無(wú)線局域網(wǎng)中RADIUS協(xié)議的分析和設(shè)計(jì)

　　3 WLAN模型中RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3.1 WLAN網(wǎng)絡(luò)模型的簡(jiǎn)化

　　在實(shí)驗(yàn)室的模擬環(huán)境下，由于網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)少，可以采用中、小型的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存放所需信息，并可以將RADIUS服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)在同一主機(jī)上實(shí)現(xiàn)。局域網(wǎng)交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)端口控制功能。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化如下：

　　圖2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下WLAN網(wǎng)絡(luò)模型

　　3.2 NAS設(shè)計(jì)

　?。?）RADIUS客戶(hù)端處理程序：負(fù)責(zé)接收申請(qǐng)者的信息；向RADIUS服務(wù)器提交認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、管理等數(shù)據(jù)包；向申請(qǐng)者返回相應(yīng)結(jié)果。

　?。?）服務(wù)器管理程序：為了方便網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)RADIUS服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，在NAS主機(jī)上，還可以運(yùn)行服務(wù)器管理程序，管理程序的功能應(yīng)該包括有：管理員模塊（添加、刪除網(wǎng)絡(luò)管理員，設(shè)置管理員權(quán)限等）；用戶(hù)信息模塊（實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的查詢(xún)、添加、刪除等操作）；計(jì)費(fèi)信息模塊（查詢(xún)用戶(hù)的計(jì)費(fèi)信息，創(chuàng)建、修改、刪除各種不同的計(jì)費(fèi)方式，）；日志信息模塊等。

　?。?）用戶(hù)信息的提交：用戶(hù)需要向NAS提交用戶(hù)信息，有多種方法可以實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的方法是采用Web方式提交。在NAS上建立一個(gè)Web服務(wù)器，這樣，用戶(hù)可以直接使用瀏覽器來(lái)和NAS交互，Web服務(wù)器接受到用戶(hù)提交的信息后，把這些信息傳給RADIUS的客戶(hù)端處理程序。后者把這些信息封裝成RADIUS的接入請(qǐng)求（Access-Request）包格式，通過(guò)認(rèn)證端口（1812）向RADIUS服務(wù)器提出認(rèn)證請(qǐng)求。

　　（4）計(jì)費(fèi)信息的提交：認(rèn)證通過(guò)之后，NAS客戶(hù)端程序通過(guò)認(rèn)證端口（1812）向RADIUS服務(wù)器發(fā)送包含有用戶(hù)名、用戶(hù)IP、上網(wǎng)起始時(shí)間等信息的“計(jì)費(fèi)請(qǐng)求開(kāi)始”包（Accounting-Request Start），通知RADIUS服務(wù)器開(kāi)始計(jì)費(fèi)。RADIUS服務(wù)器在數(shù)據(jù)庫(kù)中紀(jì)錄下相應(yīng)項(xiàng)，并返回“計(jì)費(fèi)響應(yīng)”包（Accounting-Response）。當(dāng)用戶(hù)下網(wǎng)時(shí)，NAS向RADIUS服務(wù)器發(fā)送包含有結(jié)束時(shí)間、數(shù)據(jù)流量等信息的“計(jì)費(fèi)請(qǐng)求結(jié)束”包（Accounting-Request Stop）。后者返回“計(jì)費(fèi)響應(yīng)”包（Accounting-Response）確認(rèn)。

　　（5）服務(wù)器管理程序的提交：也通過(guò)RADIUS客戶(hù)端處理程序來(lái)向RADIUS服務(wù)器提交。客戶(hù)端處理程序?qū)⒐芾沓绦虻恼?qǐng)求包裝成標(biāo)準(zhǔn)的RADIUS包格式，并通過(guò)為服務(wù)器管理程序定義一個(gè)端口號(hào)提交給RADIUS服務(wù)器。

　　3.3 RADIUS服務(wù)器設(shè)計(jì)

　　RADIUS服務(wù)器處理來(lái)自NAS的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，并返回相應(yīng)的結(jié)果。RADIUS客戶(hù)端和服務(wù)器端的協(xié)議通信采用Socket編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　（1）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作：RADIUS服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口與數(shù)據(jù)庫(kù)建立起連接。在RADIUS服務(wù)器中用SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊（如：用戶(hù)、計(jì)費(fèi)、管理員等信息的查詢(xún)、添加、修改等操作），當(dāng)RADIUS服務(wù)器需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)，就調(diào)用相應(yīng)的模塊。

　?。?）認(rèn)證包處理：通過(guò)*認(rèn)證端口（1812），來(lái)監(jiān)測(cè)NAS提交的認(rèn)證數(shù)據(jù)包，收到認(rèn)證包后，查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證用戶(hù)，并把結(jié)果以RADIUS數(shù)據(jù)包格式從1812端口返回。對(duì)于多個(gè)用戶(hù)申請(qǐng)并發(fā)的情況，使用多線程方式處理。

　?。?）計(jì)費(fèi)包的處理：當(dāng)用戶(hù)的認(rèn)證通過(guò)時(shí)，查詢(xún)?cè)撚脩?hù)計(jì)費(fèi)信息。確定其計(jì)費(fèi)類(lèi)型、費(fèi)率等。當(dāng)*到NAS在計(jì)費(fèi)端口（1813）提交計(jì)費(fèi)包后，就向數(shù)據(jù)庫(kù)中添加“計(jì)費(fèi)請(qǐng)求開(kāi)始”包中所提交的計(jì)費(fèi)信息（包括用戶(hù)名、上網(wǎng)起始時(shí)間等）。在收到用戶(hù)下網(wǎng)的“計(jì)費(fèi)請(qǐng)求結(jié)束”后，根據(jù)包中提交的用戶(hù)結(jié)束時(shí)間、數(shù)據(jù)流量等信息，計(jì)算用戶(hù)的上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)和數(shù)據(jù)流量，并根據(jù)用戶(hù)計(jì)費(fèi)類(lèi)型來(lái)計(jì)算出用戶(hù)本次上網(wǎng)費(fèi)用，記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。

　?。?）服務(wù)器管理程序請(qǐng)求的處理：*管理程序請(qǐng)求的端口（自定義），收到后解包并執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)。

　　3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

　　用于保存所有的用戶(hù)信息、計(jì)費(fèi)信息等。數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的表項(xiàng)至少應(yīng)包括以下幾類(lèi)：

　?。?） 用戶(hù)信息：包括用戶(hù)名、口令、認(rèn)證方式、訪問(wèn)權(quán)限、付費(fèi)方式等。

　?。?） 授權(quán)信息：服務(wù)器返回給用戶(hù)的授權(quán)等配置信息，如服務(wù)類(lèi)型，會(huì)話時(shí)間等。

　?。?） 計(jì)費(fèi)信息：存放與計(jì)費(fèi)有關(guān)的各種統(tǒng)計(jì)信息。如：上網(wǎng)時(shí)間、計(jì)費(fèi)費(fèi)率、用戶(hù)

　　的歷次上網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量和費(fèi)用、用戶(hù)帳戶(hù)余額等。

　?。?） 管理員信息：網(wǎng)絡(luò)管理員的ID號(hào)和口令、管理員的權(quán)限。

　?。?） NAS信息：RADIUS服務(wù)器所屬的各NAS紀(jì)錄。包括各NAS的ID號(hào)、與

　　RADIUS服務(wù)器的共享密碼等。

　　（6） 日志信息：保存用戶(hù)上網(wǎng)的歷史記錄、網(wǎng)絡(luò)管理員的登錄及操作紀(jì)錄。

　　3.5認(rèn)證端各部分的實(shí)現(xiàn)：

　　操作系統(tǒng)：RADIUS服務(wù)器和NAS均采用Linux(Red Hat 9.0,內(nèi)核Linux-2.4.20-8)作為操作系統(tǒng)。

　　(1) NAS：

　　用Apache和Tomcat構(gòu)建一個(gè)支持JSP的Web服務(wù)器，這樣申請(qǐng)者可以通過(guò)Web頁(yè)面來(lái)提交登錄信息。服務(wù)器管理程序主要是處理系統(tǒng)管理員的信息，用QT3.0完成用戶(hù)界面。RADIUS客戶(hù)端程序（C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)）將用戶(hù)或系統(tǒng)管理員提交的消息封裝成RADIUS包，并通過(guò)相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)給RADIUS服務(wù)器。

　　(2) 數(shù)據(jù)庫(kù)：

　　采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，MySQL是一個(gè)多用戶(hù)、多線程SQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。它由一個(gè)服務(wù)器守護(hù)程序mysqld和很多不同的客戶(hù)程序和庫(kù)組成。Red Hat 9.0中自帶有MySQL服務(wù)，將服務(wù)啟動(dòng)即可。我們可以將RADIUS服務(wù)器與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)相連，建立用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)用戶(hù)信息和計(jì)費(fèi)信息進(jìn)行有效的管理。

　　(3) RADIUS服務(wù)器 ：

　　采用freeradius-0.9.0來(lái)搭建RADIUS服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)RADIUS協(xié)議，并使用RADIUS服務(wù)器的EAP-Identity認(rèn)證方式（即：RADIUS服務(wù)器對(duì)申請(qǐng)者的用戶(hù)名和口令進(jìn)行認(rèn)證）。另外，實(shí)現(xiàn)時(shí)，在freeradius的源碼中添加了數(shù)據(jù)庫(kù)處理模塊以及服務(wù)器管理程序處理模塊。

　　freeradius支持訪問(wèn)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，首先需要建立RADIUS數(shù)據(jù)庫(kù)（以MySQL為例：mysql -uroot -prootpass radius db_mysql.sql），建立后的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)包含如下一些表項(xiàng)：radcheck：用于指明用戶(hù)的認(rèn)證方式；radgroupcheck：將用戶(hù)分組進(jìn)行管理，指明各組的屬性，如限定有些用戶(hù)組默認(rèn)的認(rèn)證結(jié)果就是Accept或Reject；radgroupreply：對(duì)各用戶(hù)組設(shè)定回應(yīng)的屬性；usergroup：指明用戶(hù)與組的關(guān)系；radacct：存放與計(jì)費(fèi)有關(guān)的各種統(tǒng)計(jì)信息。我們還可以添加一些我們所需的其他表項(xiàng)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　RADIUS協(xié)議最初作為撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)中協(xié)議，由于它易于管理、可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，而逐漸被廣泛使用，成為多種網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)的協(xié)議。但RADIUS協(xié)議仍然存在諸如：基于Response Authenticatior對(duì)共享密鑰的攻擊、基于User-Password屬性對(duì)用戶(hù)密碼的攻擊等安全缺陷。這些都有待于作進(jìn)一步的研究和完善。