Network Devices

1. Network Device란?#

Network Device는 네트워크에서 트래픽을 전달하거나 제어하거나 보호하는 장비를 의미한다.

L2 장비는 MAC 주소를 기준으로 Frame을 전달하고 L3 장비는 IP 주소를 기준으로 Packet을 라우팅 한다.

L4 장비는 Port와 Protocol을 기준으로 트래픽을 제어하고 L7 장비는 HTTP Request 같은 애플리케이션 데이터를 기준으로 동작한다.

Layer	기준 정보	대표 장비
L1	전기 신호	Hub
L2	MAC Address	L2 Switch
L3	IP Address	Router / L3 Switch
L4	IP / Port / Protocol	Firewall, Load Balancer
L7	HTTP Header, URI, Body	Proxy / WAF / L7 Load Balancer

2. NIC#

NIC(Network Interface Card)는 PC나 서버가 네트워크에 연결되기 위한 인터페이스다.

물리적인 랜카드일 수도 있고 가상 머신이나 VPN에서 생성되는 가상 인터페이스일 수도 있다.

NIC에는 일반적으로 MAC 주소가 존재하며 OS는 NIC를 통해 Frame을 송수신한다.

3. Hub#

Hub는 L1 장비이며 들어온 전기 신호를 해석하지 않고 연결된 모든 포트로 그대로 전달한다.

MAC 주소나 IP 주소를 보고 판단하지 않기 때문에 목적지와 상관없이 모든 장비가 같은 신호를 받게 된다.

4. L2 Switch#

L2 Switch는 MAC 주소를 기준으로 Frame을 전달하는 장비이다.

Switch는 Frame의 출발지 MAC 주소를 학습해서 MAC 주소 테이블을 만들고 목적지 MAC 주소를 기준으로 어느 포트로 보낼지 결정한다.

단계	동작
1	Frame을 수신한다.
2	출발지 MAC 주소를 MAC Address Table에 학습한다.
3	목적지 MAC 주소를 조회한다.
4	MAC 주소가 있으면 해당 포트로만 전달한다.
5	MAC 주소가 없으면 Flooding을 수행하고 이후 학습한다.

5. L3 Switch#

L3 Switch는 기존 L2 Switch에서 Routing 기능을 추가한 장비이다.

L2 Switch가 MAC 주소를 기준으로 Frame을 전달한다면 L3 Switch는 각 VLAN의 Gateway(SVI)를 통해 서로 다른 VLAN이나 서브넷 사이를 라우팅 할수 있다.

단계	동작
1	Packet을 수신하고 목적지 IP 주소를 확인한다.
2	Routing Table에서 목적지 네트워크를 조회한다.
3	목적지 VLAN을 결정한다.
4	목적지 MAC Address를 확인한다.
5	새로운 Ethernet Frame을 생성하여 전달한다.

6. Router#

Router는 서로 다른 네트워크를 연결하는 L3 장비이다.

목적지 IP 주소를 기준으로 Routing Table을 조회하여 Packet을 다음 네트워크로 전달한다.

일반적으로 내부 네트워크의 Default Gateway 역할을 하며 Internet과 같은 외부 네트워크를 연결하는 데 사용된다.

단계	동작
1	Packet을 수신하고 목적지 IP Address를 확인한다.
2	Routing Table에서 다음 경로를 조회한다.
3	목적지 MAC Address를 확인한다.
4	새로운 Ethernet Frame을 생성하여 다음 장비로 전달한다.

L2 & L3 장비 차이점#

장비	주요 특징
L2 Switch	MAC Address 기반 Switching
L3 Switch	LAN 환경에서 Routing 수행
Router	WAN을 포함한 네트워크 간 Routing 수행

7. Firewall#

Firewall은 네트워크를 통과하는 트래픽을 허용하거나 차단하는 보안 장비이다.

사전에 정의된 Rule을 기준으로 여러가지 정보를 검사하여 허용 또는 차단을 결정한다.

Rule 기준	예시
Source IP	192.168.0.10
Destination IP	10.0.0.20
Port	80, 443, 22
Protocol	TCP, UDP, ICMP
Action	Allow, Deny

Firewall은 일반적으로 네트워크 경계에서 내부와 외부 네트워크 사이의 접근을 제어하기 위해 사용된다.

WAF와 달리 Firewall은 HTTP Body나 SQL Injection, XSS와 같은 웹 공격 패턴을 분석하는 장비는 아니다.

8. IDS#

IDS(Intrusion Detection System)는 침입 탐지 시스템이다.

네트워크를 통과하는 트래픽이나 시스템 이벤트를 모니터링하여 의심스러운 행위를 탐지하고 관리자에게 알려준다.

IDS는 일반적으로 SPAN/TAP을 통해 전달받은 트래픽의 복사본을 분석한다.

따라서 실제 통신에는 직접 관여하지 않으며 공격을 탐지하더라도 트래픽을 차단하지는 않는다.

9. IPS#

IPS(Intrusion Prevention System)는 침입 방지 시스템이다.

IPS는 IDS처럼 의심스러운 트래픽을 탐지하지만 탐지 이후 공격으로 판단되면 트래픽을 차단할 수 있다.

IPS는 일반적으로 네트워크 통신 경로 중간에 Inline 형태로 배치되어 모든 트래픽을 검사한다.

정상적인 트래픽은 그대로 전달하고 악성 트래픽은 Drop, Block, Reset 등의 방식으로 서버에 도달하기 전에 차단한다.

IDS/IPS 차이점#

구분	IDS	IPS
목적	공격 탐지	공격 탐지 및 차단
배치	SPAN/TAP(Mirroring)	Inline
통신 경로	통과하지 않음	모든 트래픽이 반드시 통과
동작	Alert 중심	Drop, Block, Reset 가능

10. Proxy#

Proxy는 Client와 Server 사이에서 요청과 응답을 대신 전달하는 중계 서버이다.

Proxy는 요청을 그대로 전달할 수도 있고 헤더를 수정하거나 캐시된 응답을 반환하는 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.

Type	위치	역할
Forward Proxy	Client 앞	Client를 대신하여 서버에 요청을 전달
Reverse Proxy	Server 앞	Server를 대신하여 Client의 요청을 받아 내부 서버로 전달

Forward Proxy는 Client를 대신하여 외부 서버와 통신하며 익명성 제공이나 인터넷 접근 제어를 위해 사용된다.

Reverse Proxy는 Server를 대신하여 Client의 요청을 처리하며 서버 보호, 부하 분산, Cache, TLS 종료 등의 목적으로 사용된다.

11. Load Balancer#

Load Balancer는 들어오는 트래픽을 여러 서버로 분산하는 장비다.

한 서버에 모든 요청이 몰리지 않도록 분산하고 장애가 발생한 서버를 제외하여 서비스의 가용성과 성능을 향상시킨다.

Type	기준 정보	예시
L4 Load Balancer	IP / Port / Protocol	TCP 443 트래픽 분산
L7 Load Balancer	HTTP Header, URI, Cookie	`/api`는 API 서버, `/images`는 이미지 서버로 전달

12. WAF#

WAF(Web Application Firewall)는 웹 애플리케이션을 보호하기 위한 L7 보안 장비다.

HTTP 또는 HTTPS 요청의 내용을 분석하여 웹 공격으로 판단되는 요청을 차단한다.

검사 대상	탐지 가능한 공격
URI	Path Traversal / 비정상 URL 요청
Query String	SQL Injection / XSS
HTTP Header	Header 변조 / 비정상 요청
Cookie	Cookie 변조
Request Body	SQL Injection / XSS / 악성 파일 업로드