RADIUS服务器

下面我们一起来学习在Linux平台下架建一个完整的RADIUS服务器。
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。所以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。这样使得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，我们必须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，首先我们需要如表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   //必须是唯一的，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.d
Linux]#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

本文出自“小海滴屋企”