포트 (컴퓨터 네트워킹)

3. 주요 포트 번호 및 서비스

포트 번호는 크게 세 종류로 나뉜다. 그 중 잘 알려진 포트(0~1023번)는 특정 프로토콜이나 서비스에 할당되어 있다.

3. 1. 일반적인 서비스

• 0번 ~ 1023번: 잘 알려진 포트 (well-known port)
• 1024번 ~ 49151번: 등록된 포트 (registered port)
• 49152번 ~ 65535번: 동적 포트 (dynamic port)

등록된 포트는 1024에서 49151까지이며, IANA는 잘 알려진 포트와 등록된 포트의 공식 목록을 유지 관리한다.^[3] 동적 또는 개인 포트는 49152에서 65535까지이며, 임시 포트로 사용되기도 한다.

이메일 전송을 예로 들면, 이메일 서버는 단순 메일 전송 프로토콜 (SMTP) (TCP 포트 25)을 사용하여 다른 서버와 이메일을 주고받고, 포스트 오피스 프로토콜 (POP) (TCP 포트 110) 또는 인터넷 메시지 액세스 프로토콜 (IMAP)을 사용하여 클라이언트의 이메일 메시지를 가져온다.

클라이언트의 포트 번호는 동적 포트 범위에서 선택되는 경우가 많지만, DHCP처럼 클라이언트(UDP 포트 68)와 서버(UDP 포트 67)가 각각 IANA에 할당된 특정 포트 번호를 사용하는 경우도 있다.

3. 2. 대한민국 특정 서비스

프로토콜 이름과 포트의 대응표는 유닉스 계열 OS나 macOS에서는 `/etc/services` 파일에, 윈도우 NT 계열에서는 `%SystemRoot%\System32\drivers\etc\services` 파일에 텍스트 형태로 존재한다. 단, IANA에 등록된 모든 내용이 기재되어 있는 것은 아니다.

4. 포트와 소켓

소켓은 네트워크 통신의 종착점(Endpoint)을 나타내는 추상적인 개념이다. 프로그램에서 포트를 사용하여 통신하려면, 일반적으로 소켓을 사용한다. 소켓은 BSD에서 개발되었기 때문에, 특히 '''BSD 소켓'''이라고도 불린다.^[11] BSD 소켓 API는 소켓을 다루기 위한 표준 인터페이스를 제공한다. 소켓 프로그래밍은 클라이언트-서버 모델을 기반으로 하며, 서버는 특정 포트에서 클라이언트의 연결을 기다린다(Listen).^[1]

소켓을 사용한 통신 절차는 다음과 같다.

# 서버 프로그램은 소켓을 생성하고, 서비스 고유의 포트 번호를 소켓에 할당(bind)하고, 대기열을 준비(listen)하고, 클라이언트의 접속을 기다린다(accept).

# 클라이언트 프로그램은 소켓을 생성하고, 서버의 IP 주소와 서비스의 포트 번호를 지정(connect)하여 접속을 수행한다.

# 서버는 접속을 받으면, 새로 소켓을 생성하고, 그 소켓과 클라이언트 사이에 통신을 확립한다. 원래의 소켓은 다시 대기 상태로 돌아간다.

# 통신이 끝나면, 2와 3에서 생성한 소켓은 파기된다.

WWW(HTTP)의 경우, 원칙적으로 HTML 파일이나 이미지 파일을 1건 가져올 때마다 상기 2~4의 절차가 반복되므로, 액세스가 집중되면 서버의 부하가 매우 높아진다. 다만 HTTP 1.1에서는 1회의 접속으로 여러 건의 데이터를 가져오는 지속적 연결이 표준 동작이 된다.

포트 번호는 서버상의 서비스를 특정하기 위한 번호라고 할 수 있다. 따라서, 서버 측의 포트 번호는 중요하지만, 클라이언트 측의 포트 번호는 일반적으로 문제가 되지 않으며, 비어있는 번호를 적당히 자동으로 할당한다.

한 대의 서버 기기에, 동일한 IP 주소, 포트 번호, 프로토콜(TCP/UDP)의 소켓이 여러 개 존재할 수 있다. 즉, 포트와 소켓은 일대다 대응이 될 수 있다.^[1]

5. 네트워크 보안 및 포트 관리

포트 번호는 네트워크 보안과 밀접하게 관련되어 있다. 포트 스캔은 단일 호스트의 여러 포트에 연결을 시도하는 것으로, 보안 침해를 시도하거나 취약점을 찾기 위해 사용된다.^[1] 포트 연결 시도는 호스트에 의해 모니터링 및 기록된다.^[1]

최근에는 가정용 PC에서도 서버 기능을 가진 프로그램이 많이 동작한다. 이러한 프로그램은 포트에 바인드된 소켓을 생성하여 접속을 대기하는데, 프로그램에 결함(보안 허점)이 있으면 오작동을 일으켜 비밀번호와 같은 중요한 정보를 유출할 수 있다.

보안 허점이 없는 소프트웨어를 사용하는 것이 가장 좋지만, 현실적으로 오류를 완전히 제거하기는 어렵다. 또한, 보안 허점이 될 수 있는 동작이라도 용도에 따라 편리한 기능일 수 있다. 이러한 경우를 위해, 안전한 내부 LAN과 외부 인터넷망 간의 통신에 개입하여 부정한 통신을 차단하는 방화벽이 사용된다. 방화벽은 주로 소켓의 바인딩을 규제하는 패킷 필터형 방식을 사용한다.

5. 1. 방화벽

5. 2. 포트 스캔

5. 3. 포트 포워딩

6. URL에서의 포트 번호 사용

URI 문법에 의해서 사용 및 표기할 수 있으며, IP 주소와 함께 URL을 표기하는 예는 다음과 같다.

:ftp://000.000.000.000:21

위 표기에서 ''ftp://''는 URI 스킴과 구분 기호를, ''000.000.000.000''은 IP 주소를 의미하며 '':'' 다음의 ''21''은 포트 번호를 의미한다.

포트 번호를 생략 가능한 경우가 있는데 예를 들면 다음과 같다.

:http://000.000.000.000

위와 같은 월드 와이드 웹 URL은 기본적으로 80번 포트를 사용하므로 웹 브라우저는 자동적으로 이를 다음과 같은 의미로 처리한다.

:http://000.000.000.000:80

포트 번호는 웹 또는 기타 URL(통합 자원 위치 식별자)에서 종종 볼 수 있다. 기본적으로 HTTP는 포트 80을 사용하고 HTTPS는 포트 443을 사용하지만, http://www.example.com:8080/path/와 같은 URL은 웹 브라우저가 HTTP 서버의 8080 포트에 연결하도록 지정한다.

7. 역사

포트 번호의 개념은 ARPANET 초기 개발자들이 소프트웨어 제작자와 시스템 관리자 간의 비공식적인 협력을 통해 확립하였다. "포트 번호"라는 용어는 아직 사용되지 않았고, 네트워크 초창기 개발 단계에서는 "소켓 번호"라는 용어가 사용되었다. 원격 호스트의 소켓 번호는 40비트 값이었다.^[4] 처음 32비트는 오늘날의 IPv4 주소와 유사했지만, 당시에는 최상위 8비트가 호스트 번호였다. 소켓 번호의 최하위 부분(33~40비트)은 AEN(Another Eightbit Number)이라고 불리는 엔티티였다.^[5] 오늘날, ''네트워크 소켓''은 관련 있지만 다른 개념, 즉 노드 내에서만 사용되는 엔드포인트의 내부 주소를 지칭한다.

1972년 3월 26일, 빈트 서프와 존 포스텔은 당시의 사용법을 문서화하고 RFC 322에서 소켓 번호 카탈로그를 구축할 것을 요구했다. 네트워크 관리자들에게 "각 호스트의 네트워크 서비스 프로그램의 기능과 소켓 번호를 설명"하는 메모를 제출하거나 전화를 걸도록 요청했다.^[6] 이 카탈로그는 이후 1972년 12월 RFC 433으로 발행되었으며 호스트 목록과 해당 포트 번호, 네트워크의 각 호스트에서 사용된 해당 기능을 포함했다. 이 첫 번째 레지스트리 기능은 주로 사용법을 문서화하는 역할을 했으며, 일부 호스트 간에 "유용한 공용 서비스"에 대한 포트 번호 사용이 충돌하고 있음을 나타냈다.^[5] 이 문서는 포스텔이 1972년 5월 RFC 349에서 발표한 표준에 따라 이러한 충돌을 해결할 것을 약속했는데, 그는 네트워크 서비스에 대한 포트 번호의 공식적인 할당을 처음 제안하고 레지스트리를 유지 관리하는 전담 행정 기능(그는 "차르"라고 불렀음)을 제안했다.^[7]

AEN의 256개 값은 다음 범위로 나뉘었다.

텔넷 서비스는 값 1을 처음으로 공식적으로 할당받았다.

자세한 내용은 다음과 같다:^[7]

초기 ARPANET에서 AEN은 ''소켓 이름''이라고도 불렸으며,^[8] 네트워크 제어 프로토콜(NCP)의 구성 요소인 초기 연결 프로토콜 (ICP)과 함께 사용되었다.^[9][10] NCP는 현대 인터넷 프로토콜의 선구자였다. 오늘날 "서비스 이름"이라는 용어는 여전히 포트 번호와 밀접하게 연결되어 있으며, 전자는 숫자 포트 번호를 나타내기 위해 일부 네트워크 기능에서 사용되는 텍스트 문자열이다.

참조

_[1] 간행물 Transport Control Protocol 2023-01-01
_[2] 간행물 Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Procedures for the Management of the Service Name and Transport Protocol Port Number Registry IETF 2011-08
_[3] 웹사이트 Port Numbers https://www.iana.org[...] Internet Assigned Numbers Authority (IANA)
_[4] 간행물 Protocol Notes 1970-03-16
_[5] 간행물 Socket number list 1972-12-22
_[6] 간행물 Well Known Socket Numbers 1972-03-26
_[7] 간행물 Proposed Standard Socket Numbers 1972-05-30
_[8] 간행물 Initial Connection Protocol--Reviewed 1971-07-14
_[9] 문서 ARPANET Protocol Handbook NIC
_[10] 서적 ARPANET Protocol Handbook Network Information Center
_[11] 간행물 Destination Port has a meaning within the context of a particular internet destination address. IETF
_[12] 웹사이트 PORT NUMBERS https://web.archive.[...] IANA