방화벽의 작동 방식, ISP의 역할, 이더넷, 라우터, 스위치

✅ 방화벽(Firewall)이란?

방화벽(Firewall)은 네트워크에서 들어오고 나가는 트래픽을 필터링하여 보안을 유지하는 장치 또는 소프트웨어야.
쉽게 말하면 "네트워크의 문지기" 역할을 하는 거지.

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📌 방화벽의 기본 개념

💡 왜 방화벽이 필요할까?

• 네트워크를 보호하지 않으면 해커, 악성코드, 불법 접근 등의 위협에 노출될 수 있어.
• 방화벽이 없으면 모든 외부 트래픽이 내부 네트워크로 바로 들어올 수 있음.
• 방화벽을 사용하면 허용된 트래픽만 통과시키고, 불법 트래픽은 차단할 수 있음.

✅ 방화벽의 역할

• 허가된 트래픽만 통과시키고, 불필요하거나 위험한 트래픽을 차단
• 내부 네트워크 보호 (Private Network vs. Public Network 구분)
• IP, 포트, 프로토콜 기반으로 접근 제어(ACL, Rule 설정)

🚀 즉, 방화벽은 "네트워크 보안의 1차 방어선"이야!

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📌 방화벽의 작동 원리

방화벽은 트래픽을 필터링하는 규칙(Rules)을 기반으로 동작해.
트래픽이 방화벽을 통과할 때, 방화벽이 "이 트래픽을 허용할지 차단할지" 판단하는 거지.

✅ 기본적인 방화벽 동작 방식

1. 클라이언트가 서버(예: www.google.com)로 요청을 보냄.
2. 요청이 방화벽을 통과하면서, 방화벽이 IP, 포트, 프로토콜을 검사.
3. 방화벽이 사전에 설정된 허용(Allow) / 차단(Deny) 규칙과 비교.
4. 허용된 트래픽만 목적지로 전송하고, 차단된 트래픽은 폐기(Drop) 또는 거부(Reject).

✅ 방화벽에서 필터링할 수 있는 요소

• IP 주소: 특정 IP에서 들어오는 요청 차단 (예: 192.168.1.1 차단)
• 포트 번호: 특정 포트만 허용 (예: HTTP(80), HTTPS(443) 허용)
• 프로토콜: TCP, UDP, ICMP 등 특정 프로토콜만 허용 또는 차단
• 패킷 내용 검사: 고급 방화벽(WAF 등)은 트래픽 내용까지 검사하여 차단 가능

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📌 방화벽의 종류

방화벽은 크게 소프트웨어 방화벽과 하드웨어 방화벽으로 나뉘고, 동작 방식에 따라 패킷 필터링, 상태 저장형, 애플리케이션 계층 방화벽으로 구분돼.

✅ 1. 유형별 방화벽

방화벽 유형 설명 예시

소프트웨어 방화벽	OS에서 실행되는 방화벽	Windows Firewall, iptables(Linux)
하드웨어 방화벽	별도의 네트워크 장비로 운영	Cisco ASA, Palo Alto, Fortinet
클라우드 방화벽	클라우드 환경에서 운영	AWS WAF, Azure Firewall

✅ 소프트웨어 방화벽 → 개인 PC, 서버에서 작동 (OS 내장)
✅ 하드웨어 방화벽 → 기업, 데이터센터에서 사용 (강력한 보안)
✅ 클라우드 방화벽 → 클라우드 환경에서 가상 방화벽 제공

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✅ 2. 동작 방식에 따른 방화벽 종류

방화벽 종류 설명 예시

패킷 필터링 방화벽	IP, 포트 기반으로 단순 허용/차단	Cisco ACL, iptables
상태 저장형 방화벽 (Stateful Firewall)	기존 연결 정보 추적 가능	Cisco ASA, Palo Alto
프록시 방화벽	애플리케이션 계층에서 트래픽 검사	Squid Proxy, Blue Coat
차세대 방화벽(NGFW, Next-Gen Firewall)	DPI(Deep Packet Inspection) 등 고급 기능 지원	Palo Alto NGFW, Fortinet

✅ 패킷 필터링 방화벽 → 가장 기본적인 방식, 단순 허용/차단
✅ 상태 저장형 방화벽 → 세션 정보까지 확인하여 보안 강화
✅ 프록시 방화벽 → 트래픽을 중간에서 검사 후 전달 (보안 강화)
✅ 차세대 방화벽(NGFW) → DPI(Deep Packet Inspection), IPS/IDS 기능 포함

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📌 방화벽 룰 설정 예시 (ACL)

방화벽은 "규칙(Rule)"을 설정해서 작동함.

✅ 예제 1: SSH(22번 포트) 차단

iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j DROP

✅ 예제 2: HTTP(80), HTTPS(443) 트래픽만 허용

iptables -A INPUT -p tcp --match multiport --dports 80,443 -j ACCEPT

✅ 예제 3: 특정 IP(192.168.1.100) 차단

iptables -A INPUT -s 192.168.1.100 -j DROP

💡 이렇게 방화벽은 "허용/차단 규칙"을 설정해서 트래픽을 관리해.
💡 대기업에서는 GUI 기반 방화벽(Cisco ASA, Palo Alto)에서 룰을 설정함.

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📌 방화벽과 NAT, IDS/IPS 비교

기능 방화벽 (Firewall) NAT (Network Address Translation) IDS/IPS

목적	보안 (허용/차단)	사설 IP ↔ 공인 IP 변환	침입 탐지 및 방어
트래픽 제어	✅ 있음	❌ 없음	✅ 있음 (IPS)
공격 차단	✅ 가능	❌ 불가능	✅ 가능 (IPS)
동작 방식	ACL, Stateful Inspection	IP 변환	패킷 분석 (Signature 기반)

🚀 방화벽 = "보안 관문" (허용/차단)
🚀 NAT = "IP 변환" (내부/외부 네트워크 연결)
🚀 IDS/IPS = "침입 탐지 및 차단" (악성 트래픽 감지)

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🔥 결론

• 방화벽(Firewall)은 네트워크에서 허용된 트래픽만 통과시키고, 불법 트래픽을 차단하는 장비.
• ACL, Stateful Inspection, DPI(Deep Packet Inspection) 방식으로 보안을 강화할 수 있음.
• 하드웨어 방화벽(기업용)과 소프트웨어 방화벽(개인/서버용)으로 구분됨.
• 차세대 방화벽(NGFW)은 IDS/IPS 기능까지 포함하여 강력한 보안 제공.
  
  

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✅ ISP(Internet Service Provider)란?

ISP(인터넷 서비스 제공업체, Internet Service Provider)는 사용자가 인터넷에 연결할 수 있도록 네트워크 서비스를 제공하는 회사야.

쉽게 말하면, 인터넷을 사용할 수 있도록 연결해주는 회사를 말해.
우리가 집에서 Wi-Fi를 쓰거나, 회사에서 인터넷을 사용할 때 ISP를 통해 인터넷과 연결되는 것이야.

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📌 ISP의 주요 역할

✅ 1. 인터넷 연결 제공

• 가정용, 기업용 인터넷 서비스 제공 (예: 광랜, 5G, 위성 인터넷)
• 공인 IP 주소 제공 (인터넷과 연결되는 네트워크 주소)

✅ 2. 네트워크 인프라 운영

• 백본 네트워크 운영 (대형 인터넷 트래픽 처리)
• 데이터센터, 해저 케이블, 위성 네트워크 관리

✅ 3. 트래픽 관리 및 보안 제공

• DDoS 방어, 방화벽, 콘텐츠 필터링 제공
• 특정 웹사이트 차단 가능 (국가별 인터넷 검열)

✅ 4. 추가 서비스 제공

• 클라우드 서비스, 웹 호스팅, VoIP(인터넷 전화), IPTV(인터넷 TV)

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📌 ISP의 종류

ISP는 제공하는 서비스와 규모에 따라 여러 단계로 나뉘어.

ISP 유형 설명 예제

Tier 1 ISP	글로벌 백본 네트워크 운영 (인터넷 망 제공)	AT&T, NTT, Lumen (Level 3)
Tier 2 ISP	Tier 1 ISP와 연결하여 인터넷 제공	KT, SK Broadband, LG U+
Tier 3 ISP	일반 사용자에게 인터넷 서비스 제공	지역 인터넷 제공업체, 스타링크(위성)

💡 쉽게 말하면?

• Tier 1 ISP → 세계적인 인터넷 인프라 운영 (대형 백본 네트워크)
• Tier 2 ISP → 국가 또는 지역 단위로 인터넷 제공
• Tier 3 ISP → 일반 가정, 회사에 인터넷을 제공하는 최종 업체

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📌 ISP가 제공하는 인터넷 유형

인터넷 유형 설명 속도

광케이블 (Fiber Optic)	가장 빠른 인터넷 (FTTH)	최대 10Gbps
케이블 인터넷 (Cable, HFC)	기존 TV 케이블망 이용	100Mbps ~ 1Gbps
DSL (Digital Subscriber Line)	전화선 기반 인터넷	10Mbps ~ 100Mbps
5G/LTE (무선 인터넷)	이동통신망 기반 인터넷	최대 10Gbps (5G)
위성 인터넷 (Satellite)	위성을 통해 인터넷 연결	100Mbps (스타링크)

💡 광케이블이 가장 빠르고 안정적이지만, 지역에 따라 DSL, 위성 인터넷을 사용해야 할 수도 있음.

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📌 ISP의 주요 네트워크 구성

ISP는 다양한 네트워크 장비를 사용해서 인터넷을 제공해.

✅ 1. 백본 네트워크 (Backbone Network)

• ISP의 주요 네트워크 인프라 (Tier 1 ISP에서 운영)
• 초고속 광케이블, 해저 케이블, 위성망을 포함

✅ 2. 라우터 (Router)

• 인터넷 트래픽을 최적의 경로로 전달
• BGP(Border Gateway Protocol)로 ISP 간 데이터 교환

✅ 3. DNS 서버 (Domain Name System)

• IP 주소 ↔ 도메인 변환 (예: google.com → 142.250.185.78)

✅ 4. 방화벽 & 보안 시스템

• DDoS 공격 방어, 악성 트래픽 차단

✅ 5. 캐시 서버 (CDN, Content Delivery Network)

• 유튜브, 넷플릭스 같은 콘텐츠를 빠르게 제공하기 위해 ISP 내부에 캐시 저장

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📌 ISP와 관련된 네트워크 개념

개념 설명

BGP (Border Gateway Protocol)	ISP 간 인터넷 경로 설정 프로토콜
NAT (Network Address Translation)	공인 IP ↔ 사설 IP 변환
QoS (Quality of Service)	네트워크 트래픽 우선순위 설정 (속도 조절)
CDN (Content Delivery Network)	넷플릭스, 유튜브 같은 콘텐츠를 ISP 내부 캐싱
Peering (피어링)	ISP 간 무료 데이터 교환 (Tier 1 ↔ Tier 2)

💡 즉, ISP는 단순히 인터넷을 연결해주는 것이 아니라, 네트워크 경로 최적화, 보안, 트래픽 관리까지 수행하는 역할을 해.

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🔥 결론

• ISP(인터넷 서비스 제공업체) = 인터넷을 연결해주는 회사
• Tier 1 → Tier 3 ISP 계층 구조로 인터넷 서비스 제공
• 광케이블, DSL, 5G, 위성 인터넷 등 다양한 연결 방식 존재
• BGP, NAT, DNS, QoS 같은 네트워크 기술을 사용하여 트래픽 관리

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✅ 라우터, 스위치, 게이트웨이: 네트워크 핵심 장비 개념

네트워크에서 라우터(Router), 스위치(Switch), 게이트웨이(Gateway)는 각기 다른 역할을 하지만, 모두 데이터 통신을 관리하는 핵심 장비야.

📌 기본 개념 요약

• 라우터 → 네트워크 간(IP 기반) 데이터 전달
• 스위치 → 같은 네트워크(LAN) 내부에서 데이터 전달 (MAC 기반)
• 게이트웨이 → 서로 다른 네트워크/프로토콜을 변환하여 연결

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📌 1. 라우터(Router)란?

라우터는 네트워크 간 패킷을 전달하고 최적의 경로를 결정하는 장비.
네트워크 계층(L3, Network Layer)에서 동작하며, IP 주소를 기반으로 패킷을 전달해.

✅ 라우터의 역할

1. 네트워크 간 연결 (LAN ↔ WAN, WAN ↔ WAN)
   • 회사 네트워크(사설망)와 인터넷(공용망)을 연결
2. 패킷 라우팅 (IP 주소 기반)
   • 목적지 IP 주소를 확인하여 최적의 경로로 패킷 전달
3. NAT(Network Address Translation) 지원
   • 내부 사설 IP ↔ 공인 IP 변환 (인터넷 통신 가능하게 함)
4. 라우팅 프로토콜 운영
   • Static Routing (고정 경로 설정)
   • Dynamic Routing (라우팅 프로토콜: OSPF, BGP, EIGRP 등)

✅ 라우터의 핵심 기능

기능 설명

IP 패킷 포워딩	목적지 IP 주소를 기반으로 패킷 전달
라우팅 테이블 유지	네트워크 경로 정보를 저장하고 최적의 경로 선택
NAT (IP 변환)	사설 IP ↔ 공인 IP 변환
ACL (Access Control List)	특정 IP/포트 접근 제한 (기본적인 방화벽 기능)

✅ 라우팅 프로토콜

라우팅 유형 프로토콜 설명

Distance Vector	RIP, EIGRP	홉 수 기반 경로 선택
Link-State	OSPF, IS-IS	네트워크 토폴로지를 기준으로 경로 최적화
Path-Vector	BGP	ISP 간 경로 최적화 (인터넷 백본)

💡 라우터는 네트워크 경계를 구분하고, 트래픽을 최적의 경로로 전달하는 역할을 함!

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📌 2. 스위치(Switch)란?

스위치는 같은 네트워크(LAN) 내부에서 패킷을 전달하는 장비.
데이터 링크 계층(L2, Data Link Layer)에서 동작하며, MAC 주소 기반으로 데이터 프레임을 전달해.

✅ 스위치의 역할

1. LAN(Local Area Network) 구성
   • 회사 내부, 데이터센터, 사무실 네트워크 구축
2. 프레임 포워딩 (MAC 주소 기반)
   • 패킷이 목적지 MAC 주소를 기반으로 전송됨
3. VLAN(Virtual LAN) 지원
   • 네트워크 논리적 분리 (한 개의 스위치에서 여러 개의 네트워크 구성 가능)
4. 브로드캐스트 도메인 최소화
   • 스위치 포트마다 별도의 Collision Domain을 가짐 (허브보다 성능 우수)

✅ 스위치의 핵심 기능

기능 설명

MAC 주소 기반 데이터 전달	목적지 MAC 주소를 확인하여 적절한 포트로 전송
MAC 주소 테이블 유지	네트워크 장비들의 MAC 주소와 연결된 포트 정보 저장
VLAN 지원	논리적으로 네트워크를 분리하여 보안 및 트래픽 관리
STP (Spanning Tree Protocol)	루프 방지 (네트워크 장애 예방)

✅ 스위치 종류

스위치 유형 설명

Unmanaged Switch	설정 없이 단순히 네트워크 연결만 제공
Managed Switch	VLAN, QoS, SNMP 등 관리 기능 제공
L2 Switch	MAC 주소 기반 데이터 전달 (기본적인 스위치)
L3 Switch	IP 기반 라우팅 기능 포함 (라우팅 기능 지원)

💡 스위치는 네트워크 내부에서 데이터 트래픽을 효율적으로 전달하는 역할을 함!

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📌 3. 게이트웨이(Gateway)란?

게이트웨이는 서로 다른 네트워크, 프로토콜을 변환하여 연결하는 장비.
일반적으로 L3 계층 이상(L4~L7)에서 동작하며, 데이터 변환 기능을 수행해.

✅ 게이트웨이의 역할

1. 네트워크 간 통신 브릿지 역할
   • 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크 간 통신 연결
   • 예) IPv4 ↔ IPv6 변환, TCP ↔ UDP 변환
2. 방화벽 역할 가능
   • 패킷 필터링, IPSec VPN 터널링
3. VoIP 게이트웨이
   • 음성(아날로그) ↔ IP 패킷 변환

✅ 게이트웨이의 핵심 기능

기능 설명

프로토콜 변환	서로 다른 네트워크 프로토콜 변환 (IPv4 ↔ IPv6)
VoIP 지원	아날로그 전화 ↔ IP 기반 VoIP 변환
VPN 터널링	원격 네트워크 보안 연결 지원
방화벽 기능 포함 가능	패킷 필터링, 접근 제어

✅ 게이트웨이 예제

• ISP 라우터 → 인터넷 연결을 위한 기본 게이트웨이
• VoIP 게이트웨이 → 기존 전화망을 인터넷 전화(VoIP)로 변환
• 클라우드 게이트웨이 → AWS API Gateway, Azure VPN Gateway

💡 게이트웨이는 네트워크 간 변환을 담당하는 역할!

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📌 라우터, 스위치, 게이트웨이 비교 정리

구분 라우터(Router) 스위치(Switch) 게이트웨이(Gateway)

역할	네트워크 간 연결	네트워크 내부 연결	서로 다른 네트워크 변환
기본 단위	IP 주소 기반 라우팅	MAC 주소 기반 데이터 전달	프로토콜 변환
사용 계층	L3 (네트워크 계층)	L2 (데이터 링크 계층)	L3~L7 (다양한 계층)
주요 기능	패킷 포워딩, NAT, ACL	MAC 기반 스위칭, VLAN	프로토콜 변환, 방화벽 기능 가능
사용 환경	인터넷 연결, 기업 네트워크	사무실 LAN, 데이터센터	클라우드, VoIP, VPN

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🔥 결론

1. 라우터 → IP 주소 기반 네트워크 간 데이터 전달 (인터넷 연결, WAN 라우팅)
2. 스위치 → MAC 주소 기반 LAN 내부 데이터 전달 (사무실 네트워크, VLAN)
3. 게이트웨이 → 서로 다른 네트워크(프로토콜) 변환 (IPv4 ↔ IPv6, VoIP, VPN)

🚀 즉, 라우터는 "네트워크 간 길 안내", 스위치는 "네트워크 내부 트래픽 관리", 게이트웨이는 "서로 다른 네트워크 연결" 역할을 함!