[CS-한 권으로 끝내는 네트워크 기초] 4장. 네트워크 장비의 종류

🌐 4장. 네트워크 장비의 종류

4.1. 연결을 위한 네트워크 장비

4.1.1. 라우터

라우터는 쉽게 말해서 네트워크와 네트워크를 연결하는 것이다. 가정이나 소규모 사무실의 라우터를 생각해보자. 가정이나 소규모 사무실에서 라우터는 컴퓨터 여러 대로 회선 하나를 함께 사용하는 기능을 제공한다.

컴퓨터를 인터넷 회선에 직접 연결하면 연결된 컴퓨터만 외부 네트워크에 접속할 수 있다. 라우터를 이용하면 여러 대의 컴퓨터는 물론, 휴대 전화나 태블릿 등도 인터넷 회선을 공용하여 외부 네트워크에 접속할 수 있다.

 

라우터에 연결할 때 유선 랜뿐만 아니라 무선 랜을 사용하는 경우도 있다.

회선으로 접속하는 외부 네트워크로 인터넷을 가장 쉽게 생각할 수 있다. 소규모 사무실도 거점이 많은 회사의 한 거점이 될 때는 다른 거점과 VPN으로 접속하기도 한다.

또 라우터에는 DHCP 서버기능이 있어 정해진 범위 안에서 컴퓨터에 IP 주소를 할당하여 충돌이 일어나지 않게 관리한다. 네트워크에 따라서는 DHCP 서버 기능을 사용하지 않고, 모든 IP를 수동으로 관리하는 경우도 있다.

 

4.1.2. 스위치

L7스위치는 응용 계층의 내용까지 해석해서 데이터를 배분한다. 특정 사용자와 서버의 연결(세션)을 유지하는 기능은 L7 스위치가 구현한다. 

 

4.2. 방어를 위한 네트워크 기기

4.2.1. 방화벽과 UTM

방어를 위한 네트워크 기기로 대표적인 것이 방화벽(firewall)이다. 방화벽은 네트워크가 연결되는 장소에서 통과시켜서는 안되는 통신을 차단하는 시스템이다.

방화벽이 발전한 형태가 UTM(Unified Threat Management)이다. UTM이란 방화벽, VPN, 안티바이러스, IDS/IPS, 콘텐츠 필터링, 안티스팸, 애플리케이션 컨트롤 등의 기능을 한 기기에서 한꺼번에 제공하는 것이다. 이를 시큐리티 어플라이언스 제품이라고도 한다.

 

나중에 나오는 WAF(Web Application Firewall)는 조금 성격이 다른 보안 제품이기 때문에 UTM에 포함되지 않는 경우가 많다.

** 콘텐츠 필터링은 데이터 손실을 방지하고자 특정 유형, 파일, 프로토콜 명령 등에 기반하여 트래픽을 차단한다.

 

방화벽 기능 자체는 지금도 유용하지만, 좀 더 다각적으로 위협에 대처하고자 UTM이 만들어졌다. 최근에는 통신을 애플리케이션 단위로 제어하는 기능을 가진 것도 있다.

 

예시

• 웹 사이트와 사용자 속성에 근거한 통신 제어
  • 예) 마케팅 부서의 SNS에 대한 참조와 투고는 허가하고, 타 부서의 참조와 투고는 금지한다.
• 웹 사이트와 행동에 근거한 통신 제어
  • 예) 웹 메일에서 파일 첨부를 금지한다.
• 웹 브라우저를 사용하지 않는 HTTP/HTTPS 통신 제어
  • 채팅앱이나 파일 교환앱의 통신을 차단한다.

최근에는 많은 애플리케이션이 웹을 기반으로 동작하며, 웹 애플리케이션 이외에도 통신에 HTTP/HTTPS를 이용하는 사례가 증가한 것이 이런 기능이 등장한 배경이다. 따라서기존 프로토콜 기반의 패킷 필터링으로 할 수 없는 제어를 하여 보안을 강화할 필요가 있다.

 

4.2.2. WAF(Web Application Firewall)

WAF는 웹 사이트의 앞쪽에 배치하여 웹 사이트 및 웹 애플리케이션 등을 노린 공격을 방어하는 보안 대책이다.

WAF로 방어할 수 있는 주된 공격으로는 SQL 인젝션이나 XS, 패스워드 리스트 공격 등을 들 수 있다. WAF 종류에는 다음과 같은 것들이 있다.

 

어플라이언스 WAF

하드웨어 어플라이언스를 설치하는 형태의 WAF이다.

 

소프트웨어 WAF

서버에 소프트웨어를 설치하고 운영하는 형태의 WAF이다. (1)웹 서버에 직접 설치하고 운영하는 것과 (2)웹 서버와는 별도의 서버에 설치하여 리버스 프록시로 운영하는 것이 있다. 

 

클라우드형 WAF

클라우드 서비스로 제공되는 형태의 WAF이다. 웹 사이트에 대한 액세스는 일단 클라우드형 WAF를 경유하여 웹 서버에 도달한다.

 

WAF를 이용할 때 주의

모든 WAF에서 공통인 것은 도입할 때 사전 검증을 철저히 하는 것이다. 도입 후에도 애플리케이션이 정상적으로 동작하는지, 응답에는 문제가 없는지 등을 확인해야 한다.

 

4.2.3. IDS/IPS

IDS(Intrusion Detection System)(침입 탐지 시스템)와 IPS(Intrusion Prevention System)(침입 방지 시스템)는 네트워크에서 침입을 탐지하고 방지하는 데 이용되는 시스템이다. 모두 보호 대상에 대한 침입을 탐지하는 데 사용된다.

IDS는 '탐지'와 '통지'를 하고, IPS는 '탐지'와 '통지' 및 '방지'를 한다고 할 수 있다. 이 둘을 거의 구별하지 않고 IDS/IPS 처럼 병기하는 경우도 많다.

 

 

IDS/IP의 탐지 방법에는 시그니처(signature)형과 어노멀리(anormaly)형 두 종류가 있다.

시그니처형이란 알려진 공격 패턴 등 비정상적인 통신 패턴을 데이터베이스에 보관하고, 통신 내용이 일치하는 경우에 비정상으로 판단하는 탐지방법이다.

어노멀리형은 반대로 정상적인 통신 패턴을 데이터베이스에 보관하고, 통신 내용이 비정상이라고 의심되는 경우에 부정으로 판단하는 탐지 방법이다.

 

시그니처형은 비정상인 패턴을 매칭하므로 오탐지가 적지만, 데이터베이스에 등록되지 않은 알려지지 않은 부정 액세스 패턴은 탐지할 수 없는 단점이 있다.

어노멀리형은 미지의 공격도 어느 정도 탐지할 수 있다는 장점이 있지만, 시그니처형보다 오탐지가 많아진다는 단점이 있다.

 

4.2.4. 각각의 관계성

방화벽은 3계층/4계층 수준에서 방어하는 기본적인 보안 시스템이고, IDS/IPS는 좀 더 애플리케이션에 가까운 방어를 주로 하는 등 각각 특성이 다르다. 따라서 필요에 따라 같이 사용하는 것이 좋다.

• 방화벽은 가장 기본적인 보안 시스템으로 반드시 사용한다.
• IDS/IPS는 필요에 따라 이용 여부를 결정한다.

방어 대상이 웹 애플리케이션이라고 확실히 정해져 있다면 WAF를 병용하는 것도 고려한다.

 

4.3. 소프트웨어로 조작하는 네트워크

4.3.1. SDN

SDN(Software Defined Network)이란 소프트웨어를 이용하여 유연하게 정의할 수 있는 네트워크를 만드는 기술 혹은 그런 콘셉트를 의미한다.

물리적인 네트워크에서는 네트워크 기기나 서버를 추가하거나 네트워크 구성을 변경할 때 실제로 기기를 설치하거나 케이블을 꽂고 빼는 작업이 필요하다. 그리고 공유기와 스위치, 방화벽 등 설정도 각각 변경해야 한다.

SDN에서는  SDN컨트롤러라는 소프트웨어로 논리적인 네트워크를 한곳에서 집중 관리한다. 네트워크를 한곳에 모아서 관리하면 개별적으로 기기를 일일이 설정하지 않아도 되니 효율이 높아진다.

 

OpenFlow

SDN의 구체적인 구현으로 알려진 기술 중 하나가 바로 오픈프로(OpenFlow)이다. 기존 네트워크 기기에서는 경로 제어와 데이터 전송이 한 네트워크 장비로 구현되어 있다. 각각의 네트워크 기기가 설정에 따라 경로를 제어하고 데이터를 전송하면 부분적인 장애에 강하다는 장점이 있지만, 네트워크 전체에서 본 경로 선택이나 통합적인 관리가 어렵다는 문제점을 안고 있다.

 

오픈플로는 경로를 제어하는 오픈플로 컨트롤러와 실제 데이터를 전송하는 오픈플로 스위치로 구성되어 있으며, 네트워크를 전체적으로 보았을 때 경로 선택이나 통합적인 관리를 할 수 있다. 

오픈플로를 구현하는 방식에는 오버레이 방식과 홉 바이 홉 방식 두 종류가 있다.

 

오버레이 방식은 가상 서버를 오픈플로를 지원하는 가상 스위치와 연결하여 물리 서버를 걸친 가상 랜을 구성하는 것이다. 기존 네트워크 기기 등을 활용하면서 도입할 수 있다는 장점이 있지만, 네트워크 전체를 보았을 때 세밀하게 경로를 제어할 수 없다는 단점이 있다.

 

홉 바이 홉 방식은 네트워크 기기도 오픈플로를 지원하는 기기를 이용함으로써 오픈플로가 지향하는 전체 기능을 활용하는 것이 목표이다. 

 

4.3.1. SD-WAN

SD-WAN은 SDN을 랜뿐만 아니라 왠으로도 확대하려는 것이며, 소프트웨어로 자동화된 도입과 운용이 가능한 왠이다.

SD-WAN은 다음과 같은 세 가지 특징이 있다.

• 소프트웨어로 집중 관리
• 신규 거점 도입의 용이성
• 가상화 기반이나 IaaS형 클라우드와의 친화성

기존 왠은 기기마다 설정하여 접속했지만, SD-WAN은 SDN과 마찬가지로 소프트웨어 컨트롤러로 집중적으로 관리하는 것이 목표이며, 단일 관리 화면에서 각종 설정을 할 수 있다. 또 새롭게 접속 거점을 추가할 때도 현장에 네트워크 엔지니어가 가지 않고 도입할 수 있다.