Какво е Windows PowerShell и с какво се яде? Част 1: основни възможности

Исторически командните инструменти в Unix системите са по-добре развити, отколкото в Windows, но с появата на новото решение ситуацията се промени.

Windows PowerShell позволява на системните администратори да автоматизират повечето рутинни задачи. С него можете да променяте настройки, да спирате и стартирате услуги, а също така да извършвате поддръжка на повечето инсталирани приложения. Да възприемате синьото прозорче като поредния интерпретатор на команди би било погрешно. Такъв подход не отразява същността на предложените от корпорацията Microsoft иновации. Всъщност възможностите на Windows PowerShell са много по-широки: в кратък цикъл от статии ще се опитаме да разберем с какво решението на Microsoft се различава от по-привичните ни средства.

Основни възможности 

Разбира се, Windows PowerShell е преди всичко команден интерфейс с език за скриптове, първоначално създаден на базата на платформата .NET Framework, а по-късно — на .NET Core. За разлика от интерфейсите, които приемат и връщат текстови данни, Windows PowerShell работи с класове на .NET, които разполагат с свойства и методи. PowerShell позволява изпълнението на обикновени команди, а също така дава достъп до COM, WMI и ADSI обекти. В него се използват различни хранилища, като файловата система или регистъра на Windows, за достъп до които са създадени т.н. доставчици (providers). Струва си да се отбележи възможността за внедряване на изпълними компоненти на PowerShell в други приложения за реализиране на различни операции, включително чрез графичен интерфейс. Вярно е и обратното: много приложения за Windows предоставят достъп до своите интерфейси за управление посредством PowerShell. 

Windows PowerShell позволява:

• Да променяте настройки на операционната система;
• Да управлявате услуги и процеси;
• Да настройвате роли и компоненти на сървъра;
• Да инсталирате софтуер;
• Да управлявате инсталираните приложения чрез специализирани интерфейси;
• Да внедрявате изпълними компоненти в сторонни програми;
• Да създавате сценарии за автоматизация на администраторски задачи;
• Да работите с файловата система, регистъра на Windows, хранилището на сертификати и т.н.

Интерфейс и среда за разработка

Windows PowerShell съществува в две форми: освен конзолния емулатор с командния интерфейс, има и интегрирана среда за писане на скриптове (Integrated Scripting Environment - ISE). За да получите достъп до командния интерфейс, просто изберете съответната икона от менюто на Windows или стартирайте powershell.exe от менюто „Изпълнение“. На екрана ще се появи син прозорец, който значително се различава по възможности от остарелия cmd.exe. Там има автоматично допълване и други функции, познати на потребителите на командни интерфейси за Unix системи.

За работа с интерфейса е нужно да запомните някои комбинации от клавиши:

• Стрелките нагоре и надолу преглеждат историята за повтаряне на предишно въведените команди;
• Стрелката надясно в края на реда преизписва предишната команда символ по символ;
• Ctrl+Home изтрива въведения текст от позицията на курсора до началото на реда;
• Ctrl+End изтрива текста от курсора до края на реда.

F7 показва прозорец с въведените команди и позволява да изберете една от тях. В конзолата също работи селектирането на текст с мишка, копиране и поставяне, позициониране на курсора, изтриване, backspace - всичко както го обичаме.

Windows PowerShell ISE е пълноценна среда за разработка с редактор на код, който поддържа раздели и синтактична подсветка, помощник за команди, вграден отладчик и други програмни радости. Ако в редактора на средата за разработка след името на командата напишете знак минус, ще получите в падащото меню всички налични параметри с указание за тип. PowerShell ISE може да се стартира или чрез икона от системното меню, или с помощта на изпълняемия файл powershell_ise.exe.

Командлети 

В Windows PowerShell се появиха т.н. командлети (cmdlets). Това са специализирани класове .NET, в които е внедрена разнообразна функционалност. Те се именуват по принципа „Действие-Обект“ (или „Глагол-Съществително“, ако предпочитате) и свързаната с дефис комбинация наподобява предикат и подлог в изреченията на естествените езици. Например, Get-Help буквално означава „Получаване на помощ“ или в контекста на PowerShell: „Показване на справка“. По същество това е аналог на командата man в Unix системи и мануалите в PowerShell трябва да се искат именно така, а не чрез извикване на командлети с ключа —help или \/?. Не забравяйте и за онлайн документацията по PowerShell: при Microsoft тя е доста подробна.

Освен Get, в командлетите се използват и други глаголи (не само глаголи в строго смисъл). В списъка по-долу ще приведем няколко примера:

Добави — добави;
Изчисти — изчисти;
Enable — активирай;
Изключи — деактивирай;
Нов — създай;
Премахни — изтри;
Set — задай;
Start — стартирай;
Stop — спри;
Експорт — експортирай;
Импортиране — импортирай.

Съществуват системни, потребителски и опционални командлети: в резултат на изпълнението им всички те връщат обект или масив от обекти. Те не са чувствителни към регистър, т.е. от гледна точка на интерпретатора на командите няма разлика между Get-Help и get-help. За разделяне се използва символът ‘;’, но трябва да се поставя задължително само ако в една редица се изпълняват няколко командлета. 

Командлетите на Windows PowerShell се групират в модули (NetTCPIP, Hyper-V и т.н.), а за търсене по обект и действие съществува командлет Get-Command. За да се покажат насоките за него, можете да го направите така:

Get-Help Get-Command

По подразбиране командата показва кратки насоки, но в командлетите при необходимост се предават параметри (аргументи). С тях може, например, да се получи детайлна информация (параметър -Detailed) или пълна (параметър -Full), както и да се покажат примери на екрана (параметър -Examples):

Get-Help Get-Command -Examples

Насоките в Windows PowerShell се обновяват с командлет Update-Help. Ако командният ред стане твърде дълъг, аргументите на командлета могат да се прехвърлят на следващ ред, като се напише служебният символ ‘`’ и се натисне Enter — просто завършването на командата на един ред и продължаването на друг не е възможно.

По-долу ще приведем няколко примера на често използвани командлети: 

Get-Process — покажи текущите процеси в системата;
Get-Service — покажи услугите и техния статус;
Get-Content — покажи съдържанието на файла.

За често използвани командлети и външни утилити в Windows PowerShell съществуват кратки синоними — алиаси (от англ. Alias). Например, dir е алиас на Get-ChildItem. Има и синоними и аналози на команди от Unix системи (ls, ps и т.н.), а командлет Get-Help се извиква с командата help. Пълният списък на синонимите може да се види чрез командлета Get-Alias:

Скриптове, функции, модули и език PowerShell

Скриптовете на Windows PowerShell се съхраняват като обикновени текстови файлове с разширение .ps1. Не може да ги стартирате с двойно щракване: трябва да щракнете с десния бутон на мишката, за да отворите контекстното меню и да изберете опцията «Стартиране в PowerShell». От конзолата е необходимо или да укажете пълния път до скрипта, или да преминете в съответната директория и да напишете името на файла. Стартирането на сценарии също е ограничено от системните политики, а за проверка на текущите настройки можете да използвате командлета Get-ExecutionPolicy, който ще върне едно от следните стойности:

Restricted — стартирането на сценарии е забранено (по подразбиране);
AllSigned — разрешено е само стартирането на подписани сценарии от доверен разработчик;
RemoteSigned — разрешено е стартирането на подписани и собствени сценарии;
Unrestricted — разрешено е стартирането на всякакви сценарии.

Администраторът има два варианта на действие. Най-безопасният вариант предполага подписване на скриптове, но това е доста сложен процес — ще се занимаем с него в следващите статии. Сега ще следваме пътя на най-малкото съпротивление и ще променим политиката:

Set-ExecutionPolicy RemoteSigned

PowerShell за това трябва да се стартира от името на администратора, макар че с помощта на специален параметър можете да промените политиката и за текущия потребител.

Скриптовете се пишат на обектно-ориентиран език за програмиране, чиито команди се именуват по същия принцип, както разгледаните по-рано командлети: «Действие-Обект» («Глагол-Съществително»). Основното му предназначение е автоматизация на административни задачи, но това е пълен интерпретируем език, в който има всички необходими конструкции: условен преход, цикли, променливи, масиви, обекти, обработка на грешки и т.н. За написване на сценарии подхожда всеки текстов редактор, но най-удобно е да се стартира Windows PowerShell ISE.

В скрипт можете да предавате параметри, да ги правите задължителни и също така да задавате стойности по подразбиране. Освен това Windows PowerShell позволява създаването на функции и тяхното извикване точно както при командлетите: за целта се използва конструкцията Function и фигурни скоби. Сценарий с функции се нарича модул и има разширение .psm1. Модулите трябва да се съхраняват в директории, определени в променливите на средата PowerShell. Можете да видите тях при помощта на следната команда:

Get-ChildItem Env:PSModulePath | Format-Table -AutoSize

Конвейери

В последния пример приложихме познатата на потребителите в Unix системи конструкция. В Windows PowerShell вертикалната черта също позволява да предадем изхода на една команда на входа на друга, но в реализирането на конвейера има и съществени различия: става дума не за набор от символи или текст. Вградени командлети или потребителски функции връщат обекти или масиви от обекти, а също така могат да получават такива на вход. Както в Bourne shell и неговите многобройни последователи, в PowerShell с помощта на конвейера се улеснява изпълнението на сложни задачи.

Най-простият пример за конвейер изглежда така:

Get-Service | Sort-Object -property Status

Първо се изпълнява командлет Get-Service, а след това всички получени услуги се предават за сортиране по свойството Status на командлета Sort-Object. В кой точно аргумент се предава резултатът от предишния участък на конвейера, зависи от неговия тип — обикновено това е InputObject. По-подробно този въпрос ще бъде разгледан в статия, посветена на езика за програмиране PowerShell. 

При желание веригата може да бъде продължена и резултатът от работа на Sort-Object да се предаде на още един командлет (изпълнението им ще бъде отляво надясно). Между другото, на потребителите на Windows е достъпна и познатата на всички юникс потребители конструкция за страничен изход: 

Get-Service | Sort-Object -property Status | more

Стартиране на задачи във фонов режим 

Доста често е необходимо да стартирате определена команда във фона, за да не чакате резултата от изпълнението ѝ в сесията на оболката. В Windows PowerShell има няколко командлети за такъв случай:

Start-Job — стартиране на фоновата задача;
Stop-Job — спиране на фоновата задача;
Get-Job — преглеждане на списъка с фонови задачи;
Receive-Job — преглеждане на резултата от изпълнението на фоновата задача;
Remove-Job — изтриване на фоновата задача;
Wait-Job — прехвърляне на фоновата задача обратно в конзолата.

За стартиране на фоновата задача използваме командлета Start-Job и в фигурните скоби указваме командата или набор от команди:

Start-Job {Get-Service}

С фоновите задачи в Windows PowerShell можем да манипулираме, знаейки имената им. Първо ще се научим да ги показваме:

Get-Job

Сега ще покажем резултата от работата на задачата Job1:

Receive-Job Job1 | more

Всичко е доста просто.

Отдалечено изпълнение на команди

Windows PowerShell позволява изпълнение на команди и скриптове не само на локална, но и на отдалечена машина и дори на цяла група компютри. Има няколко метода за това:

• Много от командлетите имат параметър -ComputerName, но с този метод не може, например, да се създаде конвейер;
• Командлет Enter-PSSession позволява създаване на интерактивна сесия на отдалечен компютър; 
• С помощта на командлета Invoke-Command можете да изпълнявате команди или скриптове на един или повече отдалечени компютри.

Версиите на PowerShell

От първото издание през 2006 година PowerShell претърпя значителни промени. Инструментът е достъпен за много системи, работещи на различни хардуерни платформи (x86, x86-64, Itanium, ARM): Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008/2008 R2, Windows 7, Windows 8, Windows 8.1, Windows RT, Windows RT 8.1, Windows Server 2012/2012 R2, Windows 10, Windows Server 2016, GNU/Linux и OS X. Последната версия 6.2 е издадена на 10 януари 2018 година. Скриптовете, написани за по-ранни версии, с висока вероятност ще работят в по-късни, но с обратната съвместимост могат да възникнат проблеми, тъй като през годините в PowerShell се появиха много нови командлети. Можете да разберете версията на инсталираната командна обвивка с помощта на proprietà PSVersion на вградената променлива $PSVersionTable:

$PSVersionTable.PSVersion

Можете също да използвате командлета:

Get-Variable -Name PSVersionTable –ValueOnly

Същото се прави и с помощта на командлета Get-Host. Всъщност има много варианти, но за тяхното прилагане е нужно да се изследва езикът за програмиране PowerShell, с което ще се занимаем в последващата статия. 

Итог 

На корпорацията Microsoft успя да създаде наистина мощна командна обвивка с удобна интегрирана среда за разработка на скриптове. От познатите ни инструменти от света на Unix я отличава дълбоката интеграция с операционните системи от семейството на Windows, както и със софтуера за тях и платформата .NET Core. PowerShell може да се нарече обектно-ориентирана обвивка, тъй като командлетите и потребителските функции връщат обекти или масиви с обекти и могат да получават такива на вход. Смятаме, че този инструмент трябва да бъде познат на всички администратори на сървъри с Windows: времето, когато можеха да се справят без командния ред, отмина. Разширената консольна обвивка е особено необходима на нашите евтини VPS, работещи под управлението на Windows Server Core, но това вече е съвсем друга история.

Само регистрирани потребители могат да участват в анкетата. Влезте, моля.

Кои теми трябва да бъдат обсъдени първо в следващите статии от цикъла?

• 53,2%Програмиране в PowerShell123

• 42,4%Функции и модули PowerShell98

• 22,1%Как да подписвате собствените си скриптове?51

• 12,1%Работа с хранилища чрез доставчици (providers)28

• 57,6%Автоматизация на администрирането на компютри с помощта на PowerShell133

• 30,7%Управление на софтуер и интегриране на изпълними компоненти на PowerShell в трети продукти71

Гласували са 231 потребител. Въздържали се 37 потребители.

Източник: habr.com