浅谈绑定之应用

绑定是目前普遍宣传和被应用的功能，如常见的端口绑定、MAC绑定、IP绑定、动态绑定、静态绑定等。其根本目的是要实现用户的唯一性确定，从而实现对以太网用户的管理。

　　一、绑定的由来

　　绑定的英文词是BINDING，其含义是将两个或多个实体强制性的关联在一起。一个大家比较熟悉的例子，就是配置网卡时，将网络协议与网卡驱动绑定在一起。其实在接入认证时，匹配用户名和密码，也是一种绑定，只有用户名存在并且密码匹配成功，才认为是合法用户。在这里，用户名已经可以唯一标识某个用户，与对应密码进行一一绑定。

　　二、绑定的分类

　　从绑定的实现机制上，可以分为AAA（服务器）有关绑定和AAA无关绑定；从绑定的时机上，可以分为静态绑定和动态绑定。

　　AAA是用户信息数据库，所以AAA有关绑定以用户信息为核心，认证时设备上传绑定的相关属性（端口、VLAN、MAC、IP等），AAA收到后与本地保存的用户信息匹配，匹配成功则允许用户上网，否则拒绝上网请求。

　　AAA无关绑定完全由接入设备实现。接入设备（如Lanswitch）上没有用户信息，所以AAA无关绑定只能以端口为核心，在端口上可以配置本端口可以接入的MAC（或IP）地址列表，只有其MAC地址属于此列表中的计算机才能够从该端口接入网络。

　　静态绑定是在用户接入网络前静态配置绑定的相关信息，用户接入认证时，匹配这些信息，只有匹配成功才能接入。

　　动态绑定的相关信息不是静态配置的，而是接入时才动态保存到接入设备上，接入网络后不允许用户再修改这些信息，一旦修改，则强制用户下线。

　　AAA相关绑定一般都是静态绑定，动态绑定一般都是在接入设备上实现的。接入设备离最终用户最近，用户所有的认证数据流和业务数据流都必须经过接入设备，只有认证数据流经过AAA，所以接入设备可以最容易最及时发现相关绑定信息的变化，也方便采取强制用户下线等处理措施。另外，网络中AAA一般只有一台，集中管理，接入设备却有很多，由分散的接入设备监视用户绑定信息的变化，可以减轻AAA的负担。

　　三、绑定的应用模式

　　除了常用的用户名与密码绑定外，可以用于绑定的属性主要有：端口、VLAN、MAC地址和IP地址。这些属性的特性不同，其绑定的应用模式也有较大差别。

　　1、IP地址绑定

　　1）解释

　　按照前边的定义标准，IP地址绑定可以分为AAA有关IP地址绑定、AAA无关IP地址绑定、IP地址静态绑定和IP地址动态绑定。

　　AAA有关IP地址绑定：在AAA上保存用户固定分配的IP地址，用户认证时，接入设备上传用户机器静态配置的IP地址，AAA将设备上传IP地址与本地保存IP地址比较，只有相等才允许接入。

　　AAA无关IP地址绑定：在接入设备上配置某个端口只能允许哪些IP地址接入，一个端口可以对应一个IP地址，也可以对应多个，用户访问网络时，只有源IP地址在允许的范围内，才可以接入。

　　IP地址静态绑定：接入网络时检查用户的IP地址是否合法。

IP地址动态绑定：用户上网过程中，如更改了自己的IP地址，接入设备能够获取到，并禁止用户继续上网。

2）应用

　　教育网中，学生经常改变自己的IP地址，学校里IP地址冲突的问题比较严重，各学校网络中心承受的压力很大，迫切需要限制学生不能随便更改IP地址。可以采用以下方法做到用户名和IP地址的一一对应，解决IP地址问题。

　　如有DHCP Server，可以使用IP地址动态绑定，限制用户上网过程中更改IP地址。此时需要接入设备限制用户只能通过DHCP获取IP地址，静态配置的IP地址无效。如没有DHCP Server，可以使用AAA有关IP地址绑定和IP地址动态绑定相结合方式，限制用户只能使用固定IP地址接入，接入后不允许用户再修改IP地址。通过DHCP Server分配IP地址时，一般都可以为某个MAC地址分配固定的IP地址，再与AAA有关MAC地址绑定配合，变相的做到了用户和IP地址的一一对应。

　　2、MAC地址绑定

　　1）解释

　　与IP地址绑定类似，MAC地址绑定也可以分为AAA有关MAC地址绑定和AAA无关MAC地址绑定；MAC地址静态绑定和MAC地址动态绑定。

　　由于修改了MAC地址之后，必须重新启动网卡才能有效，重新启动网卡就意味着重新认证，所以MAC地址动态绑定意义不大。

　　2）应用

　　AAA有关MAC地址绑定在政务网或园区网中应用比较多，将用户名与机器网卡的MAC地址绑定起来，限制用户只能在固定的机器上上网，主要是为了安全和防止帐号盗用。但由于MAC地址也是可以修改的，所以这个方法还存在一些漏洞的。

　　3、端口绑定

　　1）解释

　　端口的相关信息包含接入设备的IP地址和端口号。

　　设备IP和端口号对最终用户都是不可见的，最终用户也无法修改端口信息，用户更换端口后，一般都需要重新认证，所以端口动态绑定的意义不大。由于AAA无关绑定是以端口为核心了，所以AAA无关端口绑定也没有意义。

　　有意义的端口绑定主要是AAA有关端口绑定和端口静态绑定。

　　2）应用

　　AAA有关端口绑定主要用于政务网、园区网和运营商网络，从而限制用户只能在特定的端口上接入。

　　4、VLAN绑定

　　1）解释

　　与端口绑定类似，VLAN相关信息也配置在接入设备上，最终用户无法修改，所以，VLAN动态绑定意义不大。对于AAA无关VLAN绑定，如只将端口与VLAN ID绑定在一起，那么如果用户自己连一个HUB，就会出现一旦此HUB上的一个用户认证通过，其他用户也可以上网的情况，造成网络接入不可控，所以一般不会单独使用AAA无关的VLAN绑定。

　　常用的VLAN绑定是AAA有关VLAN绑定和VLAN静态绑定。

2）应用

　　如网络接入采用二层结构，上层是三层交换机，下层是二层交换机，认证点在三层交换机上，这种情况下，仅靠端口绑定只能限制用户所属的三层交换机端口，限制范围太大，无法限制用户所属的二层交换机端口。

　　使用AAA有关VLAN绑定和VLAN静态绑定就可以解决这个问题。

　　分别为二层交换机的每个下行端口各自设置不同的VLAN ID，二层交换机上行端口设置为VLAN透传，就产生了一个三层交换机端口对应多个VLAN ID的情况，每个VLAN ID对应一个二层交换机的端口。用户认证时，三层交换机将VLAN信息上传到AAA，AAA与预先设置的信息匹配，根据匹配成功与否决定是否允许用户接入。

　　此外，用户认证时，可以由AAA将用户所属的VLAN ID随认证响应报文下发到接入设备，这是另外一个角度的功能。虽然无法限制用户只能通过特定的二层交换机端口上网，但是可以限制用户无论从那个端口接入，使用的都是用一个VLAN ID。这样做的意义在于，一般的DHCP Server都可以根据VLAN划分地址池，用户无论在哪个位置上网，都会从相同的地址池中分配IP地址。出口路由器上可以根据源IP地址制定相应的访问权限。综合所有这些，变相的实现了在出口路由器上根据用户名制定访问权限的功能。

　　5、其它说明

　　标准的802.1x认证，只能控制接入端口的打开和关闭，如某个端口下挂了一个HUB，则只要HUB上有一个用户认证通过，该端口就处于打开状态，此HUB下的其他用户也都可以上网。为了解决这个问题，出现了基于MAC地址的认证，某个用户认证通过后，接入设备就将此用户的MAC地址记录下来，接入设备只允许所记录MAC地址发送的报文通过，其它MAC地址的报文一律拒绝。

　　为了提高安全性，接入设备除了记录用户的MAC地址外，还记录了用户的IP地址、VLAN ID等，收到的报文中，只要MAC地址、IP地址和VLAN ID任何一个与接入设备上保存的信息匹配不上，就不允许此报文通过。有的场合，也将这种方式称为接入设备的“MAC地址+IP地址+VLAN ID”绑定功能。功能上与前边的AAA无关的动态绑定比较类似，只是用途和目的不同。

　　四、业界厂商产品对绑定的支持

　　以上的常用绑定功能业界厂商都普遍支持，一些厂商还进行了更有特色的功能开发，如华为提供的以下增强功能：

　　1、绑定信息自学习

　　1）MAC地址自动学习

　　配置AAA相关MAC地址绑定功能时，MAC很长，难以记忆，输入时也经常出错，一旦MAC地址输入错误，就会造成用户无法上网，大大增加了AAA系统管理员的工作量。CAMS实现了MAC地址自动学习功能，可以学习用户第一次上网的MAC地址，并自动与用户绑定，既减少了工作量，又不会出错。以后用户MAC地址变更时，系统管理员将用户绑定的MAC地址清空，CAMS会再次自动学习用户MAC地址。

　　2）IP地址自动学习

　　与MAC地址自动学习类似。

　　2、一对多绑定

　　1）IP地址一对多绑定

　　用户可以绑定不只一个IP地址，而是可以绑定一个连续的地址段。这个功能主要应用于校园网中，一个教研室一般都会分配一个连续的地址段，教研室的每个用户都可以自由使用该地址段中的任何一个IP地址。教研室内部的网络结构和IP地址经常变化，将用户和教研室的整个地址段绑定后，可以由各教研室自己分配和管理内部IP地址，既不会因教研室内部IP地址分配问题影响整个校园网的正常运转，又可以大大减少AAA系统管理员的工作量。

　　2）端口一对多绑定