네트워크 보안

ICMP

1. 정의

: ICMP는 IP 네트워크에서 오류 보고와 진단을 위해 사용하는 제어 메시지 프로토콜
데이터를 실어 나르는 목적이 아니라, 전송 중 발생한 문제를 알리거나(오류 보고), 경로/상태를 점검(진단) 하기 위해 사용됨

 

2. 역할

1) 오류 보고 (Error Reporting)

• 패킷이 라우터/호스트에서 처리되지 못하고 드롭될 때 왜 버려졌는지 알려줌

2) 진단/제어 (Diagnostics & Control)

• 네트워크가 살아있는지, 경로가 어떻게 되는지 확인 가능

3. ICMP 메시지 종류

1) Echo (Ping)

 

• Type 8: Echo Request
• Type 0: Echo Reply
  용도: 목적지까지 왕복 응답이 되는지 확인(RTT 측정)

2) Destination Unreachable (목적지 도달 불가)

 

• Type 3
• Code 예시:
  • Code 0: 네트워크 도달 불가
  • Code 1: 호스트 도달 불가
  • Code 3: 포트 도달 불가(UDP에서 흔히 봄)
  • Code 4: Fragmentation needed(DF set) → 경로 MTU 이슈

3) Time Exceeded (시간 초과)

 

• Type 11
• Code 예시:
  • Code 0: TTL 초과(라우터에서 TTL 0 됨)
  • Code 1: Fragment reassembly time exceeded
    용도: traceroute의 핵심

4) Redirect (경로 리다이렉트)

• Type 5
  라우터가 “더 나은 게이트웨이로 보내라”를 알려주는 용도(현대 환경에선 보안상 꺼두는 경우 많음)

ARP

1. 정의

: IPv4 네트워크에서 ‘IP 주소 → MAC 주소’를 알아내는 프로토콜
LAN에서 실제 프레임 전달은 MAC 기반이므로, IP로 목적지를 알더라도 목적지의 MAC을 모르면 Ethernet 프레임을 만들 수 없음, 그때 ARP를 사용

 

2. 동작 흐름(요약)

 

1. 호스트가 목적지 IP로 보내야 하는데 MAC을 모름
2. ARP Request(브로드캐스트)로 '이 IP 가진 사람 MAC 알려줘'라고 날림
3. 해당 IP를 가진 장비가 ARP Reply(유니캐스트)로 '내 MAC은 이거야'라고 알림
4. 송신자는 ARP 캐시에 저장 후 통신 진행

3. ARP Request/Reply 예시

1) Request

• '대상 IP가 192.168.0.10인 장비 누구야? MAC 알려줘'
• 대상 MAC은 비어있음
• Ethernet 목적지 MAC은 FF:FF:FF:FF:FF:FF(브로드캐스트)

2) Reply

• '192.168.0.10은 나고, 내 MAC은 AA:BB:CC:DD:EE:FF'
• Ethernet 목적지 MAC은 요청자 MAC(유니캐스트)

CSMA/CD

1. 정의

: CSMA/CD는 하나의 전송 경로를 여러 장치가 같이 쓰는 반이중 이더넷 환경에서 충돌을 제어하기 위한 매체 접근 방식

 

• CS: Carrier Sense (신호 감지)
• MA: Multiple Access (여러 장치가 접근)
• CD: Collision Detection (충돌 감지)

2. 필요한 이유

: 옛날 허브 기반 이더넷이나 동축 케이블 이더넷은 한 매체를 여러 장치가 공유했음

• 동시에 두 장치가 보내면 신호가 섞여 충돌이 발생함
• 충돌 난 프레임은 손상되므로 재전송이 필요
  → 충돌을 감지하고 효율적으로 재시도 하도록 만든 규칙이 CSMA/CD

3. 동작 단계

1) Carrier Sense (매체 감지)

• 송신 전 먼저 회선을 들어서 누가 보내고 있는지 확인
• 매체가 바쁘면 대기

2) Multiple Access (전송 시도)

• 매체가 비어 있으면 전송 시작

3) Collision Detection (충돌 감지)

• 전송하는 동안에도 계속 회선을 모니터링
• 내가 낸 신호와 회선에서 감지되는 신호가 다르면 충돌로 판단

4) Jam Signal (잼 신호 송출)

• 충돌을 감지하면 즉시 전송 중단
• 그리고 Jam 신호를 보내서 충돌이 났다는 사실을 모든 노드가 확실히 알도록 함
  (충돌이 났는데 어떤 노드는 못 알아차리면 더 큰 혼란 발생)

5) Binary Exponential Backoff (이진 지수 백오프)

• 충돌 후 바로 재전송하면 또 충돌하기 쉬움
• 그래서 랜덤 대기 후 재시도
• n번째 충돌 시 대기 슬롯 범위를 키