作者：何千军 文章来源：开放系统世界——赛迪网 2002年11月22日

RADIUS主要用于对远程拨入的用户进行授权和认证.它可以仅使用单一的“数据库”对用户进行认证（效验用户名和口令）.它主要针对的远程登录类型有：SLIP、PPP、telnet和rlogin等.

其主要特征有：

1． 客户机/服务器(C/S)模式

一个网络接入服务器(以下简称NAS)作为RADIUS的客户机,它负责将用户信息传入RADIUS服务器,然后按照RADIUS服务器的不同的响应来采取相应动作.另外,RADIUS服务器还可以充当别的RADIUS服务器或者其他种类认证服务器的代理客户.

2．网络安全（Network Security）

NAS和RADIUS服务器之间的事务信息交流由两者共享的密钥进行加密,并且这些信息不会在两者之间泄漏出去.

3．灵活认证机制（Flexible Authentication Mechanisms）

RADIUS服务器支持多种认证机制.它可以验证来自PPP、PAP、CHAP和UNIX系统登录的用户信息的有效性.

4．协议可扩展性(Extensible Protocol)

所有的认证协议都是基于“属性－长度－属性值”3元素而组成的.协议是扩展起来非常方便.在目前很多比较高版本的Linux中,它们都把RADIUS的安装程序包含在系统源码中.这样我们可以很容易地通过免费的Linux系统学习RADIUS授权、认证的原理和应用.

RADIUS协议原理

要弄清楚RADIUS协议为何能实现授权和认证,我们应该从四个方面去认识RADIUS协议：协议基本原理、数据包结构、数据包类型、协议属性.下面我们就来详细地介绍这些内容.

协议基本原理

NAS提供给用户的服务可能有很多种.比如,使用telnet时,用户提供用户名和口令信息,而使用PPP时,则是用户发送带有认证信息的数据包.NAS一旦得到这些信息,就制造并且发送一个“Access-Request”数据包给RADIUS服务器,其中就包含了用户名、口令（基于MD5加密）、NAS的ID号和用户访问的端口号.

如果RADIUS服务器在一段规定的时间内没有响应,则NAS会重新发送上述数据包；另外如果有多个RADIUS服务器的话,NAS在屡次尝试主RADIUS服务器失败后,会转而使用其他的RADIUS服务器.

RADIUS服务器会直接抛弃那些没有加“共享密钥”（Shared Secret）的请求而不做出反应.如果数据包有效,则RADIUS服务器访问认证数据库,查找此用户是否存在.如果存在,则提取此用户的信息列表,其中包括了用户口令、访问端口和访问权限等.

当一个RADIUS服务器不能满足用户的需要时,它会求助于其他的RADIUS服务器,此时它本身充当了一个客户端.

如果用户信息被否认,那么RADIUS服务器给客户端发送一个“Access-Reject”数据包,指示此用户非法.如果需要的话,RADIUS服务器还会在此数据包中加入一段包含错误信息的文本消息,以便让客户端将错误信息反馈给用户.

相反,如果用户被确认,RADIUS服务器发送“Access-Challenge”数据包给客户端,并且在数据包中加入了使客户端反馈给用户的信息,其中包括状态属性.接下来,客户端提示用户做出反应以提供进一步的信息,客户端得到这些信息后,就再次向RADIUS服务器提交带有新请求ID的“Access-Request”数据包,和起初的“Access-Request”数据包内容不一样的是：起初“Access-Request”数据包中的“用户名/口令”信息被替换成此用户当前的反应信息（经过加密）,并且数据包中也包含了“Access-Challenge”中的状态属性（表示为0或1）.此时,RADIUS服务器对于这种新的“Access-Request”可以有三种反应：“Access-Accept”、“Access-Reject”或“Access-Challenge”.如果所有的要求都属合法,RADIUS返回一个“Access-Accept”回应,其中包括了服务类型(SLIP, PPP, Login User等)和其附属的信息.例如：对于SLIP和PPP,回应中包括了IP地址、子网掩码、MTU和数据包过滤标示信息等.

数据包结构

RADIUS数据包被包装在UDP数据报的数据块（Data field)）中,其中的目的端口为1812.具体的数据包结构如表1.

8位 8位 16位

code Identifier Length

Authenticator（128位）

Attributes…（不定长）

· Code Code域长度为8位,具体取值见表2.其中,1、2、3用于用户认证,而4、5则是统计流量用,12、13 用于试验阶段,255作为保留.

code 含义

1 Access-Request

2 Access-Accept

3 Access-Reject

4 Accounting-Request

5 5Accounting-Response

11 Access-Challenge

12 Status-Server(experimenta)

13 Status-client(experimenta)

255 Reserved

· Identifier Identifier域长度为8位,主要用于匹配请求和回应数据包,也即是数据包的编号.

· Length 长度为16位,取值范围（20<=Length<=4096）,此长度包括Code、Identifier、Length、Authenticator和 Attribute五个数据域的长度总和（Code、Identifier、Length、Authenticator为定长,Attribute为变长).超出范围的数据将被视为附加数据（Padding）或直接被忽略.

· Authenticator 长度为16个字节(128位),主要用于鉴定来自RADIUS服务器的回应,同时也用于对用户口令进行加密.

(1) Request Authenticator

在“Access-Request”数据包中,Authenticator是一个16字节的随机数,称为“Request Authenticator”.它在NAS和RADIUS服务器之间通过“共享密码”(secret)传输数据的整个生命周期中是唯一的.

(2) Response Authenticator

在“Access-Accept”、“Access-Reject”和“Access-Challenge”中的Authenticator域被称为“Response Authenticator”.有下面的计算方法：

ResponseAuth = MD5(Code ID Length RequestAuth Attributes Secret) ——（公式1）

· Attributes 属性域的数据格式如表3所示.

8位 8位 不定长（0或多个字节）

Type Length value…

Type指示了Atribute的类型,通用的有几十种,如表4所示.

Type 说明 Type 说明

1 User-Name 5 NAS-Port-Id

2 Password 6 Service-Type

3 CHAP-Password 7 Framed-Protocol

4 NAS-IP-Address … …

数据包类型

RADIUS数据包的类型由其Code域（头8位）指定.

· Access-Request（接入-请求）

“Access-Request”数据包由NAS发出,由RADIUS服务器接收.

其中的“User-Password”或“CHAP-Password”属性值被默认地以MD5方法加密.

数据包结构如表5所示.

8位 8位 16位

Code＝1 Identifier-随着Attributes的Value变化而变化,重传时则保持不变 Length

Authenticator（128位）—根据Identifier变化而变化

Attributes…（不定长）

Attributes应该包括以下几个属性：

◆ “User-Name”

◆ “User-Password”或“CHAP-Password”

◆ “NAS-IP-Address”

* “NAS-Identifier”

◆ “NAS-Port”

◆ “NAS-Port-Type”

· Access-Accept

“Access-Accept” 由RADIUS服务器发出,返回给NAS.表示用户的信息是合法的.其中包括了必要的配置信息,以便下一步为用户提供服务.数据包结构如表6所示.

8位 8位 16位

Code＝2 Identifier-和“Access－Request”的Identifier相同 Length

Authenticator(128位)－属于Response Authenticator,由公式1计算得到

Attributes…（不定长）

Access-Reject“Access-Reject”由RADIUS服务器发出,返回给NAS.表示用户的信息是非法的.其中应该包括一个或多个的“Reply-Message”（回复消息,包含一些便于NAS返回给用户的一些错误信息）.数据包结构如表7所示.8位 8位 16位

Code＝3 Identifier－和“Access－Request”的Identifier相同 Length

Authenticator（128位）－属于Response的Authenticator,由公式1计算得到

Attributes…（不定长）

属性

属性如表8所示.其中,Length的计算方法为：Type Length Value.

8位 8位 不定长（0或多个字节）

Type Length Value…

Value有4种类型：

◆ String —— 0~253字节,字符串

◆ Ipaddress —— 32位,IP地址

◆ Integer —— 32位,整数

◆ Time —— 32位,从00:00:00 GMT, January 1, 1970到当前的总秒数

从这里可看出,RADIUS协议是一个不定长的协议栈.

安装RADIUS Server

要安装整套的IC-RADIUS,我们需要如表9所示的几个软件包.需要说明一下：表9中的源码包都是免费得到的,它们可以帮助我们架设一个完整的RADIUS应用环境.

软件源码包 说明

mysql-3.23.39.tar.gz MySQL数据库系统

DBI-1.18.tar.gz Perl调用数据库的通用接口

Msql-Mysql-modules-1.2216.tar.gz Perl DBI针对MySQL的Driver,即DBD for MySQL

RadiusPerl-1.05.tar.gz Perl对Radius的Authen模块

icradius-0.18.1.tar.gz IC－RADIUS源码包

假设所有的原码包都被拷贝到了/usr/tmp目录下了.

安装MySQL

1.解压源码包：

Linux]#cd /usr/tmp

Linux]#gzip zxvf mysql-3.23.39.tar.gz

Linux]#cd mysql-3.23.39

2.配置参数,安装软件:

//将mysql安装在/usr/local/mysql中

Linux]#./configure prefix=/usr/local/mysql

Linux]#make //编译,时间有点长,要有耐心

Linux]#make install //安装到/usr/local/mysql中

3.创建初始数据库:

Linux]#cd /usr/local/msyql/bin

Linux]#./mysql_install_db

4.创建共享库链接

Linux]#ldconfig //更新系统共享库链接5.复制启动/停止脚本:

Linux]#cp /usr/tmp/mysql-3.23.39/support-files/mysql.server

/etc/rc.d/init.d/mysql.server

6.复制并修改初始化配置文件:

Linux]#cp /usr/tmp/mysql-3.23.39/support-files/my-medium.cnf

/etc/my.cnf

使用vi打开my.cnf,在[client]下加入user=root,password处留空.

7.改变root口令:

Linux]#mysqladmin u root p password ‘新口令’

8.如果有多个版本的mysql共存

在/etc/my.cnf的[mysqld]下加入：

1． Log-bin

2． Server-id=1 //是唯一的,以区别于其他的mysql.server的id

安装DBI

Linux]#cd /usr/tmp

Linux]#tar zxvf DBI-1.18.tar.gz

Linux]#cd DBI-1.18

Linux]#perl Makefile.PL

Linux]#make test

//如果测试不通过,则使用make test TEST_VERBOSE=1

Linux]#make install

安装DBD for MySQL

Linux]#cd /usr/tmp

Linux]#tar zxvf Msql-Mysql-modules-1.2216.tar.gz

Linux]#cd Msql-Mysql-modules-1.2216

Linux]#perl Makefile.PL

这时,系统开始和用户交互,如下：

MySQL only

mSQL only (either of mSQL 1 or mSQL 2)

MySQL and mSQL (either of mSQL 1 or mSQL 2)

mSQL 1 and mSQL 2

MySQL,mSQL1andmSQL2

Enter the appropriate number: [3] 1

在我们这里的需求,应该回答1（说明此模块是同时for MySQL和mSQL的）

Do you want to install the MysqlPerl emulation? You might keep your old Mysql module (to be distinguished from DBD::mysql!) if you are concerned

about compatibility to existing applications! [n] n 这里回答n

Where is your MySQL installed? Please tell me the directory that

contains the subdir 'include'. [/usr/local/mysql]?

这是缺省的mysql安装目录,我们已经按照上面的方式安装,则MySQL自动被安装到这个目录下,则这里直接回车即可Which database should I use for testing the MySQL drivers? [test]

直接回车即可

On which host is database test running (hostname, ip address

or host:port) [localhost]?

若mysql服务器和icradius服务器安装在同一个服务器上 则这里直接回车即可

User name for connecting to database test? [undef] root?

root Password for connecting to database test? [undef] passwd?

这里输入mysql的root用户的密码

make

make test

make install

安装RadiusPerl:Authen模块

Linux]#cd /usr/tmp

Linux]#tar zxvf RadiusPerl-0.05.tar.gz

Linux]#cd RadiusPerl-0.05

Linux]#perl Makefile.PL

Linux]#make

Linux]#make test

Linux]#make install

安装IC-RADIUS

1. 安装软件:

Linux]#cd /usr/tmp

Linux]#tar zxvf icradius-0.18.1.tar.gz

Linux]#cd icradius-0.18.1

Linux]#cp Makefile.lnx Makefile

Linux]#make

Linux]#make install

2.创建radius数据库:

Linux]#cd scripts

Linux]#mysql u root p mysql

Mysql>create database radius; //创建radius数据库

//添加radius用户

Mysql>grant all on radius.* on radius@localhost identified by ‘radius’;

Linux]#mysqladmin u root p refresh //刷新数据库内容

3.导入数据表:

Linux]# mysql -u root -pyourpassword radius < radius.db

修改dictimport.pl,设置

my $dbusername = 'radius';

my $dbpassword = 'radius'

然后,导入dictionary内容,使radius.dictionary数据表中包含了基本的属性(ATTRIBUTE)和属性值(VALUE)等信息.

Linux]# ./dictimport.pl ../raddb/dictionary

Radius数据库结构如表10所示.

Radius数据库

dictionary radgroupcheck

hints radgroupreply

nas radreply

radacct realmgroup

radact_summary realms

radcheck usergroup

4. 启动radiusd

Linux]#cd /etc/rc.d/init.dLinux]#radiusd start

这样,我们已经在Linux上成功的安装了一个完整的RADIUS服务器,你可以体验一下RADIUS服务器运行的感觉了.若你对RADIUS协议的开发还兴趣的话,你可以在此基础上做深入的研究