네트워크 가상화를 통한 보안 개선 방법 4가지

가상화는 IT에 많은 선물을 가져다줬다. 여기에는 단순히 불가능을 가능케 하는 역할 뿐만 아니라 그것을 ‘일반화'하는 기능까지 포함한다. 이를 통해 서버 통합에서 클라우드까지, 가상화는 이제 세계 컴퓨팅 플랫폼 영역에서 독보적인 지위를 갖고 있다. 동시에 가상화는 컴퓨팅 역량을 확장하는 역할을 넘어 네트워크 보안을 강화하는 방법론으로도 주목받고 있다. VM웨어(VMware)의 네트워크 및 보안 비즈니스 유닛 상품 마케팅 이사인 로드 스튤뮐러에게 네트워크 가상화를 통한 보안을 개선하는 4가지 방법을 알아본다.

네트워크 가상화는 어떻게 보안을 강화하는가
클라우드 데이터 센터에서, 애플리케이션 작업 부하(workload)는 자유롭게 할당, 이동, 해체할 수 있다. 클라우드 관리 소프트웨어는 수요에 따라 컴퓨트, 스토리지, 네트워크 용적을 할당한다.

이러한 동적 환경에 네트워크 가상화가 추가되면, 네트워킹 운영 모델의 성격이 완전히 바뀐다. 본질적인 변화는 보안 전문가에게 몇 가지 과제를 던져주지만, 현실적인 측면에서 보자면 네트워크 가상화는 격리(isolation)와 다중공유(multitenancy), 분할, 분산 파이어월링(distribution firewalling), 서비스 삽입 및 연쇄 등 몇 가지 내재적 보안 장점을 갖고 있다. 네트워크 가상화 플랫폼은 이러한 기능들을 다른 보안 기능과 결합해 소프트웨어-정의(software-defined) 데이터 센터 내 보안을 더 강화한다.

격리와 다중공유
격리는 네트워크 가상화의 핵심 기능 가운데 하나로, 법규 준수에서 통제, 혹은 단순한 개발 진행, 테스트, 생산 환경 등이 서로 영향을 주지 않도록 하는 네트워크 보안의 근간이다. 이를 통해 각 가상 네트워크는 기본적인 물리적 네트워크 단계에서부터 다른 가상 네트워크들과 격리되며, ‘최소 권한’(least privilege)의 보안 원칙이 적용된다.

모든 격리 가상 네트워크는 데이터 센터 내 분산된 작업 부하들로 구성할 수 있다. 같은 가상 네트워크 내의 작업 부하는 같은, 혹은 다른 하이퍼바이저에 귀속될 수 있다. 가상 네트워크를 격리하면 IP 주소 중복이 허용되기 때문에, 가상 네트워크들의 독립적인 개발과 테스트, 생산이 가능해진다. 각 작업은 서로 다른 애플리케이션 버전으로도 실행할 수 있고 모든 과정이 같은 IP 주소, 같은 물리적 인프라스트럭처에서 동시에 이뤄진다.

또한, 가상 네트워크는 기저 물리적 인프라스트럭처와도 격리된다. 하이퍼바이저 간의 트래픽은 캡슐화(encapsulate)되기 때문에, 물리적 네트워크 기기들은 가상 네트워크에 연결된 작업 부하와 달리 완전히 구별된 주소 공간 내에서 운영된다. 예를 들어 IPv4 물리적 네트워크에서 IPv6 애플리케이션 작업 부하를 지원할 수 있다. 이러한 격리는 가상 네트워크 내 작업 부하를 통한 공격으로부터 기저 물리적 네트워크를 보호하는 역할을 한다.

분할을 통한 단순화
분할은 격리와 관련 있는 개념이지만 대신 다중티어(multitier) 가상 네트워크 내부에 적용된다는 차이가 있다. 기존의 네트워크 분할은 네트워크 세그먼트 혹은 티어 간의 트래픽을 허용, 차단하도록 설계된 물리적 방화벽이나 라우터의 기능을 의미하는 개념이었다. 분할을 정의하고 설정하는데 상당한 시간이 걸렸고 이 과정에서 오류가 발생해 보안 사고로 이어질 가능성도 높았다. 이를 이용하려면 기기 설정과 네트워크 어드레싱, 애플리케이션 포트, 프로토콜 등에 대한 전문지식이 필요한 것도 맹점이었다.

반면 격리와 마찬가지로 네트워크 가상화의 핵심 기능인 네트워크 분할은 다중티어 환경을 지원한다. 즉 복수의 L2 세그먼트가 L3 분할 혹은 마이크로분할(microsegmentation)과 함께 분산 방화벽 룰의 적용을 받는 단일 L2 세그먼트 위에서 작동하는 형태다.

이들은 웹 티어, 애플리케이션 티어, 데이터베이스 티어 형태로 구성할 수 있다. 물리적 방화벽과 접근 관리 목록은 네트워크 보안 팀과 규제 감사원이 검증한 분할 기능을 전달한다. 이는 클라우드 데이터 센터에 있어 신뢰할 수 있는 접근법이지만, 공격과 유출 가능성이 증가, 그리고 조작자의 오류 혹은 구식 수동 네트워크 보안 설정, 관리 프로세스의 변화로 인한 다운타임 문제는 아직 더 개선할 필요가 있는 것으로 지적된다.

가상 네트워크에서, 작업 부하로 권한 설정된 네트워크 서비스들은 미리 프로그래밍된 대로 생성되고 하이퍼바이저 v스위치(vSwitch)에 분산된다. L3 분할, 파이어월링 등의 네트워크 서비스들은 가상 인터페이스에서 실행된다. 가상 네트워크 내부의 커뮤니케이션은 절대 가상 환경을 벗어나지 않으므로 네트워크 분할 요청을 제거하는 것은 물리적 네트워크 혹은 방화벽에서 설정, 유지돼야 한다.

고급 보안 서비스 추가, 연쇄, 조정
네트워크 가상화 플랫폼의 근간은 가상 네트워크 내 분할 전달을 위해 파이어월링 기능을 제공한다. 그러나 일부 환경에서는 더 고급 네트워크 보안 역량이 필요하기도 하다. 이와 같은 사례들에서, 고객은 가상 네트워크 환경 내 고급 네트워크 보안 서비스의 배포, 구현, 실행에 네트워크 가상화 플랫폼을 이용할 수 있다.

네트워크 가상화 플랫폼은 네트워크 서비스를 v스위치 내부에 분산해 가상 네트워크 트래픽에 적용되는 서비스의 논리 관(logical pipeline)을 형성한다. 서드파티 네트워크 서비스들이 여기에 삽입될 수 있으며, 이로써 물리적, 가상 서비스들이 이 논리 관 내에서 소비되는 것을 허용한다.

네트워크 가상화 접근법의 강력한 장점은 다른 서비스들의 결과에 기초한 논리 서비스 내 서비스 실행을 위한 서비스 삽입, 연쇄, 조정을 이용하는 정책을 구축할 수 있다는 것이다. 이는 여타 방식에선 연관을 지니기 힘든 복수 업체의 완전히 독립적인 네트워크 보안 서비스들 간의 조정할 수 있게 한다.

예를 들어, VM웨어와 팔로 알토 네트웍스(Palo Alto Networks)를 통합하면 팔로 알토 네트웍스 VM-시리즈(VM-Series) 차세대 방화벽 배포에 VM웨어 NSX 플랫폼을 이용해 개별 하이퍼바이저가 고급 기능을 지역적으로 이용할 수 있게 한다.

해당 하이퍼바이저에 설정 혹은 이전된 애플리케이션 작업 부하를 위해 규정된 네트워크 보안 정책들은 가상 네트워크의 논리 관에 삽입된다. 런타임에서 서비스 삽입은 지역적으로 이용 가능한 팔로 알토 네트웍스 차세대 방화벽 기능군을 작업 부하의 가상 인터페이스에서 애플리케이션, 사용자, 맥락 기반 통제 정책을 전달, 강제하는 데 이용한다.

물리적, 가상 인프라 전반의 보안 모델 일관성
네트워크 가상화는 가상적, 물리적 보안 플랫폼 전반에 걸쳐 자동으로 권한을 설정하고 컨텍스트 쉐어링(context-sharing)을 가능케 한다. 전통적으로 물리적 네트워크 환경에 배치한 파트너 서비스들도 가상 네트워크 환경에 손쉽게 적용할 수 있고 모든 작업 부하에 존재하는 애플리케이션 전반에 걸쳐 일관된 가시성과 보안을 확보할 수 있다.

전통적으로, 이러한 네트워크 보안 수준은 네트워크팀과 보안 팀에게 플랫폼 혹은 기능 사이의 선택을 강요했다. 그러나 애플리케이션의 가상 인터페이스에서 고급 기능군의 배포, 실행 기능을 이용하면 두 환경 모두에 최적화할 수 있다. 이렇게 구축된 인프라스트럭처는 정책을 유지하면서 자동으로 데이터 센터 어디든 배치하고 이동시킬 수 있다. 또한 사전 승인된 애플리케이션 보안 정책은 미리 설정된 프로그램에 따라 적용할 수 있어 높은 복잡성의 네트워크 보안 서비스도 기업 내부에서 독자적으로 배치를 할 수 있다.

점점 더 많은 데이터 센터들이 네트워크 가상화를 받아들이고 소프트웨어-정의 데이터 센터로 이행하고 있다. 이에 따라 다양한 전통적 보안 솔루션들이 하이퍼바이저 내 네트워크 가상화 플랫폼의 독특한 위치를 이용하는 모습을 점점 더 자주 보게 될 것이다. editor@itworld.co.kr