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圖2 Asterisk PBX呼叫流程

4.RADIUS協(xié)議的概述


　　IP-PBX呼叫控制功能，主要是VoIP終端用戶的認證計費控制過程，是VoIP系統(tǒng)商業(yè)化運營的核心模塊。

　　Radius Client端，也叫NAS，主要的任務(wù)就是根據(jù)VoIP終端的呼叫請求攜帶的各種屬性，包括賬戶ID、被叫號碼、通話時間等，封裝成標準的Radius數(shù)據(jù)包發(fā)送到Radius Server端，達到賬戶信息實時更新的效果。整個NAS端程序主要由兩個模塊構(gòu)成：認證模塊和計費模塊，并把這兩個模塊整合到開源IP-PBX項目 Asterisk中。

　　5.1 標準RADIUS協(xié)議分析

　�。�1）Radius Packet

　　RADIUS數(shù)據(jù)包被包裝在UDP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)塊（Data field)）中，其中的目的端口為1812，RADIUS協(xié)議包結(jié)構(gòu)如圖4所示。

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Code | Identifier | Length |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| |

| Authenticator |

| |

| |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Attributes ...(不定長)

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-



　　Attribute：

0 1 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Type | Length | Value …(不定長)

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

圖4 RADIUS協(xié)議包結(jié)構(gòu)圖

　　（2）對Radius Packet格式各個域解釋

　　Code：包類型，一個字節(jié)長，指示RADIUS包的類型，包含不合法的Code的Radius包將被直接丟棄，code域主要包含了以下值類型。

　　1）code=1 Access-Request——認證請求數(shù)據(jù)包

　　本文AAA功能就是構(gòu)建code＝1的認證請求數(shù)據(jù)包。

　　2）code=2 Access-Accept——認證響應(yīng)數(shù)據(jù)包

　　3) code=3 Access-Reject——認證拒絕數(shù)據(jù)包

　　4）code=4 Accounting-Request——計費請求數(shù)據(jù)包

　　本文Asterisk的AAA功能另外一個重點任務(wù)就是構(gòu)建code=4的計費請求數(shù)據(jù)包，Accounting-Request 數(shù)據(jù)包中的兩種狀態(tài)類型（Acct-Status-Type）的計費請求數(shù)據(jù)包：Start（Value=1）：Client開始對指定用戶提供服務(wù)，計費開始;Stop（Value=2）：Client停止對指定用戶提供服務(wù)，計費結(jié)束。

　　5）code=5 Accounting-Response——計費響應(yīng)數(shù)據(jù)包

　　因為是要更新賬戶信息，所以目前本文不需要處理計費響應(yīng)數(shù)據(jù)包。

　　Identifier：包標識符，一個字節(jié)長，用于匹配請求包和響應(yīng)包，同一組請求包和響應(yīng)包的Identifier應(yīng)相同。協(xié)議規(guī)定：

　　1) 在任何時間，發(fā)給同一個RADIUS服務(wù)器的不同包的Identifier域不能相同，如果出現(xiàn)相同的情況，RADIUS將認為后一個包是前一個包的拷貝而不對其進行處理。

　　2) Radius針對某個請求包的響應(yīng)包應(yīng)與該請求包在Identifier上相匹配（相同）。

　　Length：包長度，兩個字節(jié)長，說明數(shù)據(jù)包的長度，是code、identifier、length、authenticator attribute fields的長度總和，有效范圍是20~4096，超出范圍的數(shù)據(jù)將被視為附加數(shù)據(jù)（Padding）或直接被忽略。

　　Authenticator：驗證字，16字節(jié)長，用于驗證消息的負載,對包進行簽名，該驗證字分為兩種。

　　1) 請求驗證字---Request Authenticator,用在請求報文中,必須為全局唯一的隨機值。

　　2) 響應(yīng)驗證字---Response Authenticator,用在響應(yīng)報文中，用于鑒別響應(yīng)報文的合法性。響應(yīng)驗證字＝MD5(Code+ID+Length+請求驗證字+Attributes+Key)。

　　Attributes:Type指示了Atribute的類型，通用的有幾十種，在系統(tǒng)中使用到的，如表4.1所示。Asterisk AAA模塊的構(gòu)建主要是構(gòu)建表1列出的這些屬性值的RADIUS數(shù)據(jù)包。

　　表1 Atribute的屬性列表

屬性值	屬性名稱	屬性意義
1	User-Name	用戶賬戶ID
2	User-Password	用戶密碼
4	Nas-IP-Address	Nas的ip地址
5	Nas-Port	用戶接入端口號
6	Service-Type	服務(wù)類型
7	Framed-Protocol	協(xié)議類型
8	Framed-IP-Address	為用戶提供的IP地址
11	Filter-Id	過濾表的名稱
27	Session-Timeout	通知NAS該用戶可用的會話時長 （時長預(yù)付費）
32	NAS-Identifier	標識NAS的字符串
40	Acct-Status-Type	計費請求報文的類型
41	Acct-Delay-Time	Radius客戶端發(fā)送計費報文耗費的時間
44	Acct-Session-Id	計費會話標識
45	Acct-Authentic	在計費包中標識用戶認證通過的方式
46	Acct-Session-Time	通話時長(用戶在線時長）
49	Acct-Terminate-Case	用戶下線原因

　　5.2 選擇一個合適的Radius Client API

　　上個小節(jié)介紹的RADIUS數(shù)據(jù)包格式，是構(gòu)建應(yīng)用協(xié)議層數(shù)據(jù)包的封裝所關(guān)注的，在Asterisk中如果需要親自把標準RADIUS數(shù)據(jù)包的發(fā)送、接收等過程從零開始寫起，那本文就把重點放在了RADIUS UDP數(shù)據(jù)包與服務(wù)器通信過程的編寫中了，實際本文關(guān)注的是在Asterisk中根據(jù)VoIP通信中的業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建RADIUS認證計費模塊，重點是業(yè)務(wù)應(yīng)用層的開發(fā)，即如何組織認證包、計費包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，而RADIUS數(shù)據(jù)包傳輸層直接調(diào)用現(xiàn)成的開源API，目前主要有兩種這樣的開源項目。

　　（1）pam_radius

　　一個PAM模塊提供了RADIUS客戶端的功能。它是從開源項目Freeradius中提取出來的，如果要使用需要對代碼做大量的修改、打補丁后才能使用。

　　（2）radiusclient-ng

　　相對比PAM的pam_radius模塊而言，radiusclient-ng的動態(tài)庫代碼不用修改就可以拿過來使用，只需安裝radiusclient-ng的動態(tài)庫，然后根據(jù)配置文件、開放的API接口修改Asterisk代碼就可以完成Asterisk AAA模塊的構(gòu)建。

　　所以在本文使用radiusclient-ng開源軟件包。

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