Принципы построения доменов Active Directory

Александр Емельянов

Принципы построения доменов Active Directory

Active Directory уже давно вошла в разряд консервативных принципов логического построения сетевой инфраструктуры. Но многие администраторы продолжают использовать рабочие группы и домены Windows NT в своей работе. Внедрение службы каталогов будет интересно и полезно как начинающим, так и опытным администраторам для централизации управления сетью и обеспечения должного уровня безопасности.

Active Directory – технологию, появившуюся в линейке систем Win2K шесть лет назад, можно было охарактеризовать как революционную. По своей гибкости и масштабируемости она превосходит домены NT 4 на порядок, не говоря уже о сетях, состоящих из рабочих групп.

С момента выхода AD было выпущено огромное количество книг и публикаций на тему планирования, проектирования топологии, поддержки доменов, обеспечения безопасности и т. п.

Сертификационные курсы корпорации Microsoft обещают, что за 40 часов вы сможете научиться тому, как развернуть свой домен и с успехом его администрировать.

Не верю. Администрирование – это процесс, включающий в себя многолетний опыт с «набитыми шишками», огромным количеством прочитанной документации (в массе своей на английском языке) и «задушевными» беседами с начальством и пользователями.

Есть еще один нюанс – перед тем, как пройти курс по внедрению Active Directory, вы должны иметь успешно сданный курс по администрированию сетевой инфраструктуры на базе Windows Server 2003, который тоже требует некоторых финансовых затрат со стороны обучающегося. Лишний раз убеждаемся, что Microsoft своего не упустит. Но речь не об этом…

Изучение внедрения AD никак не вписывается в рамки недельного курса и уж тем более одной публикации. Однако, вооружившись опытом предыдущих статей, попытаемся разобраться, что же такое служба каталогов по сути своей, каковы основные тонкости ее инсталляции и чем она может облегчить жизнь системного администратора.

Также посмотрим, что нового появилось в Active Directory с выходом Windows Server 2003.

Стоит отметить, что в последнем квартале прошедшего года Microsoft выпустила Windows Vista, а вместе с ней и обновленную службу каталогов. Однако старые технологии не потеряли своей актуальности и по сей день.

В рамках статьи мы пройдем путь от понимания сущности AD до создания своего собственного домена. Дальнейшая его настройка и инструменты управления и диагностики будут освещены в следующих номерах.

Чем поможет Active Directory

Приведу неполный список всех «вкусностей», которые вы получите, развернув службу каталогов:

• единая база регистрации пользователей, которая хранится централизованно на одном либо нескольких серверах; таким образом, при появлении нового сотрудника в офисе вам нужно будет всего лишь завести ему учетную запись на сервере и указать, на какие рабочие станции он сможет получать доступ;
• поскольку все ресурсы домена индексируются, это дает возможность простого и быстрого поиска для пользователей; например, если нужно найти цветной принтер в отделе автоматизации;
• совокупность применения разрешений NTFS, групповых политик и делегирования управления позволит вам тонко настроить и распределить права между участниками домена;
• перемещаемые профили пользователей дают возможность хранить важную информацию и настройки конфигурации на сервере; фактически, если пользователь, обладающий перемещаемым профилем в домене, сядет работать за другой компьютер и введет свои имя пользователя и пароль, он увидит свой рабочий стол с привычными ему настройками;
• с помощью групповых политик вы можете изменять настройки операционных систем пользователей, от разрешения пользователю устанавливать обои на рабочем столе до настроек безопасности, а также распространять по сети программное обеспечение, например, Volume Shadow Copy client и т. п.;
• многие программы (прокси-серверы, серверы баз данныхи др.) не только производства Microsoft на сегодняшний день научились использовать доменную аутентификацию, таким образом, вам не придется создавать еще одну базу данных пользователей, а можно будет использовать уже существующую;
• использование Remote Installation Services облегчает установку систем на рабочие места, но, в свою очередь, работает только при внедренной службе каталогов.

Отрицательные стороны этой технологии появляются в процессе работы либо от незнания основ, либо от нежелания вдаваться в тонкости компонентов AD. Научитесь правильно решать возникающие задачи, и весь негатив исчезнет.

Я лишь заострю внимание на том факте, что все вышеперечисленное будет иметь силу при наличии гомогенной сети на базе семейства ОС Windows 2000 и выше.

Логика построения

Рассмотрим основные составляющие службы каталогов.

Домены

Это основная логическая единица построения. В сравнении с рабочими группами домены AD – это группы безопасности, имеющие единую базу регистрации, тогда как рабочие группы – это всего лишь логическое объединение машин. AD использует для именования и службы поиска DNS (Domain Name Server – сервер имен домена), а не WINS (Windows Internet Name Service – сервис имен Internet), как это было в ранних версиях NT. Таким образом, имена компьютеров в домене имеют вид, например, buh.work.com, где buh – имя компьютера в домене work.com (хотя это не всегда так, об этом читайте далее).

В рабочих группах используются NetBIOS-имена. Для размещения доменной структуры AD возможно использование DNS-сервера не компании Microsoft. Но он должен быть совместим с BIND 8.1.2 или выше и поддерживать записи SRV (RFC 2052), а также протокол динамической регистрации (RFC 2136). Каждый домен имеет хотя бы один контроллер домена, на котором располагается центральная база данных.

Деревья

Это многодоменные структуры. Корнем такой структуры является главный домен, для которого вы создаете дочерние. Фактически Active Directory использует иерархическую систему построения, аналогичную структуре доменов в DNS.

Например, если мы имеем домен work.com (домен первого уровня) и создаем для него два дочерних домена first.work.com и second.work.com (здесь first и second – это домены второго уровня, а не компьютер в домене, как в случае, описанном выше), то в итоге получим дерево доменов (см. рис. 1).

Рисунок 1. Дерево доменов

Деревья как логическое построение используются, когда вам нужно разделить филиалы компании, например, по географическим признакам, либо из каких-то других организационных соображений.

AD помогает автоматически создавать доверительные отношения между каждым доменом и его дочерними доменами.

Таким образом, создание домена first.work.com ведет к автоматической организации двухсторонних доверительных отношений между родительским work.com и дочерним first.work.com (аналогично и для second.work.com). Поэтому с родительского домена могут применяться разрешения для дочернего, и наоборот. Нетрудно предположить, что и для дочерних доменов будут существовать доверительные отношения.

Еще одно свойство доверительных отношений – транзитивность. Получаем – для домена net.first.work.com создаются доверительные отношения с доменом work.com.

Леса

Также как и деревья это многодоменные структуры. Но лес – это объединение деревьев, имеющих разные корневые домены.

Предположим, вы решили иметь несколько доменов с именами work.com и home.net и создать для них дочерние домены, но из-за того, что tld (top level domain) не в вашем управлении, в этом случае вы можете организовать лес (см. рис. 2), выбрав один из доменов первого уровня корневым. Вся прелесть создания леса в этом случае – двухсторонние доверительные отношения между двумя этими доменами и их дочерними доменами.

Рисунок 2. Лес доменов с корнем Work.com

Однако при работе с лесами и деревьями необходимо помнить следующее:

• нельзя добавить в дерево уже существующий домен;
• нельзя включить в лес уже существующее дерево;
• если домены помещены в лес, их невозможно переместить в другой лес;
• нельзя удалить домен, имеющий дочерние домены.

Для получения более глубокой информации по тонкостям использования и конфигурирования деревьев и лесов вы можете посетить базу знаний Microsoft TechNet, а мы пойдем дальше.

Организационные единицы (OU)

Их можно назвать субдоменами. OU позволяют группировать в домене учетные записи пользователей, группы пользователей, компьютеры, разделяемые ресурсы, принтеры и другие OU. Практическая польза от их применения состоит в возможности делегирования прав для администрирования этих единиц.

Попросту говоря, можно назначить администратора в домене, который сможет управлять OU, но не иметь прав для администрирования всего домена.

Важной особенностью OU в отличие от групп (немного забегаем вперед) является возможность применения к ним групповых политик. «А почему нельзя разбить исходный домен на несколько доменов вместо использования OU?» – спросите вы.

Многие специалисты советуют иметь по возможности один домен. Причина этому – децентрализация администрирования при создании дополнительного домена, так как администраторы каждого такого домена получают неограниченный контроль (напомню, что при делегировании прав администраторам OU можно ограничивать их функционал).

В дополнение к этому для создания нового домена (даже дочернего) нужен будет еще один контроллер. Если же у вас есть два обособленных подразделения, соединенных медленным каналом связи, могут возникнуть проблемы с репликацией. В этом случае более уместным будет иметь два домена.

Также существует еще один нюанс применения групповых политик: политики, в которых определены настройки паролей и блокировки учетных записей могут применяться только для доменов. Для OU эти настройки политик игнорируются.

Группы пользователей и компьютеров

Они используются для административных целей и имеют такой же смысл, как и при использовании на локальных машинах в сети. В отличие от OU, к группам нельзя применять групповые политики, но для них можно делегировать управление. В рамках схемы Active Directory выделяют два вида групп: группы безопасности (применяются для разграничения прав доступа к объектам сети) и группы распространения (применяются в основном для рассылки почтовых сообщений, например, в сервере Microsoft Exchange Server).

Они подразделяются по области действия:

• универсальные группы могут включать в себя пользователей в рамках леса, а также другие универсальные группы или глобальные группы любого домена в лесу;
• глобальные группы домена могут включать в себя пользователей домена и другие глобальные группы этого же домена;
• локальные группы домена используются для разграничения прав доступа, могут включать в себя пользователей домена, а также универсальные группы и глобальные группы любого домена в лесу;
• локальные группы компьютеров – группы, которые содержит SAM (security account manager) локальной машины. Область их распространения ограничивается только данной машиной, но они могут включать в себя локальные группы домена, в котором находится компьютер, а также универсальные и глобальные группы своего домена или другого, которому они доверяют. Например, вы можете включить пользователя из доменной локальной группы Users в группу Administrators локальной машины, тем самым дав ему права администратора, но только для этого компьютера.

Сайты

Это способ физического разделения службы каталогов. По определению сайт – это группа компьютеров, соединенных быстрыми каналами передачи данных.

Например, если вы имеете несколько филиалов в разных концах страны, соединенных низкоскоростными линиями связи, то для каждого филиала вы можете создать свой сайт. Делается это для повышения надежности репликации каталога.

Такое разбиение AD не влияет на принципы логического построения, поэтому как сайт может содержать в себе несколько доменов, так и наоборот, домен может содержать несколько сайтов. Но такая топология службы каталогов таит в себе подвох. Как правило, для связи с филиалами используется Интернет – очень небезопасная среда. Многие компании используют средства защиты, например, брандмауэры. Служба каталогов в своей работе использует около полутора десятков портов и служб, открытие которых для прохождения трафика AD через брандмауэр, фактически выставит ее «наружу». Решением проблемы является использование технологии туннелирования, а также наличие в каждом сайте контроллера домена для ускорения обработки запросов клиентов AD.

На рис. 3 представлена логика вложенности составляющих службы каталогов. Видно, что лес содержит два дерева доменов, в которых корневой домен дерева, в свою очередь, может содержать OU и группы объектов, а также иметь дочерние домены (в данном случае их по одному у каждого). Дочерние домены также могут содержать группы объектов и OU и иметь дочерние домены (на рисунке их нет). И так далее. Напомню, что OU могут содержать OU, объекты и группы объектов, а группы могут содержать другие группы. Более подробно о вложенности групп и их составляющих читайте в следующей статье.

Рисунок 3. Пример логики вложенности объектов Active Directory

Сущность службы каталогов

Чтобы обеспечить некоторый уровень безопасности, любая операционная система должна иметь файлы, содержащие базу данных пользователей. В ранних версиях Windows NT для этого использовался файл SAM (Security Accounts Manager – менеджер учетных записей). Он содержал учетные данные пользователей и был зашифрован. Сегодня SAM также используется в операционных системах семейства NT 5 (Windows 2000 и выше).

Когда вы повышаете роль рядового сервера до контроллера домена с помощью команды DCPROMO (фактически она запускает мастер установки службы каталогов), подсистема безопасности Windows Server 2000/2003 начинает использовать централизованную базу данных AD. Это можно легко проверить – попробуйте после создания домена открыть на контроллере оснастку Computer Management и найти там «Локальные пользователи и группы». Более того, попробуйте войти на этот сервер под локальной учетной записью. Вряд ли у вас получится.

Большинство данных пользователей сохраняются в файле NTDS.DIT (Directory Information Tree – дерево информации каталога). NTDS.DIT – это модифицированная база данных. Она создана с использованием той же технологии, что и база данных Microsoft Access. Алгоритмы работы контроллеров домена содержат вариант движка JET базы данных Access, который был назван ESE (Extensible Storage Engine – расширяемый движок хранения информации). NTDS.DIT и службы, обеспечивающие взаимодействие с этим файлом, фактически и есть служба каталогов.

Структура взаимодействия клиентов AD и основного хранилища данных, аналогично как и пространство имен службы каталогов, представлены в статье [1]. Для полноты описания нужно упомянуть об использовании глобальных идентификаторов. Глобальный уникальный идентификатор (Global Unique Identifier, GUID) – это 128-разрядное число, сопоставляемое каждому объекту при его создании для обеспечения уникальности. Имя объекта AD можно изменить, а вот GUID останется неизменным.

Глобальный каталог

Наверняка вы успели заметить, что структура AD может быть весьма сложной и вмещать в себя большое количество объектов. Чего стоит только тот факт, что домен AD может включать в себя до 1,5 млн. объектов. Но из-за этого могут возникнуть проблемы с производительностью при выполнении операций. Эта проблема решается с помощью Глобального каталога (Global Catalog, GC). Он содержит сокращенную версию всего леса AD, что помогает ускорять поиск объектов. Владельцем глобального каталога могут выступать специально назначенные для этого контроллеры домена.

Роли FSMO

В AD существует определенный перечень операций, выполнение которых можно возложить только на один контроллер. Они называются ролями FSMO (Flexible Single-Master Operations – операции с одним хозяином). Всего в AD 5 ролей FSMO. Рассмотрим их более подробно.

В рамках леса обязательно должна существовать гарантия уникальности доменных имен при добавлении нового домена к лесу доменов. Такая гарантия осуществляется исполнителем роли владельца операции именования доменов (Domain Naming Master) Исполнитель роли владельца схемы (Schema Master) осуществляет все изменения в схеме каталога. Исполнители ролей владельца доменных имен и владельца схемы должны быть уникальны в рамках леса доменов.

Как я уже говорил, при создании объекта ему сопоставляется глобальный идентификатор, гарантирующий его уникальность. Именно поэтому контроллер, отвечающий за генерацию GUID и исполняющий роль владельца относительных идентификаторов (Relative ID Master), должен быть один-единственный в рамках домена.

В отличие от доменов NT в AD нет понятия PDC и BDC (основной и резервный контроллеры домена). Одной из ролей FSMO является PDC Emulator (эмулятор основного контроллера домена). Сервер под управлением Windows NT Server может выступать в роли резервного контроллера домена в AD. Но известно, что в доменах NT может использоваться только один основной контроллер. Именно поэтому Microsoft сделала так, что в рамках одного домена AD мы можем назначить единственный сервер – носитель роли PDC Emulator. Таким образом, отступая от терминологии, можно говорить о наличии главного и резервных контроллеров домена, имея в виду обладателя роли FSMO.

При удалении и перемещении объектов один из контроллеров должен сохранить ссылку на этот объект, пока не будет полностью завершена репликация. Такую роль выполняет владелец инфраструктуры каталога (Infrastructure Master).

Последние три роли требуют уникальности исполнителя в рамках домена. Все роли возлагаются на первый контроллер, созданный в лесу. При создании разветвленной инфраструктуры AD вы можете передавать эти роли другим контроллерам. Могут возникать также ситуации, когда владелец одной из ролей недоступен (вышел из строя сервер). В этом случае необходимо выполнить операцию захвата роли FSMO с помощью утилиты NTDSUTIL (о ее использовании мы поговорим в следующих статьях). Но стоит быть осторожным, так как при захвате роли служба каталогов полагает, что предыдущего владельца нет, и не обращается к нему вовсе. Возвращение в сеть прежнего исполнителя роли может привести к нарушению ее функционирования. Особенно это критично для владельца схемы, владельца доменных имен и владельца идентификаторов.

Что касается производительности: наиболее требовательна к запасу ресурсов компьютера роль эмулятора основного контроллера домена, поэтому ее можно возложить на другой контроллер. Остальные роли не столь требовательны, поэтому при их распределении вы можете руководствоваться нюансами логического построения схемы вашей AD.

Последний шаг теоретика

Прочтение статьи вовсе не должно перевести вас из теоретиков в практики. Потому что, пока вы не учли все факторы от физического размещения узлов сети до логического построения всего каталога, не стоит браться за дело и воздвигать домен простыми ответами на вопросы мастера установки AD. Подумайте, как будет называться ваш домен и, если вы собираетесь создать дочерние для него, по каким признакам они будут именоваться. При наличии в сети нескольких сегментов, соединенных ненадежными каналами связи, рассмотрите возможность использования сайтов.

Как руководство по установке AD могу посоветовать использовать статьи [2] и [3], а также базу знаний Microsoft.

Напоследок несколько советов:

• Постарайтесь по возможности не совмещать роли PDC Emulator и прокси-сервера на одной машине. Во-первых, при большом количестве машин в сети и пользователей Интернет возрастает нагрузка на сервер, а во-вторых, при удачной атаке на ваш прокси «упадет» не только Интернет, но и основной контроллер домена, а это чревато некорректной работой всей сети.
• Если вы постоянно администрируете локальную сеть, а не собираетесь заняться внедрением Active Directory для заказчиков, вносите машины в домен постепенно, скажем, по четыре-пять в день. Поскольку если у вас в сети большое количество машин (50 и больше) и вы управляете ею один, то вряд ли вы управитесь даже за выходные, а если и управитесь, то насколько все будет корректно, неизвестно. К тому же для обмена документацией внутри сети вы можете использовать файловый или внутренний почтовый сервер (такой был описан мной в №11 за 2006 г.). Единственное, в этом случае стоит корректно разобраться в настройке прав пользователей для доступа к файловому серверу. Потому что, если, например, он не будет включен в домен, аутентификация пользователей будет осуществляться, основываясь на записях локальной базы SAM. Там нет данных о доменных пользователях. Однако если ваш файловый сервер будет в числе первых машин, включенных в AD, и не будет контроллером домена, то будет существовать возможность аутентификации посредством как локальной базы SAM, так и учетной базы AD. Но для последнего варианта вам нужно будет в локальных настройках безопасности разрешить (если это еще не сделано) доступ к файловому серверу по сети как участникам домена, так и локальным учетным записям.

О дальнейшей настройке службы каталогов (создание и управление учетными записями, назначение групповых политик и др.) читайте в следующей статье.

Приложение

Новшества Active Directory в Windows Server 2003

С выходом Windows Server 2003 в Active Directory появились следующие изменения:

• Стало возможным переименование домена после его создания.
• Улучшился пользовательский интерфейс управления. Например, можно изменить атрибуты сразу нескольких объектов.
• Появилось хорошее средство управления групповыми политиками – Group Policy Management Console (gpmc.msc, ее нужно скачивать с сайта Microsoft).
• Изменились функциональные уровни домена и леса.

О последнем изменении нужно сказать подробнее. Домен AD в Windows Server 2003 может находиться на одном из следующих уровней, перечисленных в порядке роста функциональности:

• Windows 2000 Mixed (смешанный Windows 2000). В нем допускается иметь контроллеры различных версий – как Windows NT, так и Windows 2000/2003. Причем если серверы Windows 2000/2003 равноправны, то сервер NT, как уже говорилось, может выступать только резервным контроллером домена.
• Windows 2000 Native (естественный Windows 2000). Допускается иметь контроллеры под управлением Windows Server 2000/2003. Этот уровень более функционален, но имеет свои ограничения. Например, вы не сможете переименовывать контроллеры доменов.
• Windows Server 2003 Interim (промежуточный Windows Server 2003). Допускается иметь контроллеры под управлением Windows NT, а также Windows Server 2003. Используется, например, когда главный контроллер домена под управлением сервера Windows NT обновляется до W2K3. Уровень имеет чуть большую функциональность, чем уровень Windows 2000 Native.
• Windows Server 2003. Допускается наличие в домене контроллеров только под управлением Windows Server 2003. На этом уровне можно воспользоваться всеми возможностями службы каталогов Windows Server 2003.

Функциональные уровни леса доменов практически те же, что и для доменов. Единственное исключение – существует только один уровень Windows 2000, на котором возможно использование в лесу контроллеров под управлением Windows NT, а также Windows Server 2000/2003.

Стоит заметить, что изменение функционального уровня домена и леса является операцией необратимой. То есть отсутствует обратная совместимость.

1. Коробко И. Active Directory – теория построения. //«Системный администратор», №1, 2004 г. – C. 90-94. (http://www.samag.ru/cgi-bin/go.pl?q=articles;n=01.2004;a=11).
2. Марков Р. Домены Windows 2000/2003 – отказываемся от рабочей группы. //«Системный администратор», №9, 2005 г. – C. 8-11. (http://www.samag.ru/cgi-bin/go.pl?q=articles;n=09.2005; a=01).
3. Марков Р. Установка и настройка Windows 2К Server. //«Системный администратор», №10, 2004 г. – C. 88-94. (http://www.samag.ru/cgi-bin/go.pl? q=articles;n=10.2004;a=12).