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RADIUS

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RADIUS:Remote Authentication Dial In User Service,远程用户拨号认证系统
由RFC2865,RFC2866定义,是目前应用最广泛的AAA协议。

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Merit Network, Inc.是密执安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 RFC2039发表,随后是RFC2138,最新的RADIUS RFC2865发表于2000年6月。

RADIUS是一种C/S结构的协议,它的客户端最初就是NAS(Net Access Server)服务器,现在任何运行RADIUS客户端软件的计算机都可以成为RADIUS的客户端。RADIUS协议认证机制灵活,可以采用PAP、 CHAP或者Unix登录认证等多种方式。RADIUS是一种可扩展的协议,它进行的全部工作都是基于Attribute-Length-Value的向量进行的。RADIUS也支持厂商扩充厂家专有属性。

RADIUS的基本工作原理。用户接入NAS,NAS向RADIUS服务器使用Access-Require数据包提交用户信息,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。

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。

由于RADIUS协议简单明确,可扩充,因此得到了广泛应用,包括普通电话上网、ADSL上网、小区宽带上网、IP电话、VPDN(Virtual Private Dialup Networks,基于拨号用户的虚拟专用拨号网业务)、移动电话预付费等业务。最近IEEE提出了802.1x标准,这是一种基于端口的标准,用于对无线网络的接入认证,在认证时也采用RADIUS协议。
★协议结构
-------------------------------------------------
          8 bit|          16  bit |       32 bit
-------------------------------------------------
          Code |      Identifier  |        Length
-------------------------------------------------
              Authenticator (16 bytes)
-----------------------------------------------
Code ― 信息类型如下所述:
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 ― 该字段用来识别 RADIUS 服务器和隐藏口令算法中的答复。 
2. radius 的基本消息交互流程
    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)。

参考资料:
 1.http://www.wx800.com/msg/snapshot.php?doc_seq=4553
 2.计算机世界网-周报全文-AAA—维系运营商与用户联系的命脉
 3.http://www.ietf.org/rfc/rfc2865.txt
 4.http://www.ietf.org/rfc/rfc2866.txt
 5.http://www.networkdictionary.cn/protocols/radius.php
6.http://www.cnpaf.net/rfc/rfc2869.txt

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