[정보보안기사] 네트워크 보안 - 네트워크 일반

액트 2019. 6. 24.

- 목차 -

1. 네트워크 일반

(1) OSI 7 Layer

① 각 레이어의 기능 및 역학

② 레이어별 네트워크 장비

(2) TCP/IP 일반

  ① IPv4, IPv6 Addressing
  ② 서브네팅 설계 및 활용
  ③ CIDR, LSM
  ④ 데이터의 캡슐화
  ⑤ 포트주소 의미와 할당 원칙
  ⑥ IP, ARP, IGMP, ICMP, UDP, TCP 등 각 프로토콜의 원리 및 이해
  ⑦ Broadcast 및 Multicast 이해
(3) Unix/Windows 네트워크 서비스
  ① DNS, DHCP, SNMP, Telnet, FTP, SMTP 등 각종 서비스의 원리 및 이해
  ② Workgroup과 Domain
  ③ 터미널서비스 등 각종 원격관리 서비스
  ④ 인터넷공유 및 NAT 원리, 활용

1. 네트워크 일반

(1) OSI 7 Layer

① 각 레이어의 기능 및 역할

▶ OSI(Oepn System Interconnection): 통신절차를 기능별로 구별해 놓은 국제 표준

▶ SDU(Service Data Unit): 동위 계층의 서비스 user 간에 논리적인 통신로를 경유하여 교환되는 데이터 단위

▶ PDU(Protocol Data Unit): SDU의 앞뒤에 Header나 Footer를 덧 붙이는 데이터 캡슐화 과정의 결과물

▷ PDU = Header + SDU + (Footer)

ⅰ. 1 Layer(물리 계층, Physical Layer)

▷ 통신 매체에 대해 전기적, 기계적인 인터페이스를 다루며, 접속 통신 및 접속 해제를 위한 과저을 포함한

데이터를 통신 매체와 조화할 수 있는 신호로 바꾼다.

▷ PDU : Bit Stream(0과 1의 연속 / 전기적신호)

▷ Protocol : None.

▷ Equipment : Repeater / Hub

※ 상세 설명 - https://yjshin.tistory.com/15?category=712833

ⅱ. 2 Layer(데이터링크 계층, Datalink Layer)

▷ 두 논리적 장치 사이의 데이터 수신과 송신을 담당하고 통신 회선의 전송에 대응하는 데이터 링크

프로토콜을 실행한다. 물리적 계층에서 발생하는 오류를 발견하고 수정한 기능을 맡고 링크의 확인,

유지, 단절의 수단을 제공한다.

▷ PDU : Frame

▷ Protocol : Ethernet / HDLC / PPP / ...

▷ Equipment : Bridge / L2 Switch

※ 상세 설명 - https://yjshin.tistory.com/17?category=712833

ⅲ. 3 Layer(네트워크 계층, Network Layer)

▷ 하나 또는 복수의 통신망을 통하여 컴퓨터나 단말 장치 등의 시스템 간에 데이터를 전송한다.

▷ PDU : Packet

▷ Protocol : IP / ARP / ICMP

▷ Equipment : Router / L3 Switch

※ 상세 설명 - https://yjshin.tistory.com/20?category=712833

ⅳ. 4 Layer(전송 계층, Transport Layer)

▷ 품질 차이 보충 및 노드간 데이터의 투과적인 전송 기능을 제공

▷ PDU : Segment

▷ Protocol : TCP / UDP

▷ Equipment : L4 Switch

※ 상세 설명 - https://yjshin.tistory.com/28?category=712833

ⅴ. 5 Layer(세션 계층, Session Layer)

▷ 데이터 전송을 하기 위해 기본이 되는 논리적 통신로를 제공, 대화 제어

ⅵ. 6 Layer(표현 계층, Presentation Layer)

▷ 암호화, 암호해독 기능, 응용계층에서 넘겨 받은 정보를 다른 시스템의 응용계층이 읽을 수 있도록 해줌

ⅶ. 7 Layer(응용 계층, Application Layer)

▷사람이 인식하고 응용 계층 아래의 표현 계층과 상호 작용할 수 있는 데이터와 그림을 사용자에게 제공

▷ PDU : Data or Message

▷ Protocol : Telnet / HTTP / FTP / ...

▷ Equipment : PC / Server / ...

② 레이어별 네트워크 장비

▶ Physical Layer

ⓐ Reapeater : 걍 전기신호 증폭

ⓑ Hub : Reapeater 기능 + Hub에 붙은 모든 장비로 신호 전달

(이 때문에 Hub에 붙은 모든 장비는 하나의 Collision Domain)

▶ Data Link Layer

ⓐ Bridge

▷ Frame의 MAC주소과 MAC Table을 참조해, 어떤 포트로 Frame을 재조립해 내보낼지 결정할

수 있는 장비

▷ Frame을 S/W로 처리되는 방식이기에 Switch보단 느림

▷ 모든 포트가 동일한 속도

▷ Store-And-Forward 방식만 사용

ⓑ L2 Switch

▷ 처리 가능한 패킷의 숫자가 큰 것, 허보보다 전송 속도가 개선된 것

▷ L2 스위치는 MAC 정보를 보고 스위칭을 하는 것

▷ Frame 처리 절차를 칩에 구워서 H/W적으로 구현

▷ 포트 별로 속도를 다르게 처리 가능(각각의 포트가 하나의 Collision Domain)

▷ Store-And-Forward / Cut-Through 방식 사용

▶ Network Layer

ⓐ Router

▷ Packet의 목적지 IP를 보고 목적지와 연결된 인터페이스로 전송해줌(경로결정) / 네트워크보안 / QoS

ⓑ L3 Swtich

▷ L3 스위치는 IP 정보를 보고 스위칭 하는 것 -> 라우팅 기능이 추가됨

▶ Transport Layer

▷ L4 스위치는 IP+Port를 보고 스위칭을 하는 것

▷ 부하분산(트래픽 분산) - 로드밸런싱

(2) TCP/IP 일반

① IPv4, IPv6 Addressing

ⅰ. IPv4

▶ 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어진 32bit 주소 체계

▷ 네트워크를 A, B, C, D Class로 나눠서 구분

▶ IP주소의 고갈로 기형적인 기술인 NAT와 DHCP, Subnet같은 기술이 생김

▷ NAT(Network Address Translation) : 사설IP와 외부IP(공인IP) 간의 변환

▷ Subnet : 네트워크를 Class로 나누는 체계가 아닌, 임의대로 Classless하게 네트워크를 나누는 기술

▷ DHCP : 동적으로 IP를 할당하고, 필요 없는 IP는 회수하는 기술

▶ 사설 IP(다음과 같이 권고되고 있음 / 네트워크 장비도 이렇게 세팅되있더라)

▷ Class A : 10.0.0.0 to 10.255.255.255

▷ Class B : 172.16.0.0 to 172.31.255.255

▷ Class C : 192.168.0.0 to 192.168.255.255

▶ Classful : Subnet 개념이 없는 것. 대표적인 라우팅 프로토콜로 RIPv1, IGRP

▶ Classless : Subnet 개념이 있는 것. 대표적인 라우팅 프로토콜로 RIPv2, EIGRP, OSPF, BGP 등

▶ 데이터 전달 방법 : Unicast / Broadcast / Multicast

ⅱ. IPv6

▶ IPv4의 주소 고갈의 대응책으로써 128bit의 주소 체계

▶ Header의 간소화로 라우팅이 빨라짐(IPv4와 IPv6의 Header가 다름)

▶ 데이터 전달 방법 : Unicast / Anycast / Multicast

② 서브네팅 설계 및 활용

ⅰ. Subnet Mask : IP주소에서 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하는 구별자 역할

▶ 비트열이 1이면 네트워크 주소 부분, 0이면 호스트 주소 부분

▶ CIDR(Classless Inter-network Domain Routing)

→ Subnet Mask 값을 십진수로 변환해 '/24' 같이 IP주소뒤에 붙여서 표현

▶ VLSM(Variable Length Subnet Mask) : 어떤 네트워크에서 다양한 길이의 Subnet Mask를 사용하는 것

ⅱ. Supernetting : 여러개의 네트워크를 하나의 네트워크의 주소로 묶는 것

ⅲ. Subnetting : 하나의 네트워크 주소를 여러 개의 하위 네트워크 영역으로 분할하는 것

③ CIDR, LSM

ⅰ. CIDR(Classless Inter-network Domain Routing)

→ Subnet Mask 값을 십진수로 변환해 '/24' 같이 IP주소뒤에 붙여서 표현

ⅱ. LSM

→ VLSM(Variable Length Subnet Mask) : 어떤 네트워크에서 다양한 길이의 Subnet Mask를 사용하는 것

④ 데이터의 캡슐화

ⅰ. 캡슐화(Encapsulation) :SDU에 Header나 Footer를 붙이는 행위

⑤ 포트주소 의미와 할당 원칙

ⅰ. 포트 주소는 16bit의 정수 형태(0~65535)

▶ Well-known Port(0~1023) : 잘 알려진 서비스에 할당된 포트 주소

ⓐ FTP(TCP 20 / TCP 21)

ⓑ SSH(TCP 22)

ⓓ SMTP(TCP 25)

ⓔ DNS(TCP 53 / UDP 53)

ⓕ HTTP(TCP 80)

ⓖ POP3(TCP 110)

ⓗ NetBIOS(TCP 137 / TCP 138 / TCP 139)

ⓘ HTTPS(TCP 443)

▶ Registered Port(1024~49151) : 특정 프로그램에서 등록한 포트 주소

▶ Dynamic Port(49152~65535) : 임의로 사용하는 포트 주소

⑥ IP, ARP, IGMP, ICMP, UDP, TCP 등 각 프로토콜의 원리 및 이해

ⅰ. IP(Internet Protocol)

▶ TCP/IP 네트워크에서 출발지, 목적지 IP 주소를 지정되는 프로토콜

▶ Packet의 목적지 주소를 보고 최적의 경로를 찾아 패킷을 전송해주는게 주된 역할

▶ 신뢰성이 없고 비연결 지향적임(신뢰성보다는 효율성에 중점을 줌)

▶ IHL(HLEN) : (Header의 길이/4)로써 Option이 없으면 20Byte이므로 5라는 값을 가짐

▶ Flags(3 Bits) :

▷ Reserved(Must be zero)

▷ DF(Don't Flagement) : Datagram의 분할을 방지

▷ MF(More Flagment) : Datagram이 분할될 때 마지막조각이면 0, 아니면 1

ⅱ. ARP(Address Resolution Protocol)

▶ IP주소를 MAC 주소로 변환하는 표준 프로토콜

▶ 해당 IP주소가 동일 네트워크에 있음 : 해당 목적지의 MAC주소

▶ 해당 IP주소가 외부 네트워크에 있음 : Router의 MAC주소

▶ ARP Request는 Broadcast, ARP Reply는 Unicast

▶ ARP는 한 번 찾은 MAC주소를 ARP-Cache에 일정 기간동안 IP주소-MAC주소 형태로 보관함

▷ ARP-Cache확인 : arp -a

▷ ARP-Cahce생성 : arp -s <IP주소> <MAC주소>

▷ ARP-Cache삭제 : arp -d <IP주소>

▶ 취약점 : 무조건 응답 수용함(요청하지 않은 응답도 수용해버림)

▷ 이런 취약점을 노린 공격을 ARP Cache Posisoning이라 함

ⅲ. RARP(Reverse ARP)

▶ MAC주소를 IP주소로 변환하는 표준 프로토콜

ⅳ. ICMP(Internet Control Message Protocol)

▶ IP의 특징인 비신뢰성과 비연결성의 한계를 보완하기 위해,

노드 간의 에러사항이나 통신 제어를 위한 메시지를 보고 할 목적으로 만들어진 프로토콜

▶ 에러를 Report할 뿐, 해결하는 기능은 없음 / 대표적인 프로그램으로 PING이 있음

▶ ICMP는 TCP/UDP Header가 필요 없고 IP Header와 IP Data 부분에 ICMP 메시지를 포함해서 보냄

▶ ICMP 메시지의 종류(일부만)

▷ Type 8 : Echo Request

▷ Type 0 : Echo Reply

▷ Type 3 : Destination Unreachable(CODE영역에 원인 설명되)

▷ Type 4 : Source Quench(Flow Control 할 때, 전송속도 줄이라는 의미)

▷ Type 5 : Redirect ; Route를 변경하라는 메시지

▷ Type 11 : Time Exceeded

ⅴ. IGMP(Internet Group Management Protocol)

▶ 멀티캐스트 그룹을 관리하기 위한 프로토콜(멀티 캐스트 멤버 가입, 수정, 탈퇴)

▶ 멀티캐스트 호스트와 라우터 사이에서 동작하게 됨(같은 네트워크에서만 동작함 / TTL 1)

ⅵ. TCP(Transmission Control Protocol)

▶ Transport Layer의 프로토콜로써, 신뢰성과 연결지향적 특징을 가짐

▶ 혼잡 제어와 흐름 제어 기능을 제공(Sliding Window) / 에러 제어도 가능(Checksum)

▶ 클라이언트와 서버의 데이터 교환을 위해 TCP 3-Way Handshake를 통해 TCP Session을 확립해야 함

ⅶ. TCP Header Flag

▶ URG : Urgent Pointer가 유효함

▶ ACK : Ack Number가 유효함

▶ PSH : 수신자보고 이거 빨리 응용프로그램으로 전달할 것을 지시

▶ RST : 연결을 Reset하도록 지시

▶ SYN : 연결 시작

▶ FIN : 연결 종료

ⅷ.UDP

▶ Transport Layer의 프로토콜로써, TCP와 달리 비신뢰성과 비연결지향적인 특징을 가짐

▶ Sequence Number와 Ack Number가 없어서 순서 제어와 흐름 제어가 불가능

▶ 따로 연결하는 과정이 없어서 빠른처리와 실시간성을 요구하는 서비스에 적합

⑦ Broadcast 및 Multicast 이해

ⅰ. Broadcast

▶ Broadcast Domain(=Subnet) 범위 이내에 모든 시스템에 Frame을 보냄

▶ 외부로 나가면 Router 단에서 Drop되

▶ Broadcast를 받은 시스템은 CPU가 Packet을 처리하게 끔 함

▶ Broadcast가 많아지면 네트워크트래픽도증가하고, CPU 성능도 낮아짐

ⅱ. Multicast

▶ 네트워크에 연결되어 있는 시스템 중, 일부분에게만 정보를 전송할 수 있는 것

▶ Router가 Multicast를 지원해야만 사용가능함

▶ Multicast Group에 가입, 탈퇴시에 IGMP를 사용함

ⅲ. Unicast

▶ 정보 전송을 위해 Frame에 자신의 MAC와 목적지의 MAC를 첨부해 전송하는 방식

▶ 가장 많이 사용되는 방식으로, Broadcast와 달리 CPU 성능에 문제를 주지 않음

ⅳ. Anycast

▶ IPv4의 Broadcast가 사라지고 IPv6에선 Anycast로 대체됨

(3) Unix/Windows 네트워크 서비스

① DNS, DHCP, SNMP, Telnet, FTP, SMTP 등 각종 서비스의 원리 및 이해

ⅰ-1) DNS(Domain Name Service)

▶ Domain Name과 IP Address를 Mapping 시켜주는 거대한 분산시스템

▶ Server-Client기반으로 작동함

▷ Server : Primary Name Server 1차 네임서버/ Secondary Name Server 2차 네임서버

▷ Client : Resolver

ⅰ-2) DNS Query 종류

▶ Recursive Query : 요청받은 DNS Server에서만 Query 처리

▶ Iterative Query : 요청받은 DNS Server에 정보가 없으면 다른 DNS Server에 반복적으로 Query해서 처리

▷ 이건 DNS Server들 끼리하는 Query라고 생각

ⅰ-3) DNS Query 종류 DNS 동작 순서

▶ Client : DNS Cache 확인 → Hosts 파일 확인 → Server로 Query

▶ Server : DNS Cache 확인 → Zone File 확인 → Iteractive Query / 해석 실패

ⅰ-4) DNS 취약점을 이용한 공격

▶ DNS Cache Poisoning

▶ DNS Spoofing

ⅱ-1) DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

▶ 네트워크 상의 IP 주소를 중앙에서 관리하고 할당해도록 해주는 프로토콜

▶ DHCP 동작과정

ⓐ Discover : Client가 DHCP Server을 찾음(Broadcast)

ⓑ Offer : DHCP Server가 Client에게 제공할 수 있는 정보를 줌

ⓓ Ack : DHCP Server가 확인 신호보냄

ⅱ-2) DHCP 공격 유형

▶ DHCP Starvation : 공격자가 DHCP Server의 모든 IP를 할당 받아서 공격

▶ DHCP Spoofing : 공격자가 가짜 DHCP Server를 만들어 잘못된 네트워크 정보를 할당하는 공격

▷ DHCP Server를 인증할 수 없기 때문에 가능한 공격

▷ 공격에 성공하면, Gateway주소를 속여 Sniffing하거나 Pharming 공격을 할 수 있음

ⅲ-1) SNMP(Simple Network Management Protocol)

▶ OSI 7 Layer에 속하며, TCP/IP 기반의 네트워크에서 네트워크상의 각 Host에게서 정기적으로

여러 정보를 수집해 네트워크를 관리하기 위한 프로토콜

▶ Master와 Agent로 구성됨

ⓐ Master : 관리영역의 네트워크상의 정보가 집중되는 장비(정보의 요청이 시작됨)

ⓑ Agent : 관리영역의 네트워크상에서 관리되는 장비

ⅲ-2) SNMP - MIB(Management Information Base)

▶ 각 Agent들이 가지고 있으며, Agent의 정보의 집합

ⅲ-3) SNMP - SMI(Structure of Management Information)

▶MIB 내의 변수들이 어떤것인지 정의한 것

ⅲ-4) SNMP - 메시지 전달 방식

▶ Poliing(UDP 161) : Manager to Agent

▶ Trap(UDP 162) : Agent to Manager

ⅲ-5) SNMP - 종류

▶ SNMPv1

▶ SNMPv2 : 현재 많이 사용(SNMPv1에다가 보안기능을 추가(DES/MD5)

▶ SNMPv3 : 구현의 복잡성 때문에 잘 사용되지는 X

ⅲ-6) SNMP - 통신이 가능하려면 다음과 같은 조건이 만족되어야 함

▶ SNMP의 Version이 일치해야 함

▶ 서로간의 Community 값이 일치해야 함

▶ PDU type이 동일해야 함(값의 범위는 0~4)

ⅳ. Telnet

▶ 원격 접속 프로토콜로써, 데이터가 평문으로 전달되기에 보안성이 떨어짐(TCP 23 Port)

▶ 보안성을 위해 SSH(Secure Shell ; TCP 22 Port)을 이용

ⅴ. FTP(File Transfer Protocol)

▶ 원격 파일 전송 프로토콜(TCP 20/21 Port)

▶ 연결 방식

▷ Active 방식 / Passive 방식

ⅵ. SMTP(Simple Mail Transfer Protocl)

▶ 메일 전송 프로토콜(TCP 25 Port)

▶ 다른 형식의 데이터를 전달하기 위해 MIME을 이용함(HTTP와 구성이 비슷)

② Workgroup과 Domain

ⅰ. Microsoft에서 제공하는 효율적인 디렉토리 관리를 위한 네트워크 모델

ⅱ. Workgroup

▶ 개별적인 관리모델로써, Workgroup 내의 시스템에 접근하려면 해당 시스템에 생성되어 있는

계정으로 인증받아야함(Client-to-Client이라고 보면될듯)

▶ 전체적인 관리가 어려우며 비효율적임

ⅲ. Domain

▶ 통합적인 관리모델로써, Workgroup의 크기가 커지면 시스템마다 계정을 생성해야하는 문제점을 고침

▶ Domain내의 한 Server(DC; Domain Controller)로 모든 시스템의 사용권한 및 보안의 제어가 가능

▷ DC에서 계정을 관리하기에, 각 시스템마다 동일한 계정으로 접근이 가능해짐

▶ Domain의 각 시스템들은 다른 로컬 네트워크에 있을 수 있음

③ 터미널서비스 등 각종 원격관리 서비스

ⅰ. SSH(Secure SHell)

▶ 안전하지 않은 네트워크를 통해 원격 로그인하거나, 안전한 네트워크를 이용하는데 안전한 쉘 프로토콜

ⅱ. Windows Terminal Service

▶ 원격데크스톱연결 - mstsc(기본값으로 TCP 3389 Port)

▷ 보안을 위해 Port를 변경하는게 좋음

▷ GUI로 작업이 가능하다는게 특징(화면 동기화는 지원되지는 X)

▷ 동시접근가능한 계정의 수가 존재(많이 붙으면 버벅거리긴하던데)

④ 인터넷공유 및 NAT 원리, 활용

ⅰ. 인터넷 공유(ICS ; Internet Connection Service)

▶ 한 시스템에 네트워크 인터페이스가 2개 이상 존재할 때, 인터넷에 연결된 하나의 네트워크

인터페이스를 통해 인터넷에 접속하는 방법

▶ ICS를 제공하는 시스템에서, DHCP를 통해 나머지 시스템에게 IP를 할당하고 NAT로 외부와 연결가능하

게 끔함

▷ 즉, Windows 시스템을 하나의 Router로 이용하는 기술

ⅱ. NAT(Network Address Translation)

▶ 사설 IP를 공인 IP와 Mapping하여 변환하는 프로토콜

▷ IP주소의 고갈 / 설계의 효율성 / 보안의 강화 등의 이유로 사용함

▶ 종류

▷ Static NAT : 사설 IP와 공인 IP를 1:1로 할당

▷ Dynamic NAT

→ 공인 IP의 범위가 정해져있는 Pool에서 자동으로 공인 IP를 선택해서 사설 IP에 Mapping

▷ NAT-PAT(NAT-Port Address Translation)

→ NAT에 Port주소를 Mapping해서 변환시키는 방법(Port Forwarding)

[ 출처 ]

https://kit2013.tistory.com/210

을 참고하여 보완하고 수정한 글입니다.

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