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가상 사설망(Virtual Private Network, VPN)

 인터넷을 이용하여 고비용의 사설망을 대체하는 효과를 얻기 위한 기술로 인터넷망과 같은 공중망을 사용하여 둘 이상의 네트워크를 안전하게 연결하기 위하여 가상의 터널을 만들고 암호화된 데이터를 전송할 수 있도록 구성된 네트워크

공중 네트워크를 통해 한 회사나 몇몇 단체가 내용을 바깥 사람에게 드러내지 않고 통신할 목적으로 쓰이는 사설 통신망이다. 


VPN은 알 수 없는 공중망을 거치는 연결을 통하지만 그안에서 소프트웨어적으로 가상의 회선을 직접 연결한 것과 같은 효과를 내는 것을 말한다.



사설망 ( Private Network )

특정한 회사나 조직이 소유하고 독점적으로 사용하는 네트워크를 의미


공중망 ( Public Network ) 

불특정 다수의 사용자에게 서비스를 제공하는 통신망으로 우리가 흔히 쓰고 있는 인터넷이 대표적인 공중망


VPN 터널링 프로토콜

VPN 연결 지점간에 오가는 데이터 패킷의 암호화, VPN 터널의 생성 및 관리, 그리고 암호화 키 관리를 수행

터널링 프로토콜은 데이터가 전송 네트워크를 통과할 수 있도록 하는 라우팅 정보를 포함한 헤더와 개인데이터를 캡슐화한다. 캡슐화된 프레임은 헤더에 추가되어 있는 라우팅 정보를 기반으로 인터넷과 같은 공중망을 경유하여 터널의 엔드포인트로 전송되고 목적지에 도달하면 디캡슐화 되어 최종 목적지로 향하게 된다.


VPN 터널링 프로토콜로는 PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol), L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol), IPsec(IP Security) 등


Layer2
L2F(layer 2 Forwarding)
PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)
L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)

Layer 3
IPSEC(Internet Protocol Security)
ATMP(Ascend Tunnel Management Protocol)
VTP(Virtual Tunneling Protocol)



  ㅇ 통신 계층에 따른 구분
     - Layer 2 (데이터링크 계층) 기반의 VPN 
        . CPE-VPN  :  PPTP, L2TP 등
        . PP-VPN   :  MPLS 기반 (MPLS-VPN) 등

     - Layer 3 (네트워크계층) 기반의 VPN 
        . CPE-VPN  :  IPSec 등
        . PP-VPN   :  가상 라우터 기반 방식 등

     - Layer 5 (세션계층) 기반의 VPN 
        . CPE-VPN  :  SOCKv5 등

  ㅇ 터널링 프로토콜에 따른 구분
     - Layer 2 터널링 방식 (데이터링크 계층) :  PPTP, L2TP, MPLS 등
     - Layer 3 터널링 방식 (IP 계층)         :  IPSec, GRE 등
     - Layer 4 터널링 방식 (전송 계층)       :  SSL/TLS, SSH, SOCKS v5 등



PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)

PPTP는 PPP(Point-to-Point) 접속을 확장하여 원격 사용자와 사설망 사이의 보안 접속을 제공하는 Layer 2 터널링 프로토콜로 마이크로소프트, 3Com 등이 공동으로 제안

서버에 접속한 후 인증을 받으면 VPN 터널이 생성되고 이를 통해 VPN 연결이 가능해진다. 주로 외부에서 사내의 서버에 접속하기 위해 널리 이용되며 Microsoft Windows, 안드로이드 등 다양한 OS에서 기본적으로 제공


[ PPTP 프로토콜의 캡슐화 및 암호화 과정 ]

 PPTP 프로토콜의 캡슐화 및 암호화 과정을 나태낸다. 그림에서와 같이 터널링된 데이터에 대해서 PPTP 프로토콜은 수정된 버전의 GRE(Generic Routing Encapsulation)를 사용하여 PPP 프레임을 캡슐화하고 캡슐화된 PPP 프레임의 페이로드에 대해 암호화나 압축을 수행하게 된다. 이 때 PPP 프레임은 MS-CHAP v2 또는 EAP-TLS 인증 프로세스에서 생성된 암호화 키를 사용하여 MPPE(Microsoft Point-to-Point Encryption, Microsoft 지점 간 암호화)로 암호화할 수 있다. 사용자 인증은 PPP 인증을 이용한다.



L2TP (Layer 2 Tunneling Protcol)

L2TP는 Microsoft가 제안한 PPTP와 Cisco가 제안한 L2F(Layer 2 Forwarding) 프로토콜을 결합한 것으로 PPTP의 장점과 L2F의 장점을 하나로 모으자는 의도로 개발된 프로토콜이다. PPTP와는 달리 L2TP는 IP 네트워크(UTP/IP) 뿐만 아니라 IP 전송계층이 없는 WAN 구간에서도 사용이 가능하며 X25, 프레임 릴레이, ATM(Asynchronous Transfer Moder) 등 다양한 네트워크를 지원한다는 장점이 있다. PPTP에 비해서 L2TP는 다음과 같은 차이점을 갖는다.

-  PPTP는 IP기반의 네트워크만 지원하는 반면 L2TP는 패킷 중심의 지점간 연결이기만 하면 통신이 가능
-  PPTP는 두 지점 사이에 하나의 터널만 가능하지만 L2TP는 두 지점 사이에 여러개의 터널을 사용할 수 있으며 터널에 따른 QoS를 적용가능
- PPTP와 달리 PPP 데이터 그램을 암호화하지 않으므로 암호화에는 IPsec(IP Security)를 사용하는데 이러한 L2TP와 IPsec의 조합을 L2TP/IPsec이라고 한다


IP 헤더
L2TP
L2TP 페이로드





L2TP/IPsec의 캡슐화는 L2TP 캡슐화와 IPsec 캡슐화의 두 단계로 구성









VPN의 핵심 구성요소
Security
authentication(인증)
Integrity(무결성)
encryption(암호화)

방법
DES (Data Encryption Standard) : CPU intensive
3DES
RC5
MPPE




















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플래핑이란 ?

같은 MAC 주소를 갖는 포트가 2개 이상이 같은 콜리전 도메인 내에 존재할 때, 네트워크 스위치에서는 이 두 포트 사이에서 활성 및 비활성 상태가 반복되는 현상이 발생하는데 이것을 플래핑(Flapping)이라고 한다.

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