Архитектура Active Directory

Физическая структура

Физическая структура сети с Active Directory довольно проста по сравнению с ее логической структурой. Физические компоненты Active Directory - это узлы (сайты) и контроллеры домена. Эти компоненты применяются для разработки структуры каталога, отражающей физическую структуру организации, которая, в свою очередь, влияет на создание сайтов для компании.

Физическое проявление службы Active Directory состоит в наличии отдельного файла данных, расположенного на каждом контроллере домена. Физическая реализация службы Active Directory описывается местоположением контроллеров домена, на которых расположена служба. При реализации службы Active Directory можно добавлять столько контроллеров доменов, сколько необходимо для поддержания служб каталога в данной организации. Имеется пять определенных ролей, которые может играть каждый из контроллеров домена. Они известны как роли хозяина операций (operations master roles). Еще одна роль, которую может выполнять любой отдельный контроллер домена в домене, связана с глобальным каталогом (GC - Global Catalog). В этом разделе мы рассмотрим хранилище данных службы Active Directory и контроллеры домена, на которых оно расположено.

Контроллеры доменов и их роли

Контроллер домена - это компьютер-сервер, управляющий доменом и хранящий реплику каталога домена (локальную БД домена). Поскольку в домене может быть несколько контроллеров домена, все они хранят полную копию той части каталога, которая относится к их домену [ 6 ] .

Ниже перечислены функции контроллеров доменов [ 4 ] .

• Каждый контроллер домена хранит полную копию всей информации Active Directory, относящейся к его домену, а также управляет изменениями этой информации и реплицирует их на остальные контроллеры того же домена.
• Все контроллеры в домене автоматически реплицируют между собой все объекты в домене. Какие-либо изменения, вносимые в Active Directory, на самом деле производятся на одном из контроллеров домена. Затем этот контроллер домена реплицирует изменения на остальные контроллеры в пределах своего домена. Задавая частоту репликации и количество данных, которое Windows будет передавать при каждой репликации, можно регулировать сетевой трафик между контроллерами домена.
• Важные обновления, например отключение учетной записи пользователя, контроллеры домена реплицируют немедленно.
• Active Directory использует репликацию с несколькими хозяевами (multimaster replication), в котором ни один из контроллеров домена не является главным. Все контроллеры равноправны, и каждый из них содержит копию базы данных каталога, в которую разрешается вносить изменения. В короткие периоды времени информация в этих копиях может отличаться до тех пор, пока все контроллеры не синхронизируются друг с другом.
• Наличие в домене нескольких контроллеров обеспечивает отказоустойчивость. Если один из контроллеров домена недоступен, другой будет выполнять все необходимые операции, например записывать изменения в Active Directory.
• Контроллеры домена управляют взаимодействием пользователей и домена, например находят объекты Active Directory и распознают попытки входа в сеть.

Существует две роли хозяина операций, которые могут быть назначены единственному контроллеру домена в лесу (роли, действующие в границах леса) [ 3 ] :

• Хозяин схемы (Schema Master). Первый контроллер домена в лесу принимает роль хозяина схемы и отвечает за поддержку и распространение схемы на остальную часть леса. Он поддерживает список всех возможных классов объектов и атрибутов, определяющих объекты, которые находятся в Active Directory. Если схему нужно обновлять или изменять, наличие Schema Master обязательно.
• Хозяин именования доменов (Domain Naming Master). Протоколирует добавление и удаление доменов в лесу и жизненно необходим для поддержания целостности доменов. Domain Naming Master запрашивается при добавлении к лесу новых доменов. Если Domain Naming Master недоступен, то добавление новых доменов невозможно; однако при необходимости эта роль может быть передана другому контроллеру.

Существует три роли хозяина операций, которые могут быть назначены одному из контроллеров в каждом домене (общедоменные роли) [ 3 ] .

• Хозяин RID (Relative Identifier (RID) Master). Отвечает за выделение диапазонов относительных идентификаторов (RID) всем контроллерам в домене. SID в Windows Server 2003 состоит из двух частей. Первая часть - общая для всех объектов в домене; для создания уникального SID к этой части добавляется уникальный RID. Вместе они уникально идентифицируют объект и указывают, где он был создан.
• Эмулятор основного контроллера домена (Primary Domain Controller (PDC) Emulator). Отвечает за эмуляцию Windows NT 4.0 PDC для клиентских машин, которые еще не переведены на Windows 2000, Windows Server 2003 или Windows XP и на которых не установлен клиент службы каталогов. Одна из основных задач эмулятора PDC - регистрировать устаревшие клиенты. Кроме того, к эмулятору PDC происходит обращение, если аутентификация клиента оказалась неудачной. Это дает возможность эмулятору PDC проверять недавно измененные пароли для устаревших клиентов в домене, прежде чем отклонять запрос на вход.
• Хозяин инфраструктуры (Infrastructure Master). Регистрирует изменения, вносимые в контролируемые объекты в домене. Обо всех изменениях сначала сообщается Infrastructure Master, и лишь потом они реплицируются на другие контроллеры домена. Infrastructure Master обрабатывает информацию о группах и членстве в них для всех объектов в домене. Еще одна задача Infrastructure Master - передавать информацию об изменениях, внесенных в объекты, в другие домены.

Рис. 3.4. Принятое по умолчанию распределение ролей хозяина операций в лесе

Роль " Сервер глобального каталога " (GC - Global Catalog) может выполнять любой отдельный контроллер домена в домене - одна из функций сервера, которую можно назначить контроллеру домена [ 13 ] . Серверы глобального каталога выполняют две важные задачи. Они дают возможность пользователям входить в сеть и находить объекты в любой части леса. Глобальный каталог содержит подмножество информации из каждого доменного раздела и реплицируется между серверами глобального каталога в домене. Когда пользователь пытается войти в сеть или обратиться к какому-то сетевому ресурсу из любой точки леса, соответствующий запрос разрешается с участием глобального каталога. Другая задача глобального каталога, полезная независимо от того, сколько доменов в вашей сети, - участие в процессе аутентификации при входе пользователя в сеть. Когда пользователь входит в сеть, его имя сначала сверяется с содержимым глобального каталога. Это позволяет входить в сеть с компьютеров в доменах, отличных от того, где хранится нужная пользовательская учетная запись.

Концепция сайтов

Концепция сайтов используется продуктами семейства Microsoft BackOffice для минимизации трафика в глобальной сети и основывается на том, что ее основу составляет IP-сеть, для которой надо обеспечить наилучшие условия подключений вне зависимости от используемых приложений.

Сайт Windows Server 2003 - это группа контроллеров доменов, которые находятся в единой или нескольких IP-подсетях и связаны скоростными и надежными сетевыми соединениями. Сайты в основном используются для управления трафиком репликации. Контроллеры доменов внутри сайта могут свободно реплицировать изменения в базу данных Active Directory всякий раз, когда происходят такие изменения. Однако контроллеры доменов в разных сайтах сжимают трафик репликации и передают его по определенному расписанию, чтобы уменьшить сетевой трафик.

Сайты не являются частью пространства имен Active Directory. Когда пользователь просматривает логическое пространство имен, компьютеры и пользователи группируются в домены и OU без ссылок на сайты.

Сайты содержат объекты только двух типов [ 3 ] :

• Контроллеры доменов в границах сайта.
• Связи сайта (site links), сконфигурированные для соединения данного сайта с остальными. Связь состоит из двух частей: физического соединения между сайтами (обычно WAN-канала) и объекта связи сайта (site link object). Этот объект создается в Active Directory и определяет протокол передачи трафика репликации (IP или SMTP). Объект связи сайта также инициирует выполнение запланированной репликации.

Планирование сайтов и их размещение зависит от физической топологии сети, при этом необходимо учитывать потребность в линиях связи для осуществления межсайтовой репликации по создаваемому расписанию.

Сайт с Active Directory состоит из одной или нескольких подсетей IP, которые могут быть определены администратором и изменены им путем включения новых подсетей.

Деление на сайты не зависит от доменной (логической) структуры, то есть:

• в сайте может быть один домен (либо только его часть) или несколько доменов;
• в домене (или даже в организационном подразделении) может быть несколько сайтов.

Создание сайтов, структура которых отражает физическое расположение контроллеров доменов на площадках компании, может быть реализовано по одному из следующих вариантов:

• структура с одним сайтом (единый сайт, включающий все IP-подсети);
• структура с несколькими сайтами (отдельный сайт для каждой площадки).

Особенностями сайта являются:

• оптимизация трафика тиражирования между сайтами по медленным линиям;
• помощь клиентам быстрее обнаруживать ближайшие к ним контроллеры.

Понятие сайта неразрывно связано с топологией тиражирования. Тиражирование внутри сайта и между сайтами использует различные топологии:

• Внутри сайта - это двунаправленное кольцо. Тиражирование выполняется методом вызова удаленных процедур (Remote Procedure Calls, RPC). Внутри сайта контроллер домена задерживает оповещение о сделанных изменениях на некоторый устанавливаемый промежуток времени.
• Для тиражирования между сайтами применяется RPC или сообщения. Стандартно используется механизм SMTP, однако если в сети есть Microsoft Exchange, то он также может быть задействован для тиражирования Active Directory.

Служба каталогов отслеживает целостность топологии: ни один контроллер домена не может быть исключен из процесса тиражирования, что обеспечивается отдельным контрольным процессом (Knowledge Consistency Checker, KCC), исполняемым на всех контроллерах домена - в случае нарушения топология тиражирования восстанавливается KCC.

Для поиска ближайших ресурсов или контроллеров домена клиенты могут использовать информацию о сайте. Концепция поиска ближайшего ресурса или контроллера домена позволяет сократить трафик в низкоскоростных частях глобальных сетей. В начале процесса входа в сеть клиент получает от контроллера домена имя сайта, к которому принадлежит, имя сайта, к которому относится контроллер домена, а также информацию о том, является ли данный контроллер домена ближайшим к клиенту. Если это не ближайший контроллер, то клиент может обратиться к контроллеру домена в его собственном сайте и в дальнейшем работать с ним как с ближайшим контроллером. Так как на клиенте данная информация сохраняется в реестре, она может быть использована во время следующего входа в сеть.

Для возможности управления сертификатами безопасности при многодоменной инфраструктуре (внедрение методов защиты информации), учитывающей интеграцию с другими платформами, а также для гарантированной идентификации пакетов при проведении межсайтовой репликации в структуре Active Directory планируется и создается архитектура открытых ключей (PKI).

Сервер сертификатов является важной частью архитектуры открытых ключей и позволяет издавать в компании собственные сертификаты для своих пользователей, реализуя такие возможности политик PKI, как проверка подлинности на основе сертификатов, IPSec, защищенная электронная почта и др.