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在托管式 Microsoft AD 网域上部署 AD FS

本指南介绍如何在 Managed Service for Microsoft Active Directory 网域中部署适用于 Windows Server 2019 的 Microsoft Active Directory Federation Services (AD FS)。

下图演示了该部署：

用户与使用 Google 管理的证书的 HTTPS 负载均衡器通信，以终止 SSL 连接。该负载均衡器会将连接转发到运行适用于 Windows Server 2019 的 Microsoft AD FS 并且加入 Managed Microsoft AD 网域的虚拟机实例。负载均衡器和虚拟机实例之间的通信使用自签名 SSL 证书进行保护。

此部署使用单个 AD FS 实例和 Windows 内部数据库，因此适用于小型环境。对于需要提高可靠性或安全性要求的环境，请考虑在场配置中部署多个 AD FS 实例，并部署联合代理。

准备工作

创建托管式 Microsoft AD 网域。
检索托管式 Microsoft AD 网域的委派管理员账号凭据。委派管理员账号默认命名为 setupadmin。
创建公共 DNS 区域。您可以使用此区域为 AD FS 创建公共 DNS 名称。
请确保您熟悉部署 AD FS 的要求。

准备项目和网络

您需要准备 Google Cloud 项目和 VPC 网络，以便部署 AD FS。

创建虚拟机实例

创建服务账号和虚拟机实例以运行 AD FS：

在 Google Cloud 控制台中，打开 Cloud Shell。

激活 Cloud Shell
设置默认项目 ID：
```
gcloud config set project PROJECT_ID
```
将 PROJECT_ID 替换为您的 Google Cloud 项目的 ID。
设置默认地区和区域：
```
gcloud config set compute/region REGION
gcloud config set compute/zone ZONE
```
替换以下内容：
- REGION：您要部署到的区域的 ID。
- ZONE：您要部署到的可用区的 ID。
创建服务账号：
```
gcloud iam service-accounts create SA_NAME
```
将 SA_NAME 替换为服务账号的名称。
创建一个运行 Windows Server 2019 的虚拟机实例，并使用专用脚本自动安装 AD FS 服务器角色：
```
gcloud compute instances create VM_NAME \
  --machine-type n2-standard-8 \
  --image-family windows-2019 \
  --image-project windows-cloud \
  --boot-disk-size 50 \
  --boot-disk-type pd-ssd \
  --subnet SUBNET_NAME \
  --service-account SA_NAME@$(gcloud config get-value core/project).iam.gserviceaccount.com \
  --metadata sysprep-specialize-script-ps1="Add-WindowsFeature ADFS-Federation -IncludeManagementTools;Add-WindowsFeature RSAT-AD-PowerShell;Add-WindowsFeature RSAT-ADDS-Tools"
```
替换以下内容：
- VM_NAME：虚拟机实例的名称。
- SUBNET_NAME：要在其中部署 AD FS 的子网的名称。
- SA_NAME：服务账号的名称。
注意：根据您的性能要求，请考虑为 AD FS 使用大于 n2-standard-8 的机器类型。

如需配置虚拟机实例并将其加入您的 Active Directory 网域，请完成以下步骤：
1. 通过查看虚拟机的串行端口输出来监控其初始化过程：
```
gcloud compute instances tail-serial-port-output VM_NAME
```
  等待大约 3 分钟，直到您看到输出 Instance setup finished，然后按 Ctrl+C。此时，该虚拟机实例已准备就绪，可以使用了。
2. 为虚拟机实例创建用户名和密码。
3. 使用远程桌面连接到虚拟机，然后使用上一步中创建的用户名和密码登录。
4. 右键点击开始按钮（或者按 Win+X），然后点击 Windows PowerShell（管理员）。
5. 点击是以确认提升权限提示。
6. 将该计算机加入您的 Active Directory 域，然后重启：
```
Add-Computer -Domain DOMAIN -Restart
```
  将 DOMAIN 替换为您的 Active Directory 域的 DNS 名称。
  
  等待重启过程完成，大约需要 1 分钟。

创建负载均衡器

您需要创建一个负载均衡器，以允许用户使用单个虚拟 IP 地址访问 AD FS。

如需将运行 AD FS 的虚拟机实例与负载均衡器相关联，请先创建一个非托管实例组，然后将此实例组分配给负载均衡器：

返回到现有的 Cloud Shell 会话。

创建非托管实例组：

gcloud compute instance-groups unmanaged create INSTANCE_GROUP_NAME &&
gcloud compute instance-groups set-named-ports INSTANCE_GROUP_NAME --named-ports=http:443

将 INSTANCE_GROUP_NAME 替换为您要创建的组的名称。

将现有虚拟机实例添加到实例组：

gcloud compute instance-groups unmanaged add-instances INSTANCE_GROUP_NAME --instances VM_NAME

创建健康检查以探测 AD FS 的 HTTPS 端口：
```
gcloud compute health-checks create tcp HEALTH_CHECK_NAME --port 443
```
将 HEALTH_CHECK_NAME 替换为健康检查的名称。

创建一个负载均衡器后端服务，该服务使用您之前创建的 HTTPS 健康检查和实例组：

gcloud compute backend-services create BACKEND_SERVICE_NAME \
  --health-checks HEALTH_CHECK_NAME \
  --port-name http \
  --protocol HTTPS \
  --global && \
gcloud compute backend-services add-backend BACKEND_SERVICE_NAME \
  --instance-group INSTANCE_GROUP_NAME \
  --global \
  --instance-group-zone $(gcloud config get-value compute/zone)

将 BACKEND_SERVICE_NAME 替换为后端服务的名称。

为负载均衡器预留静态外部 IP 地址：
```
gcloud compute addresses create ADDRESS_NAME --global
```
将 ADDRESS_NAME 替换为您要与此地址关联的名称。
为负载均衡器创建托管式 SSL 证书：
```
gcloud compute ssl-certificates create CERTIFICATE_NAME \
  --domains PUBLIC_FQDN \
  --global
```
替换以下内容：
- CERTIFICATE_NAME：代管式 SSL 证书的名称。
- PUBLIC_FQDN：您要为 AD FS 使用的公共完全限定域名 (FQDN)。例如 login.example.com。
注意： AD FS 的 FQDN 与 Active Directory 域名无关。

创建使用外部 IP 地址并将流量转发到后端服务的负载均衡器前端：

gcloud compute url-maps create URL_MAP_NAME \
  --default-service BACKEND_SERVICE_NAME && \
gcloud compute target-https-proxies create PROXY_NAME \
  --ssl-certificates CERTIFICATE_NAME \
  --url-map URL_MAP_NAME && \
gcloud compute forwarding-rules create FORWARDING_RULE_NAME \
  --global \
  --address ADDRESS_NAME \
  --target-https-proxy PROXY_NAME \
  --ports 443

替换以下内容：

URL_MAP_NAME：负载均衡器的网址映射的名称。
PROXY_NAME：负载均衡器的目标代理名称。
FORWARDING_RULE_NAME：负载均衡器的转发规则的名称。

创建防火墙规则，允许来自负载均衡器的数据流量访问运行 AD FS 的虚拟机实例：
```
gcloud compute firewall-rules create FIREWALL_RULE_NAME \
  --allow tcp:443 \
  --network VPC_NAME \
  --source-ranges 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
  --target-service-accounts SA_NAME@$(gcloud config get-value core/project).iam.gserviceaccount.com
```
替换以下内容：
- FIREWALL_RULE_NAME：防火墙规则的名称。
- VPC_NAME：您的 VPC 网络的名称。
- SA_NAME：服务账号的名称。
来源范围是内部负载平衡器的 IP 地址范围。如需了解详情，请参阅配置防火墙规则。

查找负载均衡器的 IP 地址：

gcloud compute addresses describe ADDRESS_NAME \
   --global \
   --format=value\(address\)

在您的公共 DNS 区域中创建指向负载均衡器的 IP 地址的 DNS A 记录。DNS 记录的完全限定名称必须与您用于 SSL 证书的名称一致。

注意：新的 DNS 记录可能需要几分钟或几小时才能完成传播。在此期间，您还无法使用代管式 SSL 证书。如需了解详情，请参阅对 Google 管理的证书进行问题排查。

部署 AD FS

您需要在虚拟机实例上部署 AD FS 服务器角色。由于您在代管式 Microsoft AD 网域中没有 Domain Admins 权限，因此无法使用服务器管理器执行安装，而必须改用 PowerShell。

创建服务用户

您需要在 Active Directory 中为 AD FS 服务创建一个用户账号：

使用远程桌面连接到虚拟机实例，然后使用委派管理员凭据登录。
右键点击开始按钮（或者按 Win+X），然后点击 Windows PowerShell（管理员）。
为 AD FS 服务账号设置随机密码：
```
$AdfsCredential = Get-Credential -UserName USER -Message 'PASSWORD'
```
替换以下内容：
- USER：Active Directory 用户的名称。
- PASSWORD：Active Directory 用户的密码。

创建 Active Directory 用户：

$CloudOuPath = "OU=Cloud," + (Get-ADDomain).DistinguishedName
$AdfsUser = New-ADuser `
  -Name USER `
  -DisplayName 'AD FS service account' `
  -AccountPassword $AdfsCredential.Password `
  -Path "$CloudOuPath" `
  -PasswordNeverExpires $True `
  -PassThru | Enable-ADAccount -PassThru

将用户添加到本地“管理员”组：

Add-LocalGroupMember `
 -Group "Administrators" `
 -Member "$env:userdomain\USER"

指定服务主体名称：
```
setspn -a http/PUBLIC_FQDN USER
```
将 PUBLIC_FQDN 替换为 AD FS 的公共完全限定域名。
在 Active Directory 中创建一个空容器。您稍后在安装 AD FS 时需要使用此容器：
```
New-ADObject `
  -Type Container `
  -Name "ADFS Data" `
  -Path $CloudOuPath
```

向 AD FS 用户授予对容器的完全控制权：

dsacls.exe "CN=ADFS Data,$CloudOuPath" /G $env:userdomain\USER:GA /I:T

安装 AD FS

您可以在虚拟机实例上安装 AD FS：

以 ADFS 用户身份启动 PowerShell 会话：
```
runas /u:$env:userdomain\USER powershell
```
新的 PowerShell 会话会以 AD FS 用户身份运行，但没有提升的权限。
在新 PowerShell 会话中，启动第二个提升权限的 PowerShell 会话：
```
Start-Process PowerShell -Verb RunAs
```
您必须在此新的提升权限的 PowerShell 会话中运行所有后续步骤。

创建使用 RSA 2048 位密钥的自签名 SSL 证书，并将其存储在计算机证书存储区中：

$DnsName="PUBLIC_FQDN"
$Certificate = New-SelfSignedCertificate `
  -Subject $DnsName `
  -KeyAlgorithm RSA `
  -KeyLength 2048 `
  -KeyExportPolicy NonExportable `
  -KeyUsage DigitalSignature, KeyEncipherment `
  -Provider 'Microsoft Platform Crypto Provider' `
  -NotAfter (Get-Date).AddDays(365) `
  -Type SSLServerAuthentication `
  -CertStoreLocation 'Cert:\LocalMachine\My' `
  -DnsName $DnsName

将 PUBLIC_FQDN 替换为 AD FS 的公共完全限定域名。

创建另一个 RSA 2048 位证书，供 AD FS 用作令牌签名证书：

$SigningCertificate = New-SelfSignedCertificate `
  -Subject "ADFS Signing" `
  -KeyAlgorithm RSA `
  -KeyLength 2048 `
  -KeyExportPolicy NonExportable `
  -KeyUsage DigitalSignature, KeyEncipherment `
  -Provider 'Microsoft RSA SChannel Cryptographic Provider' `
  -NotAfter (Get-Date).AddDays(365) `
  -DnsName $DnsName `
  -CertStoreLocation 'Cert:\LocalMachine\My'

创建分布式密钥管理器 (DKM) 容器：

$CloudOuPath = "OU=Cloud," + (Get-ADDomain).DistinguishedName
$DkmContainer = New-ADObject `
  -Name ((New-Guid).Guid) `
  -Type Container `
  -Path "CN=ADFS Data,$CloudOuPath" `
  -PassThru

重新输入您之前设置的 AD FS 用户的凭据：

$AdfsCredential = Get-Credential -UserName "$env:userdomain\USER" -Message 'PASSWORD'

使用之前创建的证书和 DKM 容器安装 AD FS：

Install-ADFSFarm `
  -CertificateThumbprint $Certificate.Thumbprint `
  -SigningCertificateThumbprint $SigningCertificate.Thumbprint `
  -DecryptionCertificateThumbprint $SigningCertificate.Thumbprint `
  -FederationServiceName $DnsName `
  -ServiceAccountCredential $AdfsCredential `
  -OverwriteConfiguration `
  -AdminConfiguration @{"DKMContainerDn"=$DkmContainer.DistinguishedName}

该命令可能会显示以下警告消息：

WARNING: A machine restart is required to complete ADFS service configuration. For more information, see:
https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=798725

WARNING: The SSL certificate subject alternative names do not support host name 'PUBLIC_FQDN'.
Configuring certificate authentication binding on port '49443' and hostname 'PUBLIC_FQDN'.

WARNING: An error occurred during an attempt to set the SPN for the specified service account. Set the SPN for the
service account manually.  For more information about setting the SPN of the service account manually, see the AD FS
Deployment Guide.  Error message: An error occurred during an attempt to set the SPN for the specified service account.
You do not have sufficient privileges in the domain to set the SPN.

WARNING: The SSL certificate does not contain all UPN suffix values that exist in the enterprise.  Users with UPN
suffix values not represented in the certificate will not be able to Workplace-Join their devices.  For more
information, see http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=311954.

您可以忽略这些警告，因为您已设置 SPN，并且未使用基于证书的身份验证。

如果您打算使用集成式 Windows 身份验证 (IWA) 向 AD FS 进行身份验证，请运行以下命令以停用令牌绑定：
```
Set-ADFSProperties -ExtendedProtectionTokenCheck None
Restart-Service -Name adfssrv
```
您需要停用令牌绑定，因为您是在负载均衡器后面部署 AD FS，而负载均衡器会终止 TLS 连接。

如果您在执行这些步骤时遇到任何与权限相关的问题，请与 Google Cloud 支持团队联系。

配置 TLS

在与后端建立连接时，HTTPS 负载均衡器不会使用服务器名称指示 (SNI) 扩展程序。如需让 AD FS 接受不使用 SNI 的连接，您必须配置证书回退：

在 PowerShell 中，查看 AD FS 的 SSL 服务器证书绑定：
```
netsh http show sslcert hostnameport=PUBLIC_FQDN:443
```
将 PUBLIC_FQDN 替换为 AD FS 的公共完全限定域名。
为绑定配置回退证书：
```
netsh http add sslcert ipport=0.0.0.0:443 certhash=CERTIFICATE_HASH "appid=APP_ID" "certstorename=MY"
```
替换以下内容：
- CERTIFICATE_HASH：上一个命令中显示的证书哈希。
- APP_ID：上一个命令中显示的应用 ID，包括大括号。
重启计算机以完成安装：
```
Restart-Computer
```
等待重启过程完成，大约需要 1 分钟。

测试 AD FS

AD FS 服务已部署，但您仍需要验证该服务是否可以使用 HTTPS 负载均衡器访问：

返回 Cloud Shell 会话。
验证 SSL 证书是否处于 ACTIVE 状态：
```
gcloud compute ssl-certificates describe CERTIFICATE_NAME \
    --global \
    --format="get(managed.status)"
```
如果证书处于 PROVISIONING 状态，则您为 AD FS 创建的 DNS 记录可能需要额外的时间才能传播。如需了解更多详情，请参阅对 Google 管理的证书进行问题排查。
在本地计算机上，打开浏览器并访问以下网址：
```
https://PUBLIC_FQDN/adfs/ls?wa=wsignout1.0
```
将 PUBLIC_FQDN 替换为 AD FS 的公共完全限定域名

验证您是否看到 You have successfully signed out 消息，表示 AD FS 已成功部署。

如果您打算使用集成 Windows 身份验证 (IWA)，请验证您是否可以为 AD FS 获取 Kerberos 票证：

使用远程桌面连接到虚拟机实例或其他已加入网域的虚拟机，然后使用网域凭据登录。
右键点击开始按钮（或按 Win+X），然后点击 Windows PowerShell。

使用 klist 命令为 AD FS 请求服务工单：

klist get http/PUBLIC_FQDN

验证输出是否包含 AD FS 的票据：

#1>     Client: USER @ DOMAIN
        Server: http/PUBLIC_FQDN @ DOMAIN
        KerbTicket Encryption Type: ...

AD FS 可以使用了。如需详细了解如何使用和配置该服务，请参阅 AD FS 操作。