KR20010107790A - 가상 사설망 구축 방법 및 이를 이용한 가상사설망게이트웨이 - Google Patents

가상 사설망 구축 방법 및 이를 이용한 가상사설망게이트웨이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 프로토콜의 계층 3을 통해 멀티 프로토콜을 지원할 수 있는 가상 사설망(VPN) 구현방법 및 이를 이용한 가상 사설망(VPN) 게이트웨이에 관한 것이다.
이중에서 본 발명의 VPN구현 방법은 내부 네트워크에서 브로드캐스팅된 패킷을 수신하여 원격지로 가는 패킷인지 판단하는 단계; 원격지로 가는 패킷이면, 내부 프로토콜을 공중망 프로토콜로 변환하는 단계; 공중망 프로토콜로 변환된 패킷을 암호화하는 단계; 암호화된 패킷을 공중망으로 전송하는 단계; 공중망으로부터 수신된 패킷을 복호하는 단계; 복호된 패킷을 내부 프로토콜로 변환하는 단계; 및 내부 프로토콜에 따라 패킷을 전송하는 단계로 구성된다.
따라서, 본 발명에 따르면 공중망 프로토콜과 다른 내부 프로토콜(예컨대, IPX, Appletalk, SNA 등)을 사용하는 사설망도 공중망(TCP/IP)을 이용하여 하나의 가상사설망(VPN)을 구축할 수 있도록 함으로써 회선 임대 비용이 비싼 전용회선을 사용하지 않고서도 저렴한 비용으로 가상사설망(VPN)을 구축할 수 있는 잇점이 있다.

Description

가상 사설망 구축 방법 및 이를 이용한 가상사설망 게이트웨이{ Method of establishing virtual private network and VPN gateway using thereof }
본 발명은 가상 사설망(VPN: Virtual Private Network) 구현기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 프로토콜의 계층 3을 통해 멀티 프로토콜을 지원할 수 있는 가상 사설망(VPN) 구현방법 및 이를 이용한 가상 사설망(VPN) 게이트웨이에 관한 것이다.
통상적으로, 분산된 기업환경에서 본사와 지사를 연결하는 대표적인 방식으로는 전용회선(leased line)이나 프레임 릴레이(Frame Relay)를 이용하여 망을 구축하는 것이다. 그런데 이와 같은 전용회선이나 프레임 릴레이는 회선비용이 상대적으로 비싸기 때문에 보다 저렴하고 널리 사용되고 있는 인터넷(공중망)을 이용하여 사설망을 구축하려는 노력이 시도되고 있다.
이와 같이 공중망을 이용하여 사설망의 기능을 제공하는 것을 가상 사설망(Vritual Private Network)이라 한다. 특히, 인터넷상에서 가상 사설망(VPN)이란 IP프로토콜로 구성되어 있는 공중 데이터망인 인터넷(초고속인터넷: ADSL 등)을 통해 사설망의 기능을 제공하는 것으로, 비연결형 네트워크인 인터넷상에서 전달되는 정보의 프라이버시를 보장하여주기 위해 보안기능을 갖춘 것이다.
그런데 종래의 가상 사설망 솔루션들은 대부분 계층 2(Layer 2)를 지원하는 제품으로서 가격이 비싸거나 계층 3의 경우에는 IP 암호 옵션(IP security option:이하 IP sec라 함) 프로토콜 기반의 보안에 초점이 맞춰진 것으로 오직 TCP/IP 프로토콜만 지원하는 문제점이 있다. 즉, 기업이나 단체의 어플리케이션이 IPX나 appletalk 등 다른 네트워크 프로토콜을 사용한다면, 종래의 가상 사설망(VPN)으로는 기존의 백본(Back-bone)망을 대체할 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모든 네트워크 프로토콜의 터넬링(tunneling)을 지원할 수 있는 가상 사설망(VPN) 구현방법 및 이를 이용한 가상 사설망(VP) 게이트웨이(gateway)를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가상 사설망 구성의 예,
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 가상 사설망을 이용한 통신의 예,
도 4는 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이의 동작 흐름도,
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이의 데이터 포맷.
*도면의 주요부분에 대한 간단한 부호의 설명
100: 공중망 110: 본사 LAN
120: 지사 LAN 111-1~n,121-1~m: PC
112,122: 허브 113,123: VPN게이트웨이
114: 라우터 124: ADSL 모뎀
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 분산된 단말들을 공중망을 이용하여 하나의 사설망으로 구축하는 방법에 있어서, 내부 네트워크에서 브로드캐스팅(broadcasting)된 패킷을 수신하여 원격지로 가는 패킷인지 판단하는 단계; 원격지로 가는 패킷이면, 내부 프로토콜을 공중망 프로토콜로 변환하는 단계; 공중망 프로토콜로 변환된 패킷을 암호화하는 단계; 암호화된 패킷을 공중망으로 전송하는 단계; 공중망으로부터 수신된 패킷을 복호하는 단계; 복호된 패킷을 내부 프로토콜로 변환하는 단계; 및 내부 프로토콜에 따라 패킷을 전송하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 분산된 로컬 네트워크를 공중망을 통해 연결하여 하나의 광역 사설망을 구축하기 위한 가상사설망 게이트웨이에 있어서, 상기 로컬 네트워크와 접속하기 위한 랜카드와 상기 공중망과 접속하기 위한 망접속수단을 구비하며, 소정의 운영체계가 탑재된 메인보드; 상기 메인보드상에 탑재되며, 로컬 네트워크로부터 원격지로 가는 패킷의 내부 프로토콜을 공중망 프로토콜로 변환하고, 공중망으로부터 수신된 패킷의 공중망 프로토콜을 내부 프로토콜로 변환하는 멀티프로토콜 터넬링 모듈; 및 상기 멀티프로토콜 터넬링 모듈로부터 수신된 송신패킷을 암호화하여 공중망으로 전송하고, 공중망으로부터 수신된 암호화된 패킷을 복호하여 상기 멀티프로토콜 터넬링 모듈로 전송하는 암호화/복호화 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가상 사설망 구성의 예로서, 본사에 설치되는 지역망(Local Area Network:LAN)(110)과 지사에 설치되는 지역망(LAN)(120)이 공중망(100)을 통해 연결된 것을 보여준다. 본사의 지역망(110)은 다수의 PC들(111-1~111-n)이 허브(112)를 통해 연결된 후, 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이(113)와 라우터(114)를 통해 공중망(100)에 연결되고, 지사의 지역망(120)은 다수의 PC들(121-1~121-m)이 허브(122)를 통해 연결됨과 아울러 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이(123)와 고속 인터넷 회선( 예컨대, ADSL)(124)을 통해 공중망(100)에 연결된다.
이와 같이 본사의 지역망(110)과 지사의 지역망(120)이 공중망(100)을 통해 연결되므로 보안에 대한 엄격한 관리가 필요함과 아울러 망의 효율적인 활용을 위한 다양한 조치들이 필요하다.
도 1을 참조하면, 지사에 설치되는 가상 사설망 게이트웨이(123)는 도 2a에 도시된 바와 같이, LAN카드(204a)와 ADSL 모뎀(124)이 탑재되는 리눅스 기반의 메인보드(202a)와 링크계층(206a), 멀티프로토콜 터넬링모듈(208a), IP sec 모듈(210a)로 구현되어 지사 LAN의 각 단말(PC)들이 요구하는 통신을 처리하고 공중망(100)으로부터 수신된 패킷을 목적지 단말(target terminal)로 전달한다. 본 발명의 실시예에서 본사와 지사의 내부 네트워크는 IPX 프로토콜을 사용한다고 가정한다.
그리고 본사에 설치되는 가상 사설망 게이트웨이(113)는 도 2b에 도시된 바와 같이, NIC카드와 LAN카드(204b)가 탑재되는 리눅스 기반의 메인보드(202b)와, 링크계층(206b), 멀티프로토콜 터넬링모듈(208b), IP sec 모듈(210b)로 구현되어 본사 LAN(110)의 각 단말(PC)들이 요구하는 통신을 처리함과 아울러 공중망(100)으로부터 수신된 패킷을 목적지 단말(target terminal)로 전달한다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 메인보드(202a,202b)는 바람직하게 리눅스 커널을 탑재하기 위한 LAN포트2, CPU, 플래시메모리, DRAM 등을 포함하고 있고, 동작에 필요한 최소한의 리눅스 커널을 올린 후 IP sec 프로토콜을 지원하는 커널 수준의 소프트웨어 모듈, 및 멀티프로토콜 터넬링을 가능케 하는 소프트웨어 모듈을 탑재시킨다. 이때, IP sec모듈(210a,210b)은 인터넷망을 통해 전송되는 데이터의 보안을 위한 것이고, 멀티프로토콜 터넬링 모듈(208a,208b)은 모든 네트워크 프로토콜의 사용을 지원하기 위한 모듈이다.
도 3은 본 발명에 따른 가상 사설망을 이용하여 지사와 본사의 PC간에 통신이 이루어지는 예이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 지사의 PC(121-1)는 통신할 패킷을 지사의 랜(LAN)(송신시 내부 네트워크가 된다)상에 브로드캐스팅(broadcasting)한다. 지사의 VPN 게이트웨이(123)는 패킷을 수신하면, 목적지 어드레스(Destination)을 분석하여 원격지 네트워크(예컨대, 본사 LAN; 외부 네트워크가 된다)로 가는 것인지 혹은 내부 패킷인지를 판단한 후, 원격지 네트워크로 가는 것이면, IP sec 모듈(210a)을 구동하여 IP sec 패킷으로 캡슐화(encapsulation)한 후, 멀티 프로토콜 터넬링 모듈(208a)을 구동하여 TCP/IP 프로토콜로 변환한 후 공중망(100)으로 전송한다.
공중망(100)을 통해 전송된 패킷은 본사의 라우터(114)를 거쳐 VPN 게이트웨이(113)로 전달되고, 본사의 VPN 게이트웨이(113)는 수신된 패킷을 IP sec모듈(210b)에서 복호화한 후 분석하고, 멀티프로토콜 터넬링 모듈(208b)에서 TCP/IP 프로토콜을 내부 프로토콜인 IPX 프로토콜로 변환하여 링크 계층을 거쳐 타겟 PC(111-1)로 전송한다. 이 때, 타겟PC가 정의되지 않았으면, 본사 랜(110)상에 브로드케스팅한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 내부 네트워크 프로토콜이 공중망의 TCP/IP 프로토콜과 다르더라도 공중망(100)을 이용한 가상 사설망(VPN)을 구축할 수 있고, 이에 따라 전용선을 사용하지 않고서도 저렴한 비용으로 사설망을 구축할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이의 동작 흐름도이다.
본 발명에 따른 VPN 게이트웨이는 전원이 온되면, 운영체계(O/S: 예컨대, 리눅스 커널)을 부팅한 후 미리 설정된 환경파일에 따라 환경을 설정한다(S1~S3). 이어 해당 랜(LAN)의 브로드캐스팅 패킷을 수집하여 내부 네트워크로 가는 패킷인지 외부(원격지) 네트워크로 가는 패킷인지를 판단하여 외부(원격지)로 가는 패킷이면, 멀티프로토콜 터넬링 모듈에서 내부 프로토콜(예컨대, IPX)을 공중망 프로토콜(TCP/IP)로 변환(즉, IP 패킷에 캡슐화)한 후 IP sec 모듈에서 암호화하여 공중망(100)측으로 전송한다(S4~S8).
한편, 공중망(100)으로부터 수신되는 패킷들은 IP sec 모듈에서 복호화된 후 멀티프로토콜 터넬링 모듈에서 공중망 프로토콜(TCP/IP)을 내부 프로토콜(IPX)로 변환(즉, IP패킷으로부터 역캡슐화)하여 링크계층을 통해 내부 네트워크로 전송한다. 이 때, 타겟 어드레스가 있으면 해당 어드레스의 단말로 패킷을 전달하고, 타겟 어드레스가 없으면 내부 네트워크상에 브로드캐스팅한다(S9~S14).
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 가상 사설망 게이트웨이에서 사용되는 데이터 포맷의 예이다.
도 5a를 참조하여 송신시의 데이터 포맷을 살펴보면, 내부 네트워크상에서는 IPX 프로토콜에 따른 데이터 포맷으로 패킷들이 전송된다. 통상, IPX 프로토콜의 패킷은 IPX헤더와 유료부하(Pay Load)로 이루어진다. 게이트웨이를 통해 수신된 IPX프로토콜 패킷은 멀티프로토콜 터넬링 모듈에서 TCP 프로토콜의 데이터 포맷으로 변환된다. 이때, IPX 패킷은 IPX헤더를 포함하여 전체가 하나의 유료부하로 취급되어 TCP헤더가 부가된 후 IP sec모듈로 전송되고, IP sec모듈에서는 소정의 프로토콜에 따라 암호화한다. 암호화된 패킷에는 TCP헤더를 포함한 전체 데이터가 유료부하로 취급되고, IP sec 헤더가 부가된다. 이와 같이 IP sec모듈에 의해 암호화된 패킷 데이터는 IP 헤더가 부가된 후 ADSL모뎀을 통해 공중망으로 전송된다.
도 5b를 참조하여 수신시의 데이터 포맷을 살펴보면, 공중망을 통해 수신된 패킷 데에터는 IP헤더와 유료부하로 분해되어 IP헤더가 분석되고, 유료부하가 다시 IP sec 헤더와 유료부하로 분리된 후 IP sec헤더를 참조하여 데이터가 복호된다. 이어 복호된 패킷 데이터는 TCP헤더와 유료부하로 구분되어 TCP헤더가 분석되고, 프로토콜 변환을 거쳐 IPX헤더와 유료부하로 분리되어 IPX헤더가 분석된 후 최종 목적지로 유료부하가 전달된다. 통상적으로, 헤더에는 에러검출을 위한 CRC 코드와 소스(source), 데스티네이션(destination), 용량, QoS 등급 등을 나타내는 정보가 포함된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 공중망 프로토콜과 다른 내부프로토콜(예컨대, IPX, Appletalk, SNA 등)을 사용하는 사설망도 공중망(TCP/IP)을 이용하여 하나의 가상사설망(VPN)을 구축할 수 있도록 함으로써 회선 임대 비용이 비싼 전용회선을 사용하지 않고서도 저렴한 비용으로 가상사설망(VPN)을 구축할 수 있는 잇점이 있다. 특히, 본 발명에 따르면 멀티프로토콜을 지원할 수 있으므로 다양한 프로토콜을 가진 근거리망들을 하나의 광역 사설망으로 묶을 수 있고, 각 단말들은 전국적으로 흩어진 단말들과 자유롭게 통신할 수 있으므로 분산된 작업환경을 용이하게 구축할 수 있다.

Claims (5)

  1. 분산된 단말들을 공중망을 이용하여 하나의 사설망으로 구축하는 방법에 있어서,
    내부 네트워크에서 브로드캐스팅된 패킷을 수신하여 원격지로 가는 패킷인지 판단하는 단계;
    원격지로 가는 패킷이면, 내부 프로토콜을 공중망 프로토콜로 변환하는 단계;
    공중망 프로토콜로 변환된 패킷을 암호화하는 단계;
    암호화된 패킷을 공중망으로 전송하는 단계;
    공중망으로부터 수신된 패킷을 복호하는 단계;
    복호된 패킷을 내부 프로토콜로 변환하는 단계; 및
    내부 프로토콜에 따라 패킷을 전송하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 가상사설망 구축방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 프로토콜은 IPX, 애플토크, SNA 중 어느 하나이고, 공중망 프로토콜은 TCP/IP인 것을 특징으로 하는 가상사설망 구축방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 암호화와 복호화는 IP sec방식으로 처리하는 것을 특징으로 하는 가상사설망 구축방법.
  4. 분산된 로컬 네트워크를 공중망을 통해 연결하여 하나의 광역 사설망을 구축하기 위한 가상사설망 게이트웨이에 있어서,
    상기 로컬 네트워크와 접속하기 위한 랜카드와 상기 공중망과 접속하기 위한 망접속수단을 구비하며, 소정의 운영체계가 탑재된 메인보드;
    상기 메인보드상에 탑재되며, 로컬 네트워크로부터 원격지로 가는 패킷의 내부 프로토콜을 공중망 프로토콜로 변환하고, 공중망으로부터 수신된 패킷의 공중망 프로토콜을 내부 프로토콜로 변환하는 멀티프로토콜 터넬링 모듈; 및
    상기 멀티프로토콜 터넬링부로부터 수신된 송신패킷을 암호화하여 공중망으로 전송하고, 공중망으로부터 수신된 암호화된 패킷을 복호하여 상기 멀티프로토콜 터넬링부로 전송하는 암호화/복호화 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상사설망 게이트웨이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 망접속수단은 ADSL 모뎀인 것을 특징으로 하는 가상사설망 게이트웨이.
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