原创 探索802.1X：构筑安全网络的认证之盾

在现代网络安全的世界里，有一个极其重要但又常常被忽视的角色，它就是802.1x认证协议。这个协议可以被称作网络安全的守护者，为我们提供了强有力的防护。今天，我们就来深入探讨一下802.1x的原理、应用和测试，看看它是如何在幕后悄悄保护我们的网络的。

一、什么是802.1x？

首先，让我们了解一下什么是802.1x。802.1x是一个基于端口的网络访问控制机制，由IEEE（电气电子工程师学会）开发，属于IEEE 802.1标准家族。它的主要作用是通过认证管理用户和设备对网络的访问权限。

更通俗地说，802.1x就像是网络的门卫，负责检查每一个试图进入网络的设备或用户的身份，只有通过认证的合法用户才能进入。这不仅可以防止未授权的设备接入，还可以确保网络的安全和稳定。

二、它是如何工作的呢？

802.1x协议的工作原理可以分解为以下几个关键部分：请求者（Supplicant）、认证者（Authenticator）和认证服务器（Authentication Server）。

1. 请求者（Supplicant）：这是试图连接到网络的终端设备，比如你的电脑、手机等。请求者会主动发起认证请求，希望通过网络安全检查。
2. 认证者（Authenticator）：这是网络中负责传递认证请求的设备，比如交换机或无线接入点（AP）。认证者负责在请求者和认证服务器之间建立联系，但不会做出最终认证决策。
3. 认证服务器（Authentication Server）：通常是RADIUS服务器，负责验证请求者的身份信息，并决定是否允许请求者访问网络。认证服务器会处理包括用户名、密码、证书等在内的所有认证数据。

认证过程

典型的802.1x认证流程如下：

1. 发起连接：请求者连接到认证者（如交换机或AP），并发送一个“EAP-Request/Identity”消息要求进行身份认证。（IEEE 802.1X认证系统通过EAP协议在客户端和认证服务器之间交换认证信息,在客户端PAE与设备端PAE之间，EAP协议报文使用EAPOL封装格式(EAP over LAN)）
2. 身份提供：请求者响应并提供身份信息（例如用户名）。
3. 身份验证：认证者将请求者的身份信息传递给认证服务器，等待服务器的进一步验证请求。（认证服务器是为设备端提供认证服务的实体，用于实现用户的认证、授权和计费，建议使用RADIUS服务器。）
4. 凭证验证：认证服务器可能会要求请求者提供更多信息（例如密码或证书，在设备端PAE与RADIUS服务器之间，EAP协议报文可以使用EAPOR封装格式（EAP over RSDIUS），或设备端PAE进行转换，传送PAP或CHAP协议报文）。
5. 认证结果：认证服务器验证凭证后，向认证者发送“EAP-Success”或“EAP-Failure”消息。
6. 访问控制：如果认证成功，认证者允许请求者访问网络；若失败，则拒绝访问。

三、它的类型有哪些呢？

802.1x支持多种认证方法，主要包括以下几种：

1. 基于用户名和密码（EAP-MD5）：

• 优点：实现简单，适用于基本的身份验证。
• 缺点：安全性较低，容易受到中间人攻击和离线密码破解。

1. 基于证书（EAP-TLS）：

• 优点：安全性高，因为使用数字证书进行双向验证，几乎不可伪造。
• 缺点：实施复杂，需要基础设施支持，例如PKI（公钥基础设施）。

1. 基于安全用户名和密码（PEAP和EAP-TTLS）：

• 优点：在使用用户名和密码的基础上，通过TLS隧道增强了安全性，防止中间人攻击。
• 缺点：比EAP-MD5稍复杂，需要配置服务器证书。

1. 基于SMSOTP或其他外部认证（EAP-GTC）：

• 优点：灵活，可以集成多种外部认证方式，比如一次性密码（OTP）、生物识别等。
• 缺点：需要额外的外部认证系统支持，实施成本较高。

四、802.1x的应用场景

企业网络

在企业网络环境中，802.1x扮演着至关重要的角色。它确保在公司内部网中，只有经过认证的员工才可以连接到公司资源。这对于保护企业敏感信息、防范内部威胁和外部攻击都具有重要意义。

• 桌面电脑：每台员工的电脑启动时都会通过802.1x进行认证，确保只有合规设备才能接入公司网络。
• 移动设备：员工可以通过802.1x在办公室或远程接入公司网络，所有接入请求都要通过严格的身份验证。

教育机构

校园网络通常覆盖面积广，用户多且分散，这为网络管理带来了挑战。802.1x能够帮助校园网络实现安全控制，确保只有合法用户才能访问网络资源。

• 校园Wi-Fi：学生和教职工在连接校园Wi-Fi时，需要通过802.1x认证，确保网络资源的安全使用。
• 计算机实验室：实验室中的每一台设备在使用时必须通过认证，防止未经授权的访问和滥用。

公共和家庭无线网络

无论是家庭还是公共场所的无线网络，802.1x都能提供额外的一层安全防护，确保只有经过身份验证的设备才能连接上网络。

• 家庭网络：家庭中的所有设备（如智能电视、笔记本等）在接入Wi-Fi时都需要通过802.1x认证，提升家庭网络的安全性。
• 公共Wi-Fi：咖啡店、酒店等公共场所提供的Wi-Fi也可以应用802.1x，确保只有获得授权的用户可以使用网络，从而防止网络滥用。

政府和金融机构

在这些需要高级别安全保障的场合，802.1x协议显得尤为重要。通过严格的身份认证，确保只有合法的用户和设备可以访问敏感的政府或金融数据。

五、802.1x的测试：让它经得起考验

为了确保802.1x配置的有效性和可靠性，测试是非常重要的一环。以下使用信而泰测试仪表以MD5认证方式进行802.1x协议的测试：

测试拓扑和主要配置如下所示：

如上图所示，测试仪模拟802.1x认证的终端设备，被测设备使用华为的AR6140H-S，服务器采用开源的Freeradius，测试仪和交换机两个接口相连，并且在同一个VLAN里，并在在交换机G0/0/1接口启用DOT1X

1. 1、占用两个端口，port1用于模拟DOT1X和发送流量，port2用于接收流量，首先在port1上创建两条流量，在DOT1X认证之前，发送Traffic两条流量都不通；

1. 2、使用配置向导在port1端口创建802.1X协议，选择封装为None并启用VLAN，接口MAC地址配置为00:00:00:11:11:11和DOT1X-Traffic流量的源MAC相同，配置802.1x认证方式选择MD5，用户名和密码都为vic，点击完成即可；

1. 3、切换到802.1x协议处启动即可，切换统计视图到802.1x协议统计，认证结果为Authenticated成功建立会话；

4、重新将两条流量发送，可观察到DOT1X-Traffic流量可正常通讯，而未启用802.1x协议的Back-Traffic流量依旧不通。

以下是实时抓取的802.1x协议报文

六、DarYu-X/BigTao-V系列网络测试仪

DarYu-X系列和BigTao-V系列网络测试仪在设计上融合了前沿的模块化理念，集成高性能机箱、强大的板卡以及直观易用的软件界面。支持从10M到800G的多速率以太网测试，展示了卓越的灵活性和扩展性，完美应对企业用户不断增加的测试需求和未来业务扩展的挑战。两个平台均支持802.1x协议MD5、TLS、TLS1.1、TLS1.2、TTLS、PEAP这6种方式认证测试，可以满足用户不同的测试需求，为网络环境中的多种应用场景提供了灵活而高效的解决方案。