各位讀者朋友，有多少人嘗試過對Active Directory(簡稱AD)進(jìn)行虛擬化?如果答案是肯定的，你又是否了解或閱讀過微軟公司針對AD虛擬化所提供的指南、清楚哪些事情該做而哪些不該做?這就是我們本文要討論的內(nèi)容。根據(jù)微軟的客戶服務(wù)及支持說明，AD是整個Windows Server中引發(fā)求助請求最多的項目，而AD虛擬化又是AD當(dāng)中最令人頭痛的話題(至少是之一)。

　　看看，大家的懶惰引發(fā)多少麻煩。好消息是Windows Server 2012已經(jīng)對AD進(jìn)行了改進(jìn)，這就讓使我們在偷懶的同時保證公司的業(yè)務(wù)體系更加安全。

　　除非大家把時間都花在喝茶扯淡上了，否則作為一位IT人，我們都應(yīng)該會注意到虛擬化技術(shù)逐步覆蓋數(shù)據(jù)中心的逼人氣勢。歷史最悠久——因此也最發(fā)達(dá)——的虛擬化領(lǐng)域正在于服務(wù)器層面。另外，由于虛擬化是云計算的基本構(gòu)成要素之一，它的普及自然也受到云崛起的積極影響。

　　如果大家本身就是AD管理員，那么這一趨勢就意味著虛擬化團(tuán)隊正嘗試把我們手中的AD域控制器(簡稱DC)也拉進(jìn)虛擬領(lǐng)域。AD管理員從本質(zhì)上說屬于對風(fēng)險非常敏感且時刻準(zhǔn)備回避的人群(如果我們能面對面交流，我會詳細(xì)講解自己——當(dāng)然不光是我一個人——如何在防御層的眼皮底下管理三萬個英特爾用戶賬戶的更新工作)，所以我們對虛擬化介入的***反應(yīng)很可能是拒絕的——你不能讓我用我就用。然而搞虛擬化的家伙卻非常頑固，他們不接受簡單的拒絕，而是希望了解哪些因素阻礙了將整個AD體系納入虛擬機(jī)的步伐。在英特爾的工作經(jīng)歷中，我成功捍衛(wèi)了自己的觀點(diǎn)。那時候我興趣出了兩個至關(guān)重要的理由，其中一個直到今天仍然適用，而另一個則已經(jīng)被時間所化解。

　　對AD虛擬化持謹(jǐn)慎態(tài)度的原因

　　安全性是首要原因。當(dāng)我回絕虛擬化團(tuán)隊的建議時，提出了兩點(diǎn)安全性方面的關(guān)注重點(diǎn)：客戶虛擬機(jī)隔離與主機(jī)管理。我們之所以關(guān)注客戶機(jī)之間的安全問題，是因?yàn)槲覀儾⒉煌耆嘈盘摂M機(jī)之間無法互相訪問及滲透的說法。不過隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的日益成熟，這個問題如今已經(jīng)不再是問題。但第二點(diǎn)理由——關(guān)注與主機(jī)管理相關(guān)的操作安全——目前仍然存在，而且將在可以預(yù)見的未來始終扮演不容忽視的重要角色。

　　主機(jī)管理的操作安全如今用更平實(shí)些的話來解釋，是指我們的虛擬化主機(jī)服務(wù)器管理員不一定了解與虛擬化AD域控制器有關(guān)的注意事項與維護(hù)方法。在所有現(xiàn)存的Windows Server版本當(dāng)中，服務(wù)器主機(jī)或虛擬化管理員都可以輕松搞砸我們所安裝的AD——具體方式包括使用基于鏡像的恢復(fù)、快照回滾或者虛擬域控制器副本等虛擬產(chǎn)品基礎(chǔ)功能。

　　Windows Server 2008 R2及更早版本分布式特性使其無法理解并接納虛擬化產(chǎn)品給虛擬域控制器帶來的狀態(tài)變更，因?yàn)檫@些在物理域控制器當(dāng)中是不可能存在的。正是由于缺乏理解，其設(shè)計思路也就沒有把這些變更作為考慮事項。分布式系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)可能喪失完整性(尤其是在USN回滾方面)，而且一般說來AD數(shù)據(jù)完整性問題既難于檢測、也不易恢復(fù)。微軟公司曾經(jīng)發(fā)布過一篇題為《在Hyper-V中運(yùn)行域控制器》的綜合性文章，詳細(xì)討論了虛擬化域控制器的管理話題——其中還對USN回滾以專門章節(jié)加以闡述。

　　Server 2012如何保障AD虛擬化安全

　　讓AD在虛擬環(huán)境中獲得可靠的安全性是AD團(tuán)隊追求的首要目標(biāo)，而他們在Server 2012中也用實(shí)際表現(xiàn)回應(yīng)了我們的呼聲。他們提高的不僅僅是安全全，而且讓AD有能力享受由虛擬化功能帶來的一切優(yōu)勢。從概念上講，整個實(shí)現(xiàn)方式其實(shí)并不復(fù)雜。首先，我們需要明確回滾操作的發(fā)生時間;其次，域控制器必須既保持完整性又能夠正常實(shí)現(xiàn)功能。

　　為了實(shí)現(xiàn)***項要求，執(zhí)行變更的層(也就是管理程序)需要標(biāo)記回滾的發(fā)生時間，并通過虛擬化堆棧將其作為通信內(nèi)容。應(yīng)用程序隨之進(jìn)行接收。這個過程顯然需要開發(fā)人員對管理程序、OS以及AD應(yīng)用程序的設(shè)計做出改變。這種標(biāo)記機(jī)制被稱為VM-GenerationID。

　　這套VM-GenerationID(或簡稱為VM Gen ID)是一個128位的值，其中包含著當(dāng)前虛擬機(jī)的狀態(tài)，由管理程序保有。當(dāng)虛擬機(jī)隨時間推移而不斷發(fā)生變化，VM Gen ID卻始終保持初始狀態(tài)。一旦虛擬機(jī)發(fā)生回滾——無論是基于鏡像還是快照——該ID才會有所變動。這個ID映射虛擬機(jī)內(nèi)存中的某個地址，因此隨時可被虛擬中運(yùn)行著的應(yīng)用程序所調(diào)用。那么域控制器怎么會知道自己的VM Gen ID有沒有發(fā)生改變呢?當(dāng)Server 2012域控制器進(jìn)行初始化(或更新)時，它會在安裝時把VM Gen ID標(biāo)記的值保存在AD副本中域控制器計算目標(biāo)的msDS-GenerationID屬性當(dāng)中。這樣當(dāng)域控制器重新啟動或處理事務(wù)(例如屬性更新)時，它就會將內(nèi)存中的現(xiàn)有VM Gen ID值與保存在AD中的值進(jìn)行比較。倘若二者不同，則意味著虛擬機(jī)已經(jīng)進(jìn)行過回滾，而域控制器必須采取相應(yīng)步驟以保持其完整性。VM Gen ID獨(dú)立于管理程序之外，而且已經(jīng)有一些管理程序供應(yīng)商(例如VMware)開始將這項功能集成到自家產(chǎn)品當(dāng)中。

　　一旦檢測到虛擬機(jī)回滾現(xiàn)象，域控制器會執(zhí)行兩項操作以防止USN回滾：首先，重置AD數(shù)據(jù)庫的invocationID并清空其本地相關(guān)標(biāo)記(簡稱RID)池。如果標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)流程與域控制器有所沖突，那么同時觸發(fā)invocationID(即本地數(shù)據(jù)庫的版本號)重置以排除其它機(jī)制，這就確保了域控制器始終擁有與其它域控制器一致的更新內(nèi)容(包括它自己創(chuàng)建的新內(nèi)容)，最終免受回滾操作所影響。RID池是指利用RID主控機(jī)制整理的與域控制器相關(guān)的數(shù)百個RID(域惟一SID的一部分)，旨在針對域控制器所創(chuàng)建的新安全原則生成SID。清空RID池與重新整理RID主控對象確保了域中不存在重復(fù)的SID。請注意，上述流程并不會危及我們的定期備份機(jī)制。

　　從技術(shù)角度講AD是能夠?qū)崿F(xiàn)全面虛擬化的，但截至本文發(fā)稿時，微軟的AD團(tuán)隊還沒有最終決定以官方形式公布這一結(jié)論。但大家是否愿意對AD進(jìn)行全面虛擬化?在做出決策之前，大家***從宏觀角度審視這一問題。現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心已經(jīng)(或者必然將要)在AD服務(wù)與不可靠的硬件之間搭建起一個又一個抽象層。大家一定還記得“把雞蛋放進(jìn)一個籃子”原則：審視服務(wù)之下的每個層，解決各個層在模擬故障時帶來的技術(shù)問題、弄清楚意外情況對服務(wù)造成的影響，并以此為依據(jù)制定服務(wù)配置方案。

　　舉例來說，大家應(yīng)該考慮在基礎(chǔ)設(shè)施中的某些關(guān)鍵部位采用多套虛擬化方案，這樣一旦某套方案發(fā)生故障(例如VMware ESXi內(nèi)核驅(qū)動程序損壞或者Hyper-V主分區(qū)崩潰等)，對于整體服務(wù)而言都不屬于單點(diǎn)失效。在虛擬機(jī)方面也是如此，盡量使用多臺不同的主機(jī)及不同類型的虛擬化產(chǎn)品，并把它們保存在同一套SAN當(dāng)中。如果解決某種問題的惟一途徑是采用一些物理域控制器，那也不必猶豫，放手大干吧。即使虛擬化團(tuán)隊表示反對，聲稱(可能屬于他們的次級管理范疇)物理設(shè)備的存在有可能提高基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營成本，但相對于突然某一天公司上上下下無法登錄賬戶的巨大風(fēng)險，這點(diǎn)支出還是非常值得的。

　　Server 2012的Active Directory域服務(wù)(簡稱AD DS)讓我們少了些焦慮心、多了份安全感。但是對于任何一種新功能，我們都需要結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際情況加以權(quán)衡，最終決定如何使其發(fā)揮***效果、實(shí)現(xiàn)***價值。