无线局域网中RADIUS协议原理与实现

无线局域网的发展已经日渐成熟了，但是对于无线网络技术中的RADIUS协议，我们很多人并不了解它的工作原理，这里就为我们介绍一下。

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：

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，会立即停止用户连接端口的服务要求，用户被强制退出。