADIUS RFC2865发表于2000年6月。
常见的AAA组网示意如图1所示,其中RADIUS应用在AAA服务器上对用户进行认证、授权和计费服务。
图1中NAS(网络接入服务器)作为RADIUS客户端,向远程接入用户提供接入及与RADIUS服务器交互的服务。RADIUS服务器上则存储用户的身份信息、授权信息以及访问记录,对用户进行认证、授权和计费服务。
用户接入NAS,NAS使用Access-Require数据包向RADIUS服务器提交用户信息,包括用户名、密码等相关信息,其中用户密码是经过MD5加密的,双方使用共享密钥,这个密钥不经过网络传播;RADIUS服务器对用户名和密码的合法性进行检验,必要时可以提出一个Challenge,要求进一步对用户认证,也可以对NAS进行类似的认证;如果合法,给NAS返回Access-Accept数据包,允许用户进行下一步工作,否则返回Access-Reject数据包,拒绝用户访问;如果允许访问,NAS向RADIUS服务器提出计费请求Account- Require,RADIUS服务器响应Account-Accept,对用户的计费开始,同时用户可以进行自己的相关操作。
RADIUS还支持代理和漫游功能。简单地说,代理就是一台服务器,可以作为其他RADIUS服务器的代理,负责转发RADIUS认证和计费数据包。所谓漫游功能,就是代理的一个具体实现,这样可以让用户通过本来和其无关的RADIUS服务器进行认证,用户到非归属运营商所在地也可以得到服务,也可以实现虚拟运营。
RADIUS服务器和NAS服务器通过UDP协议进行通信,RADIUS服务器的1812端口负责认证,1813端口负责计费工作。采用UDP的基本考虑是因为NAS和RADIUS服务器大多在同一个局域网中,使用UDP更加快捷方便,而且UDP是无连接的,会减轻RADIUS的压力,也更安全。
RADIUS协议还规定了重传机制。如果NAS向某个RADIUS服务器提交请求没有收到返回信息,那么可以要求备份RADIUS服务器重传。由于有多个备份RADIUS服务器,因此NAS进行重传的时候,可以采用轮询的方法。如果备份RADIUS服务器的密钥和以前RADIUS服务器的密钥不同,则需要重新进行认证。
RADIUS协议承载于UDP之上,官方指定端口号为认证授权端口1812、计费端口1813。RADIUS协议简单明确、扩展性好,因此得到了广泛应用,具有以下特点:
NAS作为RADIUS的客户端负责将用户信息传递给指定的RADIUS服务器,然后处理RADIUS服务器的返回结果。RADIUS服务器负责接收用户的连接请求,对用户进行认证,给客户端返回用户配置信息。
客户端与RADIUS服务器之间的交互是通过共享密钥来进行相互认证的,以减少在不安全的网络中用户密码被侦听到的可能性。
RADIUS是一种可扩展的协议,所有的交互报文由多个不同长度的ALV(Attribute-Length-Value)三元组组成,新增加属性和属性值不会破坏到协议的原有实现。因此RADIUS协议也支持设备厂商扩充厂家专有属性。
RADIUS协议认证机制灵活,支持多种认证用户的方式。如果用户提供了用户名和用户密码的明文,RADIUS协议能够支持PAP、CHAP、UNIX login等多种认证方式。
RADIUS协议简单明确、扩展性强,因此得到了广泛应用。在普通电话拨号上网、ADSL拨号上网、社区宽带上网、VPDN业务、移动电话预付费等业务中都能见到RADIUS的身影。
Code域长度为1个字节,用于标明RADIUS报文的类型,如果Code域中的内容是无效值,报文将被丢弃,有效值如下:
1、请求访问(Access-Request);
2、接收访问(Access-Accept);
3、拒绝访问(Access-Reject);
4、计费请求(Accounting-Request);
5、计费响应(Accounting-Response);
11、挑战访问(Access-Challenge);
12、服务器状况(Status-Server — Experimental);
13、客户机状况(Status-Client — Experimental);
255、预留(Reserved)
Identifier― 匹配请求和响应的标识符。
Length― 信息大小,包括头部。
Authenticator域占用16个字节,用于Radius Client 和Server之间消息认证的有效性,和密码隐藏算法。访问请求Access-Request报文中的认证字的值是16字节随机数,认证字的值要不能被预测并且在一个共享密钥的生命期内唯一。
1.访问请求认证字
在Access-Request包中认证字的值是16字节随机数,认证字的值要不能被预测,并且在一个共享密钥的生命期内唯一;
2.访问回应认证字
Access-Accept Access-Reject 和Access-Challenge包中的认证字称为访问回应认证字,访问回应认证字的值定义为MD5(Code+ID+Length+RequestAuth+Attributes+Secret);
3.计费请求认证字
在计费请求包中的认证字域称为计费请求认证字,它是一个16字节的MD5校验和,计费请求认证字的值定义为MD5(Code + Identifier + Length + 16 zero octets + request attributes +shared secret);
4.计费回应认证字
在计费回应报文中的认证字域称为计费回应认证字,它的值定义为MD5(Accounting-Response Code + Identifier + Length + the RequestAuthenticator field from the Accounting-Request packet being replied to +the response attributes + shared secret);
radius服务器对用户的认证过程通常需要利用nas等设备的代理认证功能,radius客户端和radius 服务器之间通过共享密钥认证相互间交互的消息,用户密码采用密文方式在网络上传输,增强了安全性。radius 协议合并了认证和授权过程,即响应报文中携带了授权信息。
基本交互步骤如下:
(1) 用户输入用户名和口令;
(2) radius客户端根据获取的用户名和口令,向radius服务器发送认证请求包(access-request)。
(3) radius服务器将该用户信息与users 数据库信息进行对比分析,如果认证成功,则将用户的权限信息以认证响应包(access-accept)发送给radius客户端;如果认证失败,则返回access-reject 响应包。
(4) radius客户端根据接收到的认证结果接入/拒绝用户。如果可以接入用户,则radius客户端向radius服务器发送计费开始请求包(accounting-request),status-type 取值为start;
(5) radius服务器返回计费开始响应包(accounting-response);
(6) radius客户端向radius服务器发送计费停止请求包(accounting-request),status-type 取值为stop;
(7) radius服务器返回计费结束响应包(accounting-response)。