802.1X原理及测试

Page1of36802.1X原理及测试Page2of36目录第一章802.1X简介..................................................................................................................31.1引言...............................................................................................................................31.2802.1X认证体系...........................................................................................................31.3802.1X认证流程...........................................................................................................4第二章802.1X协议介绍...........................................................................................................62.1802.1X协议的工作机制...............................................................................................62.2协议实现内容...............................................................................................................82.3典型应用的拓扑结构.................................................................................................10第三章实验拓扑及抓包.........................................................................................................123.1TL-SL3226P实验拓扑及认证软件.............................................................................123.2TL-SL3226P认证过程抓包分析.................................................................................133.3H3CS5100认证实验..................................................................................................183.4TL-SL3226P与H3CS5100的比较..............................................................................28第四章802.1X功能测试.........................................................................................................304.1认证发起测试.............................................................................................................304.2退出认证测试.............................................................................................................314.3多客户端认证测试.....................................................................................................314.4端口认证方式测试.....................................................................................................324.5GuestVLAN测试........................................................................................................334.6时间参数测试.............................................................................................................33Page3of36第一章802.1X简介1.1引言802.1X协议起源于802.11协议，后者是IEEE的无线局域网协议，制订802.1X协议的初衷是为了解决无线局域网用户的接入认证问题。IEEE802LAN协议定义的局域网并不提供接入认证，只要用户能接入局域网控制设备(如LANSwitch)，就可以访问局域网中的设备或资源。这在早期企业网有线LAN应用环境下并不存在明显的安全隐患。随着移动办公及驻地网运营等应用的大规模发展，服务提供者需要对用户的接入进行控制和配置。尤其是WLAN的应用和LAN接入在电信网上大规模开展，有必要对端口加以控制以实现用户级的接入控制，802.1X就是IEEE为了解决基于端口的接入控制(Port-BasedNetworkAccessControl)而定义的一个标准。1.2802.1X认证体系802.1X是一种基于端口的认证协议，是一种对用户进行认证的方法和策略。端口可以是一个物理端口，也可以是一个逻辑端口(如VLAN)。对于无线局域网来说，一个端口就是一个信道。802.1X认证的最终目的就是确定一个端口是否可用。对于一个端口，如果认证成功那么就“打开”这个端口，允许所有的报文通过；如果认证不成功就使这个端口保持“关闭”，即只允许802.1X的认证协议报文通过。802.1X的体系结构如图1所示。它的体系结构中包括三个部分，即请求者系统、认证系统和认证服务器系统三部分：图1802.1X认证的体系结构1.请求者系统请求者是位于局域网链路一端的实体，由连接到该链路另一端的认证系统对其进行认证。请求者通常是支持802.1X认证的用户终端设备，用户通过启动客户端软件发起802.1X认证，后文的认证请求者和客户端二者表达相同含义。2.认证系统Page4of36认证系统对连接到链路对端的认证请求者进行认证。认证系统通常为支持802.1X协议的网络设备，它为请求者提供服务端口，该端口可以是物理端口也可以是逻辑端口，一般在用户接入设备(如LANSwitch和AP)上实现802.1X认证。后文的认证系统、认证点和接入设备三者表达相同含义。3.认证服务器系统认证服务器是为认证系统提供认证服务的实体，建议使用RADIUS服务器来实现认证服务器的认证和授权功能。请求者和认证系统之间运行802.1X定义的EAPOL(ExtensibleAuthenticationProtocoloverLAN)协议。当认证系统工作于中继方式时，认证系统与认证服务器之间也运行EAP协议，EAP帧中封装认证数据，将该协议承载在其它高层次协议中(如RADIUS)，以便穿越复杂的网络到达认证服务器；当认证系统工作于终结方式时，认证系统终结EAPOL消息，并转换为其它认证协议(如RADIUS)，传递用户认证信息给认证服务器系统。认证系统每个物理端口内部包含有受控端口和非受控端口。非受控端口始终处于双向连通状态，主要用来传递EAPOL协议帧，可随时保证接收认证请求者发出的EAPOL认证报文；受控端口只有在认证通过的状态下才打开，用于传递网络资源和服务。1.3802.1X认证流程基于802.1X的认证系统在客户端和认证系统之间使用EAPOL格式封装EAP协议传送认证信息，认证系统与认证服务器之间通过RADIUS协议传送认证信息。由于EAP协议的可扩展性，基于EAP协议的认证系统可以使用多种不同的认证算法，如EAP-MD5，EAP-TLS，EAP-SIM，EAP-TTLS以及EAP-AKA等认证方法。以EAP-MD5为例，描述802.1X的认证流程。EAP-MD5是一种单向认证机制，可以完成网络对用户的认证，但认证过程不支持加密密钥的生成。基于EAP-MD5的802.1X认证流程如图2所示，认证流程包括以下步骤：(1)客户端向接入设备发送一个EAPOL-Start报文，开始802.1X认证接入；(2)接入设备向客户端发送EAP-Request/Identity报文，要求客户端将用户名送上来；(3)客户端回应一个EAP-Response/Identity给接入设备的请求，其中包括用户名；(4)接入设备将EAP-Response/Identity报文封装到RADIUSAccess-Request报文中，发送给认证服务器；(5)认证服务器产生一个Challenge，通过接入设备将RADIUSAccess-Challenge报文发送给客户端，其中包含有EAP-Request/MD5-Challenge；(6)接入设备通过EAP-Request/MD5-Challenge发送给客户端，要求客户端进行认证；(7)客户端收到EAP-Request/MD5-Challenge报文后，将密码和Challenge做MD5算法后的Challenged-Pass-word，在EAP-Response/MD5-Challenge回应给接入设备；(8)接入设备将Challenge，ChallengedPassword和用户名一起送到RADIUS服务器，由RADIUS服务器进行认证；Page5of36(9)RADIUS服务器根据用户信息，做MD5算法，判断用户是否合法，然后回应认证成功/失败报文到接入设备。如果成功，携带协商参数，以及用户的相关业务属性给用户授权。如果认证失败，则流程到此结束；(10)如果认证通过，用户通过标准的DHCP协议(可以是DHCPRelay)，通过接入设备获取规划的IP地址；(11)如果认证通过，接入设备发起计费开始请求给RADIUS用户认证服务器；(12)RADIUS用户认证服务器回应计费开始请求报文。用户上线完毕。图2基于EAP-MD5的802.1X认证流程Page6of36第二章802.1X协议介绍802.1X定义了基于端口的网络接入控制协议，需要注意的是该协议仅适用于接入设备与接入端口间点到点的连接方式。为了在点到点链路上建立通信，在链路建立阶段PPP链路的每一端都必须首先发送LCP数据包来对该数据链路进行配置。在链路已经建立起来后，在进入网络层协议之前PPP提供一个可选的认证阶段，而EAPOL就是PPP的一个可扩展的认证协议。2.1802.1X协议的工作机制802.1X作为一个认证协议，在实现的过程中有很多重要的工作机制。图3802.1X协议的工作机制2.1.1认证发起认证的发起可以由用户主动发