네트워크

근거리 통신망

ddwing 2025. 10. 27. 18:42

근거리 통신망

  1. 이더넷

 유선 LAN을 구축하는데 사용되는 가장 보편적인 기술로  장치들을 물리적 케이블인 랜선을 이용하여 인터넷이나

내부 네트워크에 접속하는 방식.

 

특징

  • 전파 간섭이나 장애물에 영향을 받지 않아 연결이 매우 안정적이고 무선 와이파이에 비해 전송 속도가 빠름
  • 공기 중으로 뻗어나가는 전파보다 물리적으로 연결된 이더넷이 비교적 보안성이 더 높음
  • IEEE 802.3 이라는 국제 표준 규격이 존재해 서로 다른 제조사 끼리도 완벽히 호환됨

종류

- 이더넷 케이블은 Category(Cat) 라는 등급으로 구분되는데 등급이 높을 수록 더 빠른 속도와 더 넓은 대역폭을 지원하며

노이즈를 더 잘 차단함.

종류 최대 속도 대역폭 주요 특징
Cat.5 100Mbps 100MHz 구형으로 현재는 거의 사용 않음
Cat.5e 1 Gbps 100MHz 보편적 규격으로 일반 가정/사무실에서 사용
Cat.6 1~10Gbps 250MHz 내부에 십자형 격벽이 있어 내부 간섭을 줄이고, Cat.5e보다 더 높은 대역폭 제공
Cat.6a 10Gbps 500MHz 케이블이 더 두껍고 차폐처리 된 경우가 많으며, 10기가 인터넷을 안정적으로 지원
Cat.7 10Gbps 600MHz 데이터 센터 등 전문 환경에서 주로 사용되며 항상 차폐처리 되어있음
Cat.8 25 / 40 Gbps 2000MHz 데이터 센터 내부의 서버-스위치 간 단거리 연결용으로 매우 높은 대역폭을 지원

 

기술

  • 다중접근기법

초기 인터넷은 한 포트에서 데이터를 받으면, 그 데이터를 나머지 모든 포트로 그대로 복제해서 전송하는 장치인 Hub를

사용했다. 해당 방식은 모든 장치가 하나의 통신 회선을 공유하는 것과 같은 것으로 두 장치가 동시에 데이터를 전송하면

충돌하여 데이터가 깨졌다.

 

CSMA/CD는 해당 문제를 해결하기 위한 규칙으로

  • CS(Carrier Sense) : 회선이 비어있는지 확인
  • MA(Multiple Access) : 여러 장치가 회선에 접근
  • CD(Collision Detection) : 송신 중 다른 송신이 감지되면 즉시 송신을 멈추고 임의의 시간이 지난 후 다시 시도

해당 방식은 반이중 통신만 가능하여 무전기와 같이 송신과 수신이 동시에 이뤄질 수 없다.

 

  • 전이중 교환형 이더넷

현대의 대부분의 이더넷으로 각 포트에 연결된 장치의 고유 주소(MAC)를 학습하고, 해당 데이터가 들어오면

목적지 MAC주소를 확인하여 해당 장치가 연결된 포트로만 데이터를 전송하는 스위치를 기반으로 한다.

 모든 장치가 스위치와 1:1로 독점적인 통신 경로를 갖게 되어 충돌을 제거하여 CSMA/CD 기술이 불필요하며,

전이중 방식을 실현시켜 송수신이 동시에 이뤄진다.

 

  2. 무선랜

 

우리가 사용하는 와이파이가 대표적 표준으로 전파를 통해 데이터를 주고 받으며 기기들을 인터넷이나 내부 네트워크에

연결하게 해줌

 

작동 원리

  • AP(Access Point)

-  무선 접속 장치로 흔히 무선 공유기라 부르는 핵심 기능

-  유선 인더넷으로 들어온 신호를 무선 전파로 변화하여 주변에 뿌림

-  또한 기기들이 보낸 무선 신호를 다시 받아 유선 네트워크와 연결

 

  • 무선 랜카드(Wireless Adapter)

- 기기 등에서 전파를 잡아 수신하거나 보낼 데이터를 송신하는 역할

 

표준(IEEE 802.11)

표준 규격 명칭 주파수 최대 이론 속도 주요특징
802.11g Wi-Fi 3 2.4 Ghz 54Mbps 구형 규격
802.11n Wi-Fi 4 2.4 / 5 Ghz 600Mbps 처음으로 5GHz 와 다중 안테나 도입
802.11ac Wi-Fi 5 5 GHz(전용) 6.9Gbps 5GHz를 주력으로 사용하여 속도향상
802.11ax Wi-Fi 6 / 6E 2.4 / 5 / 6 GHz 9.6Gbps  현재 최신 규격, 속도, 효율, 동시 접속 성능 대폭 향상

 

보안(암호화)

  • WEP : 초창기 방식으로 가장 취약한 보안. 24비트의 짧은 비트와 고정된 IV(초기화 벡터)를 사용하여
    네트워크 사용량이 조금만 많으면 똑같은 IV로 암호화된 패킷을 수집하여 동일한 키와 동일한 IV로 다른 데이터를 
    비교하면 암호화에 사용된 Keystream을 추론할 수 있고, 이를 통해 WEP키 자체를 복구가능하기에 가장 취약한
    보안 표준임
  • WPA : WEP와 다르게 각 패킷 마다 키를 섞어주고 IV길이를 48비트로 늘려 임시적으로 문제를 해결하였지만,
    근본은 WEP과 같은 RC4 스트림 암호를 사용하여 공격자가 네트워크 통신을 해독하고 위조된 패킷을 삽입하는게
    가능하였으며, 데이터 무결성을 검사하는 Michael 알고리즘에 약해 위조된 패킥을 주입하는 Chop-Chop 공격에
    취약해 숙련된 공격자에겐 네트워크를 침투당해 ARP스푸핑등 이나 악성 코드 주입이 가능함
  • WPA2 : AES라는 암호화 표준으로 10년 넘게 사용되어 암호화 자체는 매우 안전한 표준으로 알려져 있지만
    WPA2-Personal(PSK)모드에서 암호화된 인증신호(4-way handshake)를 공기 중에서 캡쳐하여 
    오프라인에서 무차별 대입 공격을 통해 쉬운 비밀번호라면 금방 뚫리는 취약점이 존재함. 또한 4-way handshake라는
    프로토콜 자체의 허점을 이용해 Evil Twin 등을 이용해 이미 WPA2로 연결된 사용자를 속여 암호화 키를 강제로 재설치
    하게 만들어 암호화에 사용되는 일회성 번호를 초기화해 공격자가 사용자의 모든 통신 내용을 해독하거나 위조 가능함.
    (현재는 펌웨어 업데이트로 해결 가능하고, 대부분의 기기들은 거의 패치 되어있음)
  • WPA3 : SAE(Simultaneous Authentication of Equals) 라는 새로운 인증 방식을 도입해 한번 틀릴 때 마다
    AP와 다시 통신을 해야하여 오프라인 무차별 대입 공격을 원천 차단함. 타이밍 공격과 캐시 기반 공격등 사이드 
    채널 공격이 가능한 취약점이 있었지만 인증 방식의 문제가 아니라 구현 과정에서 생긴 허점이라 대부분 패치가 되어
    공격으로부터 안전하며, WPA3가 WPA2기기와의 호환서을 위해 Transition Mode를 지원하는데 공격자가 가짜
    AP를 만들어 WPA3를 지원 안한다 속이고 다운그레이드 시켜 공격자가 WPA2취약점을 이용해 공격 할 수 있다.
    하지만 현재 인증 절차를 강화하여 사용자가 WPA3를 지원함에도 WPA2로 강제 연결 하도록 하는걸 막도록 패치함