华为公司宽带产品Portal协议标准(V2.0)

('Q/DKBA华为技术有限公司企业技术标准Q/DKBAXXXX-2001华为公司宽带产品Portal协议标准第2部分：Portal标准V2.02001-XX-XX发布2001-XX-XX实施华为技术有限公司发布Q/DKBAXXXX-2001密级：机密目次1范围42术语和定义43概述44协议44.1报文格式44.2报文字段说明44.2.1Ver54.2.2Type54.2.3Pap/Chap54.2.4Rsv64.2.5SerialNo64.2.6ReqID64.2.7UserIP64.2.8UserPort64.2.9ErrCode64.2.10AttrNum64.2.11Authenticator64.2.12报文属性字段（Attr）的格式75流程和相关说明95.1信息询问流程（无论成功还是失败）95.2下线通知流程（BAS通知PortalServer）106其他说明116.1关于TextInfo属性的使用116.2协议的兼容性116.3协议的不完善之处112005-3-10,10:32:132Q/DKBAXXXX-2001密级：机密前言本标准由宽带联合系统部提出。本标准主要起草部门：宽带联合系统部，MA5200产品组，ESR产品组，iNet产品组本标准主要解释部门：宽带总体组本标准主要起草人：杨宏杰、周和秘、乔明本标准主要审核人：卢朝晖、胡鹏本标准批准人：2005-3-10,10:32:133Q/DKBAXXXX-2001密级：机密华为公司宽带产品Portal协议标准V2.01范围本标准规定了华为公司宽带产品所采用的Portal协议标准。本标准适用于华为公司具备Portal特性的宽带设备，包括服务器端设备（如：iTellin、iNetIPHotel系统等）以及BAS端设备（如：ESR、MA5200等）特别的：对于服务器端设备（如：iTellin、iNetIPHotel系统等）必须同时支持V1.0与V2.0协议，对于BAS端设备（如：ESR、MA5200等）以V2.0为标准。2术语和定义Portal——门户业务Web认证——通过Web方式进行用户认证认证Client——本文中使用的概念，表示协议中发起认证请求的一方，可以为PortalServer或任何发起认证的客户机。在不会引起混淆的情况下，简称为Client认证Server——本文中使用的概念，表示协议中接受认证请求的一方，例如BAS设备。在不会引起混淆的情况下，简称为ServerBAS——BroadAccessServer宽带接入设备3概述本文档主要分两部分，一部分描述了PortalServer和BAS设备之间的通信协议，令一部分（附录）提出了对PortalServer的Web服务器相关配置和网页设计的一些规定。PortalServer和BAS设备之间的协议规定了采用Portal认证（或Web认证）时PortalServer和BAS设备之间的报文格式和通信流程，协议支持PAP和CHAP两种认证方式，对可能出现的各种情况的认证流程分别做了详细的规定。PortalV2.0协议是对原有V1.0协议存在的漏洞和不合理之处进行部分完善，增加了用于对协议报文进行验证的字段Authenticator。对于V1.0与V2.0相互冲突之处，一律以V2.0为准。4协议4.1报文格式协议包采用固定长度头加可变长度的属性字段组成，属性字段采用TLV格式。为了增加对协议报文的校验，扩充报文格式如下（图4-1）：2005-3-10,10:32:134Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图4-1增加报文校验之后的Portal协议报文格式4.2报文字段说明4.2.1VerVer字段是协议的版本号，长度为1字节，Ver=0x02。之所以对Version进行升级，是因为对Version1做了如下的扩充：\uf0fe修改了报文格式，在AttrNum字段之后增加了16个字节的Authenticator字段。\uf0fe增加对所有协议报文的校验，包括上线流程、下线流程和查询流程。\uf0fe修改了TextInfo属性，使其完全符合TLV格式（version1曾经出现过不完全符合TLV格式的软件实现版本），不再区分其内容的语言，并且约定：BAS本地产生的提示信息不上报到PortalServer。4.2.2TypeType字段定义报文的类型，长度为1字节。该版本兼容原协议的全部命令字，同时新增类型为0x08，0x09，0x0a三个命令字：Type值方向含义REQ_CHALLENGE0x01Client-->ServerPortalServer向BAS发送的Challenge请求报文ACK_CHALLENGE0x02Server-->ClientBAS对PortalServer请求Challenge报文的响应报文REQ_AUTH0x03Client-->ServerPortalServer向BAS发送的认证请求报文ACK_AUTH0x04Server-->ClientBAS对PortalServer认证请求的响应报文REQ_LOGOUT0x05Client-->ServerPortalServer向BAS发送的下线请求报文ACK_LOGOUT0x06Server-->ClientBAS对PortalServer下线请求的响应报文AFF_ACK_AUTH0x07Client-->ServerPortalServer向BAS发送2005-3-10,10:32:135VerTypePAP/chapRsvdSerialNoReqIDUserIPUserPortErrCodeAttrNumAuthenticatorAuthenticator(cont)Attr......Q/DKBAXXXX-2001密级：机密Type值方向含义的NTF_LOGOUT0x08Server-->Client用户被强制下线通知报文REQ_INFO0x09Client-->Server信息询问报文ACK_INFO0x0aServer-->Client信息询问的应答报文表1协议支持的命令字4.2.3Pap/Chap与原协议一致。Pap/Chap字段定义此用户的认证方式，长度为1字节，只对Type值为0x03的认证请求报文有意义：Chap方式认证－－－值为0x00；Pap方式认证－－－值为0x01；\uf0fe把Pap/Chap放在协议报文的目前位置，使得整个报文不太协调。但是考虑到现实的原因，目前不对该字段进行任何更改。4.2.4Rsv与原协议一致。Rsv目前为保留字段，长度为1字节，在所有报文中值为0；4.2.5SerialNo与原协议一致。(1)、SerialNo字段为报文的序列号，长度为2字节，由PortalServer随机生成，PortalServer必须尽量保证不同认证流程的SerialNo在一定时间内不得重复，在同一个认证流程中所有报文的SerialNo相同；(2)、PortalServer发给BAS设备的报文a、由PortalServer发出的Type值为1、3的请求报文其SerialNo都是随机生成数；b、由PortalServer向BAS设备发出的Type值为5的报文其SerialNo值分两中情况：当ErrCode为0时，SerialNo值为一个随机生成数；当ErrCode为1时，SerialNo值可能和Type值为1或3的报文相同，具体要看是请求Challenge超时还是请求认证超时；c、由PortalServer向BAS设备发出的认证成功确认报文（Type值为7的报文）SerialNo和其发出的相应请求报文的SerrialNo相同；比如对于Type值为7的报文其SerialNo值和Type值为3的请求认证报文相同；(3)、每一个由BAS设备发给PortalServer的响应报文的SerialNo必须和PortalServer发送的相应请求报文的SerialNo一样，否则PortalServer会丢掉从BAS设备发来的响应报文；比如Type值为2的报文其SerialNo值必须和Type值为1的报文相同，Type值为4的报文其SerialNo值必须和Type值为3的报文相同，Type值为6的报文其SerialNo值必须和Type值为5的报文相同。4.2.6ReqID与原协议一致。(1)、ReqID字段长度为2个字节，由BAS设备随机生成，尽量使得在一定时间内ReqID不重复。(2)、在Chap认证方式中：2005-3-10,10:32:136Q/DKBAXXXX-2001密级：机密a、BAS设备在Type为2的请求Challenge响应报文中把该ReqID的值告诉PortalServer；b、在Type值为3、4、7的报文中ReqID字段的值都和Type值为2的报文中此字段的值相同；c、在Type值为5的报文中，若报文表示请求Challenge超时则此字段值为0；若报文表示请求认证超时则此字段值和Type值为2的报文中此字段的值相同；(3)、在Pap认证方式中，此字段无意义，其值为0；(4)、在Type值为5的报文中，若报文表示请求下线时则此字段值为0；(5)、在Type值为1、6的报文中，该字段均无意义，值都为0；4.2.7UserIP与原协议一致。UserIP字段为Portal用户的IP地址，长度为4字节，其值由PortalServer根据其获得的IP地址填写，在所有的报文中此字段都要有具体的值；4.2.8UserPort与原协议一致。UserPort字段目前没有用到，长度为2字节，在所有报文中其值为0；4.2.9ErrCodeErrCode字段和Type字段一起表示一定的意义，长度为1字节。对原协议支持的Type，ErrCode与原协议一致。具体如下：(1)、对于Type值为1、3、7的报文，ErrCode字段无意义，其值为0；(2)、当Type值为2时：ErrCode＝0，表示BAS设备告诉PortalServer请求Challenge成功；ErrCode＝1，表示BAS设备告诉PortalServer请求Challenge被拒绝；ErrCode＝2，表示BAS设备告诉PortalServer此链接已建立；ErrCode＝3，表示BAS设备告诉PortalServer有一个用户正在认证过程中，请稍后再试；ErrCode＝4，则表示BAS设备告诉PortalServer此用户请求Challenge失败（发生错误）；(3)、当Type值为4时：ErrCode＝0，表示BAS设备告诉PortalServer此用户认证成功；ErrCode＝1，表示BAS设备告诉PortalServer此用户认证请求被拒绝；ErrCode＝2，表示BAS设备告诉PortalServer此链接已建立；ErrCode＝3，表示BAS设备告诉PortalServer有一个用户正在认证过程中，请稍后再试；ErrCode＝4，表示BAS设备告诉PortalServer此用户认证失败（发生错误）；(4)、当Type值为5时：ErrCode＝0，表示此报文是PortalServer发给BAS设备的请求下线报文；ErrCode＝1，表示此报文是在PortalServer没有收到BAS设备发来的对各种请求的响应报文，而定时器时间到（即超时）时由PortalServer发给BAS设备的报文；(5)、当Type值为6时：ErrCode＝0，表示BAS设备告诉PortalServer此用户下线成功；ErrCode＝1，表示BAS设备告诉PortalServer此用户下线被拒绝；ErrCode＝2,表示BAS设备告诉PortalServer此用户下线失败（发生错误）；2005-3-10,10:32:137Q/DKBAXXXX-2001密级：机密对新增命令报文的ErrCode说明如下：\uf0fe对Type为REQ_INFO时，ErrCode无意义，其值为0；\uf0fe对Type为NTF_LOGOUT时，ErrCode含义如下：ErrCode含义0下线\uf0fe对Type为ACK_INFO时，ErrCode含义如下：ErrCode含义0处理成功，但不表示全部消息都被获取了，有多少信息被获得应通过属性来判断，详见下文1功能不支持，表示设备不支持这一功能2消息处理失败，由于某种不可知原因，使处理失败，例如询问消息格式错误等。4.2.10AttrNum与原协议一致。AttrNum字段表示其后边可变长度的属性字段属性的个数，长度为1字节（表示属性字段最多可有255个属性），其值在所有的报文中都要根据具体情况赋值；4.2.11Authenticator新增字段。验证字的长度固定为16字节，网络字节顺序。其内容的计算在请求报文和响应报文中略有区别，并且在验证字的计算时，将类型为7（AFF_ACK_AUTH）和类型为8（NTF_LOGOUT）的报文当作请求报文，尽管这两种报文不是严格意义上的请求报文（严格的说，AFF_ACK_AUTH更像是响应报文）。验证字的计算是通过MD5算法实现的，其中报文的各个字段以及BAS和PortalServer之间的共享密钥secret都参与了计算。以下分别介绍请求报文的验证字和响应报文的验证字。1.请求报文的验证字（RequestAuthenticator）：以字节流Ver+Type+PAP/CHAP+Rsvd+SerialNo+ReqID+UserIP+UserPort+ErrCode+AttrNum+16个字节的0+requestattributes+secret作为MD5的输入，得到的MD5输出就是请求报文的验证字RequestAuthenticator的内容。2.响应报文的验证字（ResponseAuthenticator）：以字节流Ver+Type+PAP/CHAP+Rsvd+SerialNo+ReqID+UserIP+UserPort+ErrCode+AttrNum+本响应报文对应的请求报文的16字节的RequestAuthenticator+responseattributes+secret作为MD5的输入，得到的MD5输出就是响应报文的验证字ResponseAuthenticator的内容。为了完成校验功能，需要注意如下几点：\uf0fe在Server和Client两端需要配置相同的共享密钥Secret，否则无法通过接收方的校验；\uf0fe双方都使用RFC1321中描述的MD5加密算法；2005-3-10,10:32:138Q/DKBAXXXX-2001密级：机密\uf0fe接收方为了校验所接收到报文的正确性，必须采用和发送方完全一样的计算过程。如果计算出来的验证字和接收到的报文中的验证字一致，则认为报文合法；否则任务报文错误，可以简单丢弃，但是建议对丢弃报文进行统计。\uf0fe请求验证字和响应验证字的计算参照了RADIUS计费报文的验证字的计算方法。\uf0fe目前支持的报文类型存在如下的请求和响应关系：请求响应REQ_CHALLENGE<——>ACK_CHALLENGEREQ_AUTH<——>ACK_AUTHREQ_LOGOUT<——>ACK_LOGOUTREQ_INFO<——>ACK_INFONTF_LOGOUT无AFF_ACK_AUTH无4.2.12报文属性字段（Attr）的格式Attr字段（属性字段）是一个可变长字段，由多个属性依次链接而成，每个属性的格式为TLV格式，具体如下（图4-2）：图4-2报文属性字段格式报文属性字段说明如下：(1)、属性类型(AttrType)表4-2属性字段的定义Attr(属性字段)AttrTypeAttrValue自身的长度（属性值长度）属性含义UserName0x01<=32（可变）用户名，具体为：“用户名”＋“@”+“域名”PassWord0x02<=16（可变）用户提交的明文密码Challenge0x0316（固定）Chap方式加2005-3-10,10:32:139Q/DKBAXXXX-2001密级：机密密的魔术字ChapPassWord0x0416（固定）经过Chap方式加密后的密码(2)、属性长度(AttrLen)AttrLen字段表示属性的长度，长度为1字节，其值是整个属性三个字段AttrType、AttrLen、AttrValue的长度之和：也就是AttrValue的长度加上2；(3)、属性值(AttrValue)AttrValue的值为具体的属性值，比如用户名、口令等，长度有些可变，有些固定（具体见表4-2），但最长不能超过253(255-2)字节；\uf0fe支持原协议中的全部属性字，并且对部分属性说明如下：1.TextInfo格式为：类型+长度+内容类型为5，长度大于等于3，小于等于255，该属性用于将RADIUS等第三方鉴权设备的提示信息透传到PortalServer。该属性所携带的内容为字符串，但是不包括字符串结束符‘\\0’。该属性在同一个报文中允许多个，建议只携带1个该属性。该属性可以存在于从BAS到PortalServer的任何报文中。2.UpLinkFlux格式为：类型+长度（在REQ_INFO报文中）或者类型+长度+内容（在ACK_INFO报文）类型为6，长度为2或者10：在REQ_INFO报文中，长度为2；在ACK_INFO报文中，长度为10。在ACK_INFO报文中其内容是一个表示从该用户终端上行（输出）流量的8字节（64位）无符号整数（网络顺序），单位为kbytes。3.DownLinkFlux格式为：类型+长度（在REQ_INFO报文中）或者类型+长度+内容（在ACK_INFO报文）类型为7，长度为2或者10：在REQ_INFO报文中，长度为2；在ACK_INFO报文中，长度为10。在ACK_INFO报文中，其内容是一个表示该用户终端下行（输入）流量的8字节（64位）无符号整数（网络顺序），单位为kbytes。4.Port格式为：类型+长度（在REQ_INFO报文中）或者类型+长度+内容（在ACK_INFO报文）类型为8，长度可以大于等于2，小于等于37："主机名"+"-"+"2位槽号"+"1位子槽号"+“2位端口号”+("4位VPI"+"5位VCI")或("4位外层VLAN"+"0"+"4位内层VLAN")说明：只有一层VLAN时，外层VLAN填"0"。共35个字符。2005-3-10,10:32:1310Q/DKBAXXXX-2001密级：机密表4-3新增属性的定义5流程和相关说明Version2的协议流程除了完全包含Version1的协议流程之外，还增加了信息查询和BAS主动通知PortalServer下线的流程。旧版本协议的流程说明如下：5.1Chap认证方式上线流程5.1.1Chap认证流程（每一步都正确的情况下）（图5-1）2005-3-10,10:32:1311Attr（属性字段）AttrTypeAttrLen属性含义TextInfo0x05大于等于3，小于等于255本属性只能在BAS到PortalServer的报文中存在，同时，协议规定：BAS只是透传从RADIUS来的错误信息，属性的内容可以为任意字符串，不带\'\\0\'结束符UpLinkFlux0x062或者10本属性只能在REQ_INFO和ACK_INFO报文中存在。数量不能超过1。当Type=REQ_INFO时，长度为2。当Type=ACK_INFO时，长度为10，内容是一个表示该用户的流量的8字节无符号整数（网络顺序），单位为kbytesDownLinkFlux0x072或者10同上Port0x08大于等于2，小于等于37本属性只能在REQ_INFO和ACK_INFO报文中存在。数量不能超过1。当Type=REQ_INFO时，长度为2。"主机名"+"-"+"2位槽号"+"1位子槽号"+“2位端口号”+("4位VPI"+"5位VCI")或("4位外层VLAN"+"0"+"4位内层VLAN")说明：只有一层VLAN时，外层VLAN填"0"共35个字符Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图5-1Chap方式认证正常流程5.1.2Chap认证流程（请求Challenge失败或被拒绝的情况下）（图5-2）图5-2Chap认证方式请求魔术字失败流程5.1.3Chap认证流程（请求Challenge没有响应的情况下）（图5-3）2005-3-10,10:32:1312Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图5-3Chap认证方式，请求魔术字无响应流程5.1.4Chap认证流程（认证结果为失败或被拒绝的情况下）（图5-4）图5-4Chap认证方式，认证失败流程5.1.5Chap认证流程（请求认证没有响应的情况下）（图5-5）2005-3-10,10:32:1313Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图5-5Chap认证方式，请求认证无响应流程5.2Pap认证方式上线流程5.2.1Pap认证流程（每一步都正确的情况下）（图5-6）图：5-6Pap认证方式正常流程2005-3-10,10:32:1314Q/DKBAXXXX-2001密级：机密5.2.2Pap认证流程（认证失败或被拒绝的情况下）（图5-7）图5-7Pap认证方式，认证失败流程5.2.3Pap认证流程（请求认证没有响应的情况下）（图5-8）图5-8Pap认证方式，请求认证无响应流程5.3下线流程（说明：下线流程不分Chap和Pap）5.3.1下线成功的流程（图5-9）2005-3-10,10:32:1315Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图5-9正常下线流程5.3.2下线失败或被拒绝的流程（图5-10）图5-10下线失败流程2005-3-10,10:32:1316Q/DKBAXXXX-2001密级：机密5.3.3下线没有响应流程（图5-11）图5-11下线报文无响应流程\uf0fe新增流程的说明如下：5.4信息询问流程（无论成功还是失败，参见图5-12）Client(e.g.PortalServer)Server(e.g.BAS)定时器REQ_INFOACK_INFO图5-12信息询问流程根据协议，REQ_INFO消息的定义如下：Ver1TypeREQ_INFOPap/Chap无意义，填0Rsv无意义，填0SerialNo任意，建议使用一个能用于区分当前不同会话的一个数值。Server将在应答消息中使用相同的SerialNoReqID无意义，填02005-3-10,10:32:1317Q/DKBAXXXX-2001密级：机密UserIP被询问的用户IPUserPort无意义，填0ErrCode无意义，填0AttrNum根据实际情况填写Authenticator根据RequestAuthenticator的计算方法进行计算的结果这个消息可以带属性UpLinkFlux,DownLinkFlux,和Port中的一个或多个，取决于Client需要询问何种信息。在发询问时，根据需要询问的内容，带一个长度为2的相应属性即可。ACK_INFO的消息的定义如下：5.5下线通知流程（BAS通知PortalServer）对于从PortalServer向BAS请求用户下线的流程此处不进行描述。用于Server首先检测到用户已经下线；或者BAS主动切断连接时，用来通知PortalServer（参见图5-13）：Client(e.g.PortalServer)Server(e.g.BAS)NTF_LOGOUT2005-3-10,10:32:1318Ver1TypeACK_INFOPap/Chap无意义，填0Rsv无意义，填0SerialNo与相应询问消息的SerialNo一致ReqID无意义，填0UserIP被询问的用户IPUserPort无意义，填0ErrCode见上文的对ErrCode的定义AttrNum根据实际情况填写Authenticator根据ResponseAuthenticator的计算方法进行计算的结果这个消息可以带属性UpLinkFlux,DownLinkFlux,和Port中的一个或多个，取决于相应的REQ_INFO消息带了哪些询问属性。如果某属性取不到，则不返回该属性。所以一个属性在本消息中存在的必要条件是：i.询问消息中存在ii.能被取得Q/DKBAXXXX-2001密级：机密图5-13下线通知流程通知消息固定向UDP端口50100发送。NTF_LOGOUT的定义如下：Ver1TypeNTF_LOGOUTPap/Chap无意义，填0Rsv无意义，填0SerialNo无意义，填0ReqID无意义，填0UserIP被下线的用户IPUserPort无意义，填0ErrCode见上文的对ErrCode的定义AttrNum根据实际情况填写Authenticator根据RequestAuthenticator的计算方法进行计算的结果无，或者Server设备需要通过文字信息描述下线原因，可以带一个或多个TextInfo属性6其他说明6.1关于TextInfo属性的使用TextInfo用于传递文字信息。建议使用如下惯用法：\uf0fe正常情况下，任何消息都不带该属性。\uf0fe如果Server通过第三方设备实现鉴权，例如RadiusServer，而该设备又包含文字信息，应使用该信息作为文字信息。\uf0feBAS本身产生的错误信息不传送到Portalserver。\uf0fe建议BAS能通过调试命令关闭/打开消息透传的功能。6.2协议的兼容性显然，引入了报文验证字之后，版本Version2与Version1完全不兼容。如果严格按照扩充后的协议，旧版本的下线流程和查询流程报文将因为没有携带Authenticator字段而被认为是非法的报文。为了实现与旧版本的兼容，建议在实现新协议的软件中增加版本切换的控制开关：如果对端使用旧版本协议，则通过兼容开关确保能与之对接。6.3协议的不完善之处尽管对每个报文都增加了校验，但是依然可能被BAS和PortalServer之外的第三者利用。本文不对此进行详细的描述。6.4协议其他说明1、此协议规定承载报文的是UDP协议，也即报文为UDP报文，BAS设备在固定端口2000上等待接收PortalServer发来的各种请求报文和确认报文；2005-3-10,10:32:1319Q/DKBAXXXX-2001密级：机密2、在PortalServer端目前不采用超时重传和出错重传，对于PortalServer发出的各种请求报文，若在一定的时间内没有收到BAS设备发来的响应报文或着收到的响应报文出错，对于超时没有响应则PortalServer向BAS设备发送一个表示等待响应超时的报文，同时PortalServer认为相应的请求失败，直接告诉用户失败；3、Chap认证的相关说明：(1)、challenge的生成：challenge由BAS设备在收到请求Challenge报文的时候随机生成，长度为16个字节，跟随Challenge应答报文下发到PortalServer。(2)、Chap_Password的生成：Chap_Password的生成遵循标准的Radious协议中的Chap_Password生成方法（参见RFC2865）。密码加密使用MD5算法，MD5函数的输入为ChapID＋Password＋Challenge其中，ChapID取ReqID的低8位，Password的长度不够协议规定的最大长度，其后不需要补零。4、无论采用Chap认证还是Pap认证，都允许用户口令为空；5、当用户向PortalServer提交的连接请求里用户名为空时，PortalServer在向BAS设备发送认证请求时应用一个缺省的用户名代替（比如）；6、认证流程中各种报文所带属性的个数（建议）：(1)、请求Challenge报文：0个属性；(2)、对请求Challenge响应的报文：若请求Challenge成功则为1个属性—Challenge属性，若请求Challenge失败则属性个数为0个；(3)、请求认证报文：2个属性，分别为用户名、PassWord或ChapPassWord；(4)、对请求认证的响应报文：0个属性；(5)、请求下线报文或表示超时的报文：0个属性；(6)、对请求下线的响应报文：0个属性；(7)、PortalServer对收到从BAS设备发来的认证成功报文的确认：0个属性；7、报文的长度限制是最小32字节，最大1024（1K）字节；2005-3-10,10:32:1320',)