DIAMETER

DIAMETER je AAA protokol (authentication, authorization and accounting, česky autentizace, autorizace a účtovací) používaný pro přístup k síti nebo pro IP mobilitu. Je používán pro signalizaci v jádře sítě Evolved Packet System (EPS) mobilních sítí 4G.^[1] Hlavní koncept tvoří základní protokol, který může být rozšířen pro poskytování AAA služeb novým přístupovým technologiím. Může pracovat jak lokálně tak i v roamingu.

Rozšíření oproti RADIUS protokolu

Protokol DIAMETER je rozšířeným následníkem protokolu RADIUS (o čemž svědčí okolnost, že diametr čili průměr je dvojnásobkem rádiusu neboli poloměru). Diameter není přímo zpětně kompatibilní, ale poskytuje rozšířenou cestu pro RADIUS. Hlavní rozdíly protokolu DIAMETER oproti protokolu RADIUS jsou:

používá spolehlivý transportní protokol (TCP nebo SCTP, nepoužívá nespolehlivý UDP)
může použít zabezpečení na transportní vrstvě (IPsec nebo TLS)
podporuje přenos RADIUS
má větší adresní prostor pro dvojice atributů a hodnot (anglicky Attribute Value Pairs, AVPs) a širší identifikátory (32bitové místo 8bitových)
jde o klient–server protokol, s výjimkou podpory některých zpráv inicializovaných serverem
lze použít stavový i bezstavový model
má dynamické objevování uzlů (používá DNS, SRV a NAPTR)
má schopnost vyjednávání
podporuje dohody na aplikační vrstvě, definuje metody odolávající chybám a stavové stroje (RFC 3539)
oznamuje chyby
má lepší podporu roamingu
je snadněji rozšiřitelný; lze definovat nové příkazy a atributy
je zarovnán na 32bitové hranice
má základní podporu uživatelských sezení a účtování

Popis protokolu

Základní protokol Diameteru (anglicky Diameter Base Protocol) je definován v RFC 6733. Definuje minimální požadavky AAA protokolu. Aplikace Diameteru (anglicky Diameter Applications) mohou rozšířit základní protokol přidáním nových příkazů nebo atributů. Aplikace zde není program, nýbrž protokol založený na Diameteru. Zabezpečení protokolu Diameter je poskytováno protokolem IPsec nebo TLS.

Formát paketů

Paket začíná hlavičkou, ze kterou následují dvojice atributů a hodnot (AVP):

Hlavička protokolu Diameter
Bitové posunutí	`0`	`1`	`2`	`3`	`8`
0	Verze				Délka zprávy
32	`R`	`P`	`E`	`T`	Kód příkazu
64	Application ID
96	Hop-by-hop ID
128	End-to-end ID
160 ...	AVPs ...

Verze

Toto pole indikuje verzi základního protokolu Diameter. V roce 2014 byla jediná podporovaná hodnota 1.^[2]

Délka zprávy

Pole délka zprávy (anglicky Message length) indikuje délku Diameter zprávy v bytech, včetně hlavičky a polí AVP doplněných na násobek 4 bytů.

Příznaky příkazu

Bit „R“ (Požadavek) – je-li nastaven, zpráva je požadavek; je-li nulový, zpráva je odpověď.

Bit „P“ (Proxiable) – je-li nastaven, zpráva MŮŽE být předána na jiný uzel (proxy, relay nebo redirect). Pokud je nulový, zpráva MUSÍ být zpracovaná lokálně.

Bit „E“ (Chyba) – je-li nastaven, zpráva obsahuje chybu protokolu a nebude vyhovovat CCF pro tento příkaz. Zprávy s nastaveným bitem „E“ se obvykle nazývají chybové zprávy. Tento bit NESMÍ být nastaven v požadavku.

Bit „T“ (Potenciálně opakovaně přenášená zpráva) – tento příznak je nastaven po proceduře zotavení ze selhání spoje, pro pomoc při odstraňování duplicitních požadavků. Je nastaven při opakovaném posílání požadavku, který zatím nebyl potvrzen, jako indikace možné duplicity kvůli selhání spoje.

Příkazy

Každé dvojici požadavek/odpověď je přiřazen kód příkazu. Zda jde o požadavek nebo odpověď, je rozlišeno bitem 'R' v poli Příznaky příkazu.

Hodnoty 0-255 jsou rezervovány pro zpětnou kompatibilitu s protokolem RADIUS. Hodnoty 256-16777213 jsou pro trvalé, standardní příkazy, které přidělila organizace IANA. Hodnoty 16777214 a 16777215 (hex 0xFFFFFE a 0xFFFFFF) jsou rezervované pro experimentální a testovací účely.

Kód příkazu se používá pro určení akce, kterou je třeba provést pro určitou zprávu. V následující tabulce jsou vybrané často používané příkazy definované v protokolu (základním nebo v aplikacích):

Jméno příkazu	Zkratka	Kód	Aplikace
AA-Request	AAR	265	Diameter NAS Application - RFC 7155
AA-Answer	AAA	265	Diameter NAS Application - RFC 7155
Diameter-EAP-Request	DER	268	Diameter EAP Application - RFC 4072
Diameter-EAP-Answer	DEA	268	Diameter EAP Application - RFC 4072
Abort-Session-Request	ASR	274	Diameter base
Abort-Session-Answer	ASA	274	Diameter base
Accounting-Request	ACR	271	Diameter base
Accounting-Answer	ACA	271	Diameter base
Credit-Control-Request	CCR	272	Diameter Credit-Control Application - RFC 8506 (nahrazuje RFC 4006)
Credit-Control-Answer	CCA	272	Diameter Credit-Control Application - RFC 8506 (nahrazuje RFC 4006)
Capabilities-Exchange-Request	CER	257	Diameter base
Capabilities-Exchange-Answer	CEA	257	Diameter base
Device-Watchdog-Request	DWR	280	Diameter base
Device-Watchdog-Answer	DWA	280	Diameter base
Disconnect-Peer-Request	DPR	282	Diameter base
Disconnect-Peer-Answer	DPA	282	Diameter base
Re-Auth-Request	RAR	258	Diameter base
Re-Auth-Answer	RAA	258	Diameter base
Session-Termination-Request	STR	275	Diameter base
Session-Termination-Answer	STA	275	Diameter base
User-Authorization-Request	UAR	283	Diameter SIP Application - RFC 4740
User-Authorization-Answer	UAA	283	Diameter SIP Application - RFC 4740
Server-Assignment-Request	SAR	284	Diameter SIP Application - RFC 4740
Server-Assignment-Answer	SAA	284	Diameter SIP Application - RFC 4740
Location-Info-Request	LIR	285	Diameter SIP Application - RFC 4740
Location-Info-Answer	LIA	285	Diameter SIP Application - RFC 4740
Multimedia-Auth-Request	MAR	286	Diameter SIP Application - RFC 4740
Multimedia-Auth-Answer	MAA	286	Diameter SIP Application - RFC 4740
Registration-Termination-Request	RTR	287	Diameter SIP Application - RFC 4740
Registration-Termination-Answer	RTA	287	Diameter SIP Application - RFC 4740
Push-Profile-Request	PPR	288	Diameter SIP Application - RFC 4740
Push-Profile-Answer	PPA	288	Diameter SIP Application - RFC 4740
User-Authorization-Request	UAR	300	Diameter base (3GPP) RFC 3589
User-Authorization-Answer	UAA	300	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Server-Assignment-Request	SAR	301	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Server-Assignment-Answer	SAA	301	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Location-Info-Request	LIR	302	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Location-Info-Answer	LIA	302	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Multimedia-Auth-Request	MAR	303	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Multimedia-Auth-Answer	MAA	303	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Registration-Termination-Request	RTR	304	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Registration-Termination-Answer	RTA	304	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Push-Profile-Request	PPR	305	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Push-Profile-Answer	PPA	305	Diameter base (3GPP) RFC 3589
User-Data-Request	UDR	306	Diameter base (3GPP) RFC 3589
User-Data-Answer	UDA	306	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Profile-Update-Request	PUR	307	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Profile-Update-Answer	PUA	307	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Subscribe-Notifications-Request	SNR	308	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Subscribe-Notifications-Answer	SNA	308	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Push-Notification-Request	PNR	309	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Push-Notification-Answer	PNA	309	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Bootstrapping-Info-Request	BIR	310	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Bootstrapping-Info-Answer	BIA	310	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Message-Process-Request	MPR	311	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Message-Process-Answer	MPA	311	Diameter base (3GPP) RFC 3589
Update-Location-Request	ULR	316	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Update-Location-Answer	ULA	316	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Cancel-Location-Request	CLR	317	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Cancel-Location-Answer	CLA	317	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Authentication-Information-Request	AIR	318	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Authentication-Information-Answer	AIA	318	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Insert-Subscriber-Data-Request	IDR	319	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Insert-Subscriber-Data-Answer	IDA	319	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Delete-Subscriber-Data-Request	DSR	320	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Delete-Subscriber-Data-Answer	DSA	320	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Purge-UE-Request	PER	321	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Purge-UE-Answer	PEA	321	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Notify-Request	NR	323	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Notify-Answer	NA	323	3GPP TS 29.272 [RFC 5516]
Provide-Location-Request	PLR	8388620	3GPP-LCS-SLg (Application-ID 16777255)
Provide-Location-Answer	PLA	8388620	3GPP-LCS-SLg (Application-ID 16777255)
Routing-Info-Request	RIR	8388622	3GPP-LCS-SLh (Application-ID 16777291)
Routing-Info-Answer	RIA	8388622	3GPP-LCS-SLh (Application-ID 16777291)
AA-Mobile-Node-Request	AMR	260	Diameter Mobile IPv4 - RFC 4004
AA-Mobile-Node-Answer	AMA	260	Diameter Mobile IPv4 - RFC 4004
Home-Agent-MIP-Request	HAR	262	Diameter Mobile IPv4 - RFC 4004
Home-Agent-MIP-Answer	HAA	262	Diameter Mobile IPv4 - RFC 4004
Configuration-Information-Request	CIR	8388718	S6t per 3GPP TS 29.336
Configuration-Information-Answer	CIA	8388718	S6t per 3GPP TS 29.336
Reporting-Information-Request	RIR	8388719	S6t per 3GPP TS 29.336
Reporting-Information-Answer	RIA	8388719	S6t per 3GPP TS 29.336
NIDD-Information-Request	NIR	8388726	S6t per 3GPP TS 29.336
NIDD-Information-Answer	NIA	8388726	S6t per 3GPP TS 29.336

Application-ID

Application-ID (identifikátor aplikace) se používá pro identifikaci, jakým aplikacím Diametru je zpráva určena. Aplikace mohou být autentizační, účtovací nebo proprietární.

Diameter agenti podporující určité Diameter rozšíření zveřejňují jeho podporu uvedením určité hodnoty v atributu Auth-Application-Id Attribute příkazu Capabilities-Exchange-Request (CER) nebo Capabilities-Exchange-Answer (CEA).

Hodnota Application-ID pole v hlavičce je stejná jako libovolné relevantní Application-Id AVPs obsažené ve zprávě. Například hodnota Application-ID a atributu Auth-Application-Id v příkazech Credit-Control-Request (CCR) and Credit-Control-Answer (CCA) je 4.^[3]

Application-ID	Zkr.	Plné jméno	Použití
0	Base	Společné Diameter zprávy	Pro vytváření/rušení a údržbu spojení protokolu Diameter
16777216	Cx/Dx	3GPP Cx/Dx	Rozhraní mezi IMS I/S-CSCF a HSS
16777217	Sh	3GPP Sh	Rozhraní mezi VoIP/IMS SIP aplikačním serverem a HSS
16777236	Rx	3GPP Rx	Řízení zásad a účtování (anglicky Policy and charging control)
16777238	Gx	3GPP Gx	Řízení zásad a účtování
16777251	S6a/S6d	3GPP S6a/S6d	Roaming signalizace v sítích LTE
16777252	S13	3GPP 13	Rozhraní mezi EIR a MME
16777255	SLg	3GPP LCS SLg	Služby využívající polohu
16777345	S6t	3GPP S6t	Rozhraní mezi SCEF a HSS

Hop-by-Hop Identifikátor

Hop-by-Hop Identifikátor je 32bitové celé číslo bez znaménka (v síťovém pořadí bytů), které se používá pro spárování požadavků s odpověďmi.

Protokol Diameter vyžaduje, aby si agenti provádějící relaying a proxying udržovali transakční stav, který se používá pro zotavení ze selhání. Transakční stav vyžaduje, aby při forwardování požadavku byl uložen jeho Hop-by-Hop Identifikátor; hodnota je nahrazena lokálně jedinečným identifikátorem, který bude při přijetí odpovídající odpovědi nahrazen původní hodnotou. Stav požadavku je uvolněn při doručení odpovědi. Přijaté odpovědi, jejichž Hop-by-Hop Identifier nesouhlasí, Diameter agent ignoruje.

V případě agentů provádějících přesměrování je v záhlaví udržován Hop-by-Hop identifikátor, protože Diameter agent musí vrátit odpověď.

End-to-end Identifikátor

End-to-end Identifikátor je pole obsahující 32bitové celé číslo bez znaménka (v síťovém pořadí bytů), které se v kombinaci s Origin-Host AVP používá pro odhalení duplicitních zpráv.

Při vytváření požadavku se End-to-end identifikátor nastaví na lokálně jedinečnou hodnotu. Tento end-to-end identifikátor není měněn Diameter agenty žádného druhu, a v odpovědi je třeba použít stejnou hodnotu.

Tato část článku je příliš stručná nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že ji vhodně rozšíříte.

Dvojice Atribut–Hodnota (AVP)

AVP Hlavička
Bitové posunutí	`0`	`1`	`2`	`8`
0	Kód AVP
32	`V`	`M`	`P`	Délka AVP
64	ID výrobce/dodavatele (volitelný)
96 ...	data ...

Pro jednoduchost, AVP příznak „V“ znamená specifický pro určitého výrobce/dodavatele (anglicky Vendor Specific); „M“ znamená povinný (anglicky Mandatory); „P“ znamená chráněný (anglicky Protected).

Příznak „V“ (specifický pro určitého výrobce/dodavatele) indikuje, zda je v AVP hlavičce přítomné volitelné pole Výrobce/dodavatel-ID. Je-li nastaven, AVP Code patří k určitý výrobce/dodavatel kód adresní prostor.

Příznak „M“ (povinný) indikuje, zda je vyžadována podpora konkrétního AVP. Pokud AVP s nastaveným příznakem „M“ je přijatý Diameter klientem, serverem, proxy nebo agentem pro překlad/translaci a příslušné AVP anebo jeho hodnota není rozpoznána, zpráva musí být odmítnuta. Diameter Relay a redirect agenti však zprávy s neznámými AVPs nesmí odmítat.

Příznak „P“ indikuje nutnost šifrování pro zajištění end-to-end datové bezpečnosti.

Jméno atributu	Kód	Typ
Acct-Interim-Interval	85	Unsigned32
Accounting-Realtime-Required	483	Enumerated
Acct-Multi-Session-Id	50	UTF8String
Accounting-Record-Number	485	Unsigned32
Accounting-Record-Type	480	Enumerated
Accounting-Session-Id	44	OctetString
Accounting-Sub-Session-Id	287	Unsigned64
Acct-Application-Id	259	Unsigned32
Auth-Application-Id	258	Unsigned32
Auth-Request-Type	274	Enumerated
Authorization-Lifetime	291	Unsigned32
Auth-Grace-Period	276	Unsigned32
Auth-Session-State	277	Enumerated
Re-Auth-Request-Type	285	Enumerated
Class	25	OctetString
Destination-Host	293	DiamIdent
Destination-Realm	283	DiamIdent
Disconnect-Cause	273	Enumerated
E2E-Sequence	300	Grouped
Error-Message	281	UTF8String
Error-Reporting-Host	294	DiamIdent
Event-Timestamp	55	Time
Experimental-Result	297	Grouped
Experimental-Result-Code	298	Unsigned32
Failed-AVP	279	Grouped
Firmware-Revision	267	Unsigned32
Host-IP-Address	257	Address
Inband-Security-Id	299	Unsigned32
Multi-Round-Time-Out	272	Unsigned32
Origin-Host	264	DiamIdent
Origin-Realm	296	DiamIdent
Origin-State-Id	278	Unsigned32
Product-Name	269	UTF8String
Proxy-Host	280	DiamIdent
Proxy-Info	284	Grouped
Proxy-State	33	OctetString
Redirect-Host	292	DiamURI
Redirect-Host-Usage	261	Enumerated
Redirect-Max-Cache-Time	262	Unsigned32
Result-Code	268	Unsigned32
Route-Record	282	DiamIdent
Session-Id	263	UTF8String
Session-Timeout	27	Unsigned32
Session-Binding	270	Unsigned32
Session-Server-Failover	271	Enumerated
Supported-Vendor-Id	265	Unsigned32
Termination-Cause	295	Enumerated
User-Name	1	UTF8String
Vendor-Id	266	Unsigned32
Vendor-Specific-Application-Id	260	Grouped

Stavové stroje

Tato část článku je příliš stručná nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že ji vhodně rozšíříte.

RFC 3588 definuje základní stavový stroj pro udržování spojení mezi komunikujícími stranami a zpracování zpráv. Stroj realizuje funkčnost základního protokolu a všechny zásobníky jej musí podporovat a jako takové abstrahovat od operací souvisejících se spojením.

Peer State Machine Part 1
Peer State Machine Part 2

Navíc je možné později nebo ve vyšší vrstvě abstrakce definovat stavové stroje pro konkrétní aplikace. RFC 3588 definuje stavový stroj pro autorizaci a účtování.

Diameter Authorization State Machines (Client)
Diameter Authorization State Machines (Server)
Diameter Accounting State Machines (Client)
Diameter Accounting State Machines (Server)

Toky zpráv

Komunikace mezi dvěma komunikujícími stranami protokolem Diameter začíná vytvořením transportního spojení (TCP nebo SCTP). Iniciátor pak pošle protistraně Capabilities-Exchange-Request (CER), protistrana odpoví Capabilities-Exchange-Answer (CEA). Podporují-li obě komunikující strany RFC3588, může být vyjednáno použití TLS (Transport Layer Security). Podporují-li obě komunikující strany RFC6733, může vyjednávání TLS proběhnout před CER/CEA.

Spojení je pak připravené pro výměnu aplikačních zpráv.

Pokud určitou dobu nebyly přenášené žádné zprávy, libovolná strana může poslat Device-Watchdog-Request (DWR) a protistrana musí odpovědět Device-Watchdog-Answer.

Libovolná strana může ukončit komunikaci odesláním zprávy Disconnect-Peer-Request (DPR), na kterou protějšek musí odpovědět Disconnect-Peer-Answer. Pak je možné zavřít transportní spojení.

Dokumenty RFC

Protokol Diameter je aktuálně definován v následujících IETF RFC dokumentech: Nahrazená RFC jsou indikována přeškrtnutím textu.

#	Titul	Datum publikace	Nahrazeno
~~RFC 3588~~	~~Diameter Base Protocol.~~	~~září 2003~~	RFC 6733
RFC 3589	Diameter Command Codes for Third Generation Partnership Project (3GPP) Release 5.	září 2003
RFC 4004	Diameter Mobile IPv4 Application.	srpen 2005
~~RFC 4005~~	~~Diameter Network Access Server Application.~~	~~srpen 2005~~	RFC 7155
~~RFC 4006~~	~~Diameter Credit-Control Application.~~	~~srpen 2005~~	RFC 8506
RFC 4072	Diameter Extensible Authentication Protocol (EAP) Application.	srpen 2005
RFC 4740	Diameter Session Initiation Protocol (SIP) Application. M.	listopad 2006
RFC 5224	Diameter Policy Processing Application.	březen 2008
RFC 5431	Diameter ITU-T Rw Policy Enforcement Interface Application.	březen 2009
RFC 5447	Diameter Mobile IPv6: Support for Network Access Server to Diameter Server Interaction.	únor 2009
RFC 5516	Diameter Command Code Registration for the Third Generation Partnership Project (3GPP) Evolved Packet System (EPS).	duben 2009
RFC 5624	Quality of Service Parameters for Usage with Diameter.	srpen 2009
~~RFC 5719~~	~~Updated IANA Considerations for Diameter Command Code Allocations.~~	~~leden 2010~~	RFC 6733
RFC 6733	Diameter Base Protocol.	říjen 2012
RFC 6737	The Diameter Capabilities Update Application.	říjen 2012
RFC 7155	Diameter Network Access Server Application.	duben 2014
RFC 8506	Diameter Credit-Control Application	březen 2019

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Diameter (protocol) na anglické Wikipedii.

↑ 3GPP TS 29.272: 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; Evolved Packet System (EPS); Mobility Management Entity (MME) and Serving GPRS Support Node (SGSN) related interfaces based on Diameter protocol. 18.3.0. vyd. [s.l.]: 3GPP, březen 2024. Dostupné online.
↑ ARKKO, J.; LOUGHNEY, J., 2012. RFC 6733 - Diameter Base Protocol. Proposed Standard. Roč. Standards Track. Dostupné online [cit. 2014-10-12]. ISSN 2070-1721. DOI 10.17487/RFC6733.
↑ HAKALA, H.; MATTILA, L.; STURA, M.; LOUGHNEY, J., 2005. RFC 4006 - Diameter Credit-Control Application. Proposed Standard. Roč. Standards Track. Dostupné online. DOI 10.17487/RFC4006.

Související články

[1] 3GPP TS 29.272: 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; Evolved Packet System (EPS); Mobility Management Entity (MME) and Serving GPRS Support Node (SGSN) related interfaces based on Diameter protocol. 18.3.0. vyd. [s.l.]: 3GPP, březen 2024. Dostupné online.

[rfc6733-2] ARKKO, J.; LOUGHNEY, J., 2012. RFC 6733 - Diameter Base Protocol. Proposed Standard. Roč. Standards Track. Dostupné online [cit. 2014-10-12]. ISSN 2070-1721. DOI 10.17487/RFC6733.

[rfc4006-3] HAKALA, H.; MATTILA, L.; STURA, M.; LOUGHNEY, J., 2005. RFC 4006 - Diameter Credit-Control Application. Proposed Standard. Roč. Standards Track. Dostupné online. DOI 10.17487/RFC4006.

[1]

[2]

[3]