[네트워크] VPN

hugingstar·2026년 3월 25일

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VPN : Virtual Private Network

가상 사설 네트워크 > Tunneling + Encrytion

Public Network를 Private Network처럼 사용하기 위한 기술이다.
본사/지사(or) 외부 각각의 Network를 연결하여 하나의 전용선처럼 연결
Tunneling을 통해 논리적인 연결을 생성 인증/암호화/접근제어 등을 통해 보안성을 높인다.
구성 방법
- VPN 전용 장비
  - VPN용으로 제작된 전용 H/W를 이용하여 구축
    - 장점 : 확장이 요이
    - 단점 : 별도의 H/W를 구매해야 한다. (초기 구축 비용이 높다.)
- Router를 이용한 VPN
  - Router (Access Server)에서 지원하는 VPN 기능을 이용하여 구축한다.
    - 장점: 별도의 장비 구입이 필요하지 않고, Topology 의 변화가 없다.
    - 단점: Router 자체 성능에 따라 VPN 성능을 결정, Router 자체의 보안 문제가 VPN에 영향을 준다.
- Firewall을 이용한 VPN
  - Firewall에 지원하는 VPN 기능을 이용하여 구축
    - 장점: 별도의 장비 구입 없이 기존 장비로 구축하기 때문에 관리 및 유지보수가 용이하다.
    - 단점: 병목 현상(Bottleneck) 발생 가능

Tunneling

정의
- 물리적으로 떨어진 특정 장소들을 논리적으로 하나로 연결하는 기술
- 송신측 + 수신측 : Data Encapsulation
- 수신측: Data Decapsulation
목적
- Protocol이 호환되지 않는 Network를 통해 Data를 전달
  ex) IPX는 IP망에서 통신이 불가(Routing X)
- Tunnel로 전달되는 Data를 암호화하여 보안을 높임
기능
- Packet 암호화
  - 암호화 키 관리 -> 협상을 통해서 지정
- Tunnelling 생성 관리

용어 정리

Passenger protocol
- 원본 Data를 담고 있는 Protocol
Encapsulation protocol
- source에서 destination으로 data를 전달할 때 Encapsulation/Decapsulaion을 수행하는 Protocol
- Layer2 Tunneling Protocol - PPTP, L2TP, L2F ...
- Layer3 Tunneling Protocol - Cisco GRE, 표준 GRE, IPSec(ESP),...
Carrier Protocol
- Tunneling Protocol로 Re-Encapsulation된 Data의 물리적인 Source와 Destination 정보를 지정하기 위해 추가되는 protocol
- Tunneling된 Data를 물리적인 Network로 전송하기 위해 사요
- 모든 장비에서 지원하는 범용적인 Layer 3 Protocol을 사용 - IP

GRE(Generic Routing Encapsulation)

CISCO에서 개발한 Tunneling Protocol > 산업 표준으로 사용됨.
다양한 Passenger Protocol을 Encapsulation하여 전달한다.
단순한 Tunnering 기능만 제공한다. > 암호화 X
인터페이스 설정을 모두 해준다.

구간별 통신 확인 (PC-Router, Router-Router)
PC0 <-> PC1 통신되게 Static Routing
HQ, BR - Default Route

HQ(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.1.2
BR(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 2.2.2.2
ISP(config)#ip route 192.168.53.0 255.255.255.0 1.1.1.1
ISP(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 2.2.2.3

TTL이 125가 출력된 것을 볼 수 있다.(기준값)

HQ : Tunnel 설정을 해준다.

HQ(config)#interface tunnel 0
HQ(config-if)#tunnel mode gre ip
HQ(config-if)#tunnel source g0/0
HQ(config-if)#tunnel destination 2.2.2.3
HQ(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.0.0.0

BR에서도 Tunnel 설정을 해준다.

BR(config)#interface tunnel 0
BR(config-if)#tunnel mode gre ip
BR(config-if)#tunnel source g0/0
BR(config-if)#tunnel destination 1.1.1.1
BR(config-if)#ip address 10.0.0.2 255.0.0.0

Static routing을 적용해준다.

Tunnel로 Routing
HQ(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2
BR(config)#ip route 192.168.53.0 255.255.255.0 10.0.0.1

IPSec

IP Security
Network Layer에서 동작하는 IP망에서 사용하는 표준 보안 Protocol
- 3계층 Tunneling을 위한 방식
- Protocol suite: 여러개의 Protocol의 지합(AH, ESP, ...)
  - AH(Authentication header) : 무결성 / ESP(Encapsulation Security Payload) : 무결성 + 기밀성
암호화 알고리즘을 위한 키 결정, 인증키 협상
- Protocol로 협상 : IKE(Internet Key Exchange)
- 무조건 지정 : Manual (수동)
IPSec에서 사용하는 알고리즘
- 기밀성
  - 대칭키 알고리즘 : DES, 3DES, AES
  - Key 교환 알고리즘 : DH1, DH2, DH5
- 무결성
  - HMAC-MD5, HMAC-SHA-1
- 인증
  - PSK, 인증
- Tunneling Mode
  - Transport Mode: 통신 대상이 암호화에 대한 설정
  - Tunnel Mode: 통신 대산에 암호화 설정 X
PPP, PPTP
- PPP
- VPN 인증, 암호화
- Point-to-Point Protocol 두 지점간 데이터 전송을 목적으로 사용하는 Protocol
- Layer2에서 동작하는 프로토콜
- 인증 방식 : PAP, CHAP 같은 인증 Protocol 내장
- PAP (Password Authentication Protocol) : 단순 사용자명/비밀번호를 평문으로 전송한다.
- CHAP (Chanllenge Handshake Authetication Protocol) : 암호화 된 Challenge/Response 방식
- PPTP
  - Point-to-Point Tunneling Protocol
    - Layer2에서 동작(MS에서 개발)
    - No-ip-protocol들이 ip망에서 이동하도록 지원 > 별도의 IP헤더를 사용하여 Routing (Carrier)

(03-25)

PPTP

TCP 1723, GRE 47
암호화: MS-CHAP v1/v2, 매우 취약함
구성 단계
- TCP 1723 port로 제어 연결을 연다.
- GRE Protocol을 통해 Data tunneling
- CHAP 방식으로 암호화 - 로그인 정보가 확인됨.

PPTP를 실습하기 위해서 아래와 같이 IP를 설정한다.
Window 2022 server : Ethernet0 (10.17.0.150, VMnet0), Ethernet1 (192.168.17.1, VMnet1)
Window client : Ethernet0 (10.17.1.150, VMnet0)