Co to jest PowerShell? Przewodnik dla początkujących

Cześć, z tej strony Adam. Niezmienie miło mi gościć Cię na mojej stronie poświęconej PowerShellowi — narzędziu, które potrafi diametralnie zmienić sposób pracy z systemem Windows (i nie tylko). Jeśli pracujesz w IT, administrujesz systemami albo po prostu chcesz usprawnić codzienne zadania, to znalazłeś się w dobrym miejscu.

Ten wpis jest częścią cyklu “PowerShell Podstawy” gdzie prezentuję wszelkie informacje niezbędne do rozpoczęcia pracy z tym narzędziem. Cykl powstał głównie z myślą o początkujących użytkownikach, którzy chcą przejąć kontrolę nad swoim komputerem. Dodatkowo jeśli:

• pracujesz biurowo i często wykonujesz powtarzalne czynności
• jesteś studentem kierunków technicznych
• jesteś administratorem lub technikiem i chcesz zwiększyć efektywność pracy
• planujesz naukę programowania i szukasz lekkiego wprowadzenia
• lubisz usprawniać swoją pracę

…to PowerShell może stać się Twoim najlepszym sprzymierzeńcem.

W tym pierwszym wpisie chciałbym skupić się na samej istocie PowerShella i kilku informacjach dlaczego warto mieć go w swoim arsenale. A dalej? Dalej będzie o automatyzacji zadań, zarządzaniu systemami Windows, pracy z API, tworzeniu własnych skryptów, modułów… i wielu innych tematach, które na pewno się przydadzą.

Zaczynamy.

Jak to wszystko się zaczęło?

Zanim przejdę do konkretów i wyjaśnię czym jest PowerShell chciałbym opowiedziec Ci pewną historię. Historię powstania jednego z najpotężniejszych narzędzi w systemie Windows. Usiądz zatem wygodnie i posłuchaj…

Wszystko zaczęło się w 2002 roku, kiedy to firma Microsoft rozpoczęła prace nad nowym sposobem zarządzania wierszem poleceń (ang. command line). Zakres prac obejmował również przygotowanie całkowicie nowej powłoki o nazwie Monad. Następnie opublikowano tzw. białą księgę (ang. white paper), w której zawarto główną koncepcję tego projektu oraz stojące za nim pomysły. Monad miał być czymś nowym, projektem, który wypełniłby lukę między programowaniem, automatyzacją a zarządzaniem. Miał umożliwić zautomatyzowanie dużej liczby zadań osobom, które nie posiadają doświadczenia w programowaniu i jednocześnie pozbyć się ograniczeń klasycznego CMD i skryptów VBScript.

Po niemal dwóch dekadach projekt ten przeszedł drastyczne zmiany. Doczekał się nowej nazwy — PowerShell, stał się integralnym elementem każdego systemu operacyjnego Windows. A dzięki udostępnieniu kodu źródłowego została utworzona nowa wieloplatformowa wersja obejmująca nie tylko systemy produkowane przez Microsoft.

Obecnie PowerShell umożliwia zarządzanie całą rodziną produktów firmy Microsoft oraz ich automatyzację. Wersje wieloplatformowe pozwalają zadbać o systemy takie jak Linux czy macOS. Dodatkowo platformy AWS czy Google Cloud również posiadają moduły do pracy z PowerShellem, a sama koncepcja doskonale wpisuje się w nową strategię IaC (ang. Infrastrukture as a Code).

Czym jest PowerShell?

Znamy już historię tego niezwykłego narzędzia. Przejdzmy teraz do kolejnego aspektu, gdzie postaram się odpowiedzień na pytanie czym jest PowerShell? No właśnie i tu zaczyna się mały problem. Dlaczego? Ano dlatego, że ciężko jest jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, gdyż PowerShell ma naprawdę olbrzymie spektrum zastosowań. Odpowiedzi może być kilka i tak naprawdę wszystkie będą prawidłowe. W dużym stopniu uzależnione jest to od tego czym dana osoba się zajmuje. Zatem narzędzie Windows PowerShell może być np.:

• skryptowym językiem programowania
• zamiennikiem wiersza poleceń
• narzędziem do automatyzacji zadań w systemie

To tylko kilka z możliwości i docelowo PowerShell może pełnić również wiele innych zadań, o których opowiem w dalszej części naszego cyklu. Aby jednak nie pozostawić Cię tak całkowicie bez odpowiedzi postaram się naświetlić ten temat jak dokładnie jak potrafię. I tak w skrócie — PowerShell to interpreter poleceń opracowany przez firmę Microsoft. Składa się z powłoki wiersza poleceń (ang. shell) i stanowi swojego rodzaju konsolę tekstową, ściśle zintegrowaną z platformą .NET Framework oraz środowiskami uruchomieniowymi CLR (Common Language Runtime) i DLR (Dynamic Language Runtime).

Dzięki takiej architekturze składnia PowerShella jest bardzo zbliżona do języka C#, co znacząco ułatwia pracę z technologiami takimi jak Component Object Model (COM), Windows Management Instrumentation (WMI) czy Extensible Markup Language (XML). Co więcej, PowerShell umożliwia kompilację kodu C#, a także wykonywanie skryptów PowerShell jako kodu zarządzanego przez platformę .NET. Dodatkowo PowerShell udostępnia Application Programming Interface (API), czyli interfejs programistyczny, który pozwala na tworzenie własnych poleceń oraz rozszerzeń dla wybranych aplikacji. Wszystko to czyni z PowerShella dynamiczne i potężne narzędzie, które jest domyślnie dostępne w systemach Windows — zarówno klienckich, jak i serwerowych.

Co wyróżnia PowerShell na tle innych narzędzi?

Łatwość nauki
Mimo swojej potęgi i ogromnych możliwości, PowerShell został zaprojektowany z myślą o prostocie i szybkiej nauce. Składnia poleceń oparta na parze czasownik (ang. verb) – rzeczownik (ang. noun) jest bardzo intuicyjna. Dzięki czemu dość łatwo zorientować się jakie polecenie wykonuje jakie operacje. Przykładem mogą być polecenia takie jak Get-Process czy Stop-Service, których działanie można przewidzieć od razu. Dodatkowo, bogata dokumentacja i aktywna społeczność znacznie ułatwiają naukę tego narzędzia.

Logika obiektowa
PowerShell wyróżnia się unikalnym podejściem do przetwarzania danych. Wykorzystuje logikę obiektową, co oznacza, że wyniki poleceń są obiektami, a nie tylko ciągami tekstowymi. To umożliwia zaawansowane manipulacje danymi. Ponadto, PowerShell oferuje potoki do łączenia poleceń w złożone operacje przetwarzania danych oraz zaawansowane możliwości filtrowania i formatowania wyników.

Dojrzałość
Warto również zaznaczyć, że PowerShell, będąc na rynku od prawie 20 lat, osiągnął wysoki poziom dojrzałości. Charakteryzuje się stabilnością i niezawodnością, co zostało potwierdzone w licznych środowiskach produkcyjnych. Dodatkowo posiada bogaty ekosystem narzędzi i rozszerzeń, dzięki którym będziesz w stanie zarządzać dowolnym komponentem swojego środowiska IT. Firma Microsoft aktywnie rozwija PowerShella, zapewniając regularne aktualizacje z nowymi funkcjami i usprawnieniami, w tym oczywiście aktualizacje bezpieczeństwa. Poza wsparciem dla wielu platform PowerShell jest integrowany również z nowoczesnymi technologiami, takimi jak usługi w chmurze czy chociażby kontenery. I to zapewne nie koniec rozwoju tej technologi.

Myśląc o PowerShellu, warto zobaczyć w nim nie tylko następcę klasycznego cmd.exe, ale przede wszystkim znacznie bardziej rozbudowane narzędzie stworzone z myślą o nowoczesnym zarządzaniu środowiskiem Windows. Główną różnicą od klasycznych narzędzi typu CMD czy Bash jest praca na obiektach, nie tylko na tekstach. Dzięki temu praca z danymi jest dużo bardziej precyzyjna i bezpieczna.

Co można zrobić za pomocą PowerShella?

PowerShell nie jest narzędziem teoretycznym. To potężne środowisko do realnej pracy administracyjnej, automatyzacji i integracji systemów. Oto kilka konkretnych przykładów zastosowania:

Automatyzacja zadań systemowych
PowerShell pozwala automatycznie czyścić logi, przenosić pliki między katalogami lub serwerami, planować kopie zapasowe, a nawet restartować usługi na wielu maszynach jednocześnie. Skrypty można uruchamiać manualnie lub cyklicznie np. przez Harmonogram zadań.

Zarządzanie użytkownikami w Active Directory
Tworzenie, modyfikowanie i usuwanie kont użytkowników, resetowanie haseł, przypisywanie do grup to tylko niektóre z możliwych zastosowań PowerShella. Co więcej, wszystko to można wykonać hurtowo, jednym skryptem bez wychodzenia z biura.

Tworzenie raportów
Zbieranie danych z logów systemowych, aplikacji, usług lub konfiguracji sieciowych i eksportowanie ich do CSV, HTML, XML czy JSON. Raport z błędów aplikacji w ciągu ostatnich 24h? To raptem jeden wiersz kodu.

Integracja z API (REST, JSON, XML)
PowerShell obsługuje żądania HTTP, parsowanie JSON i XML, co pozwala na komunikację z zewnętrznymi systemami. Przykładowo zbieranie danych z API czy wysyłanie informacji do usług webowych nie stanowi najmniejszego problemu. Dodatkowo PowerShell wspiera pełną automatyzację w narzędziach DevOps.

Zarządzanie chmurą (Azure, Microsoft 365)
Administracja zasobami w Azure, tworzenie maszyn wirtualnych, zarządzanie użytkownikami i licencjami w Microsoft 365 — wszystko dostępne z poziomu konsoli. Idealne przy pracy w środowiskach hybrydowych, gdzie zarządzasz maszynami fizycznymi jak i wirtualnymi.

Monitoring systemu
Możesz sprawdzać, jakie procesy działają na konkretnej maszynie lub maszynach i ile RAM-u zużywają. Możesz zweryfikować, które usługi są aktywne czy jak wygląda obciążenie CPU. Możesz też tworzyć własne mechanizmy alertów np. wysyłać e-mail, gdy usługa przestanie działać lub dysk osiągnie 90% pojemności.

Oczywiście to tylko mała próbka możliwości PowerShella. To narzędzie zostało zaprojektowane z myślą o zaawansowanym zarządzaniu systemami, integracją z różnorodnymi technologiami Microsoft i narzędziami zewnętrznymi oraz automatyzacją praktycznie każdego aspektu pracy administratora. Zostań czytelnikiem mojego bloga, a o wszystkim się przekonasz.

Z dwóch poprzednich rozdziałów dowiedziałeś się czym mniej więcej PowerShell jest, z jakich elementów się składa, co wyróżnia go na tle konkurencji oraz do jakich zastosowań można go wykorzystać. Zanim przejdziemy dalej warto również uzmysłowić sobie, że jak każde narzędzie tak i PowerShell posiada pewne ograniczenia. Dlatego teraz opowiem Ci czym PowerShell nie jest, żebyś nie był zbyt rozczarowany.

Choć PowerShell to potężne narzędzie do automatyzacji i zarządzania systemami, warto jasno powiedzieć, że nie jest rozwiązaniem uniwersalnym do każdego typu zadań. To nie jest język do tworzenia zaawansowanych aplikacji desktopowych czy gier, gdyż nie taka jest jego rola i zamysł projektantów. PowerShell najlepiej sprawdza się tam, gdzie trzeba zautomatyzować działania administracyjne, przetwarzać dane tekstowe, zarządzać usługami czy konfigurować środowiska.

Istnieją jednak obszary, gdzie PowerShell nie jest i nie powinien być pierwszym wyborem. Przykładowo:

• Tworzenie złożonych interfejsów graficznych (UI) jest możliwe, ale bardzo czasochłonne i niewygodne w porównaniu do innych języków jak C# czy Python.
• Praca z multimediami, grafiką czy dźwiękiem leży poza zakresem jego głównych możliwości. Choć conieco w tym zakresie da się podziałać -> Jak sprawić aby PowerShell przemówił?
• Wydajność przy bardzo dużych operacjach obliczeniowych (np. przetwarzanie milionów rekordów w pamięci) bywa ograniczeniem, gdyż PowerShell nie został zoptymalizowany pod kątem intensywnych zadań wykorzystujących CPU.
• Tworzenie aplikacji webowych czy mobilnych w PowerShellu nie jest praktyczne i w zasadzie się tego nie robi.

Reasumując: PowerShell to narzędzie do automatyzacji, a nie język ogólnego zastosowania. Zamiast próbować robić w nim wszystko, lepiej wykorzystać jego moc tam, gdzie naprawdę ma przewagę, czyli w automatyzacji, administracji i integracji z systemami.

Narzędzia

Masz już ogólne wyobrażenie o tym, czym jest PowerShell. Teraz nadszedł czas, aby przejść do praktyki i pokazać, jak z niego korzystać. Aby to było możliwe, potrzebne są odpowiednie narzędzia. Na szczęście od chwili, gdy PowerShell stał się integralną częścią systemu Windows, Microsoft udostępnił dwa podstawowe środowiska pracy: klasyczną konsolę PowerShell oraz PowerShell ISE (Integrated Scripting Environment). W kontekście podstawowych zastosowań administracyjnych oba te narzędzia sprawdzą się znakomicie.

Warto jednak pamiętać, że PowerShell nie kończy się na tych dwóch rozwiązaniach. Dla bardziej zaawansowanych użytkowników dostępne są alternatywne środowiska, oferujące większą elastyczność, lepsze wsparcie dla nowoczesnych technologii oraz szereg funkcji ułatwiających codzienną pracę. Poniżej znajdziesz krótkie omówienie najczęściej wykorzystywanych przeze mnie narzędzi. Jeśli dopiero rozpoczynasz swoją przygodę z PowerShellem, z pewnością któreś z nich stanie się Twoim codziennym towarzyszem.

Konsola PowerShell

Konsola PowerShell to interaktywna powłoka tekstowa, która umożliwia wykonywanie zadań z poziomu wiersza poleceń. Jest dostępna we wszystkich systemach Microsoft od Windows 7 i Windows Server 2008. Aby ją uruchomić, wystarczy wpisać powershell w pasku wyszukiwania lub skorzystać z menu Start.

Więcej na temat uruchomienia konsoli dowiesz się z wpisu -> 10 sposobów na uruchomienie PowerShella

Korzystanie z PowerShella polega na wpisywaniu poleceń, które są następnie wykonywane, a wyniki zwracane w formie tekstowej. Konsola służy zarówno do pracy interaktywnej, jak i automatyzacji zadań systemowych i administracyjnych. PowerShell obsługuje polecenia znane z klasycznego wiersza poleceń (cmd.exe), a dodatkowo oferuje zestaw zaawansowanych, wbudowanych funkcji zwanych cmdletami, które pozwalają na wykonywanie bardziej złożonych operacji.

Kolejnym narzędziem domyślnie występującym w systemie Windows jest Windows PowerShell ISE. Jest to specjalne środowisko, w którym można uruchamiać polecenia w identyczny sposób jak w standardowej konsoli PowerShell. Dodatkowo dzięki wbudowanemu edytorowi tekstowemu istnieje możliwość tworzenia własnych skryptów. Poza tym samo środowisko pozwala na testowanie i debugowanie kodu. Oparte jest na graficznym interfejsie użytkownika, co zdecydowanie ułatwia tworzenie kodu o różnym poziomie zaawansowania od tzw. jednowierszowców po wieloplikowe moduły.

Narzędzie posiada kilka funkcji, które niewątpliwie znacznie ułatwiają pracę oraz pozwalają zaoszczędzić sporo czasu. Dla przykładu, ISE obsługuje edycję wielu wierszy, autouzupełnianie i kolorowanie składni, pomoc kontekstową, obsługę wielu języków, a także (pomocne szczególnie przy większych projektach) testowanie i debugowanie. Dodatkowo opcje menu i skróty klawiaturowe w edytorze przypominają wiele typowych zadań tradycyjnie wykonywanych w konsoli PowerShell.

Zintegrowane środowisko skryptowe PowerShell zostało po raz pierwszy wprowadzone w Windows PowerShell w wersji 2.0. Początkowo było dosyć ograniczone pod względem funkcjonalności. Następnie, w wersji trzeciej, zostało poprawione i zaktualizowane, dodano wiele nowych funkcji i usprawnień. Do wersji piątej zachodziły jedynie niewielkie kosmetyczne zmiany. Niestety środowisko już dalej nie jest rozwijane i nie wspiera PowerShell w wersji 7+.

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem, dla nieco bardziej zaawansowanych użytkowników, jest Visual Studio Code (VS Code). Jest to nowoczesne i wysoce konfigurowalne środowisko programistyczne stworzone przez firmę Microsoft. Obecnie bardziej możesz kojarzyć je z obsługą języków programowania. Jednakże dzięki bogatej ofercie rozszerzeń stało się również doskonałym narzędziem dla administratorów systemów pracujących z PowerShellem.

Połączenie funkcjonalności PowerShella z możliwościami oferowanymi przez Visual Studio Code tworzy potężne narzędzie do efektywnej pracy zarówno dla doświadczonych programistów, jak i osób dopiero rozpoczynających swoją przygodę z PowerShellem. Dzięki temu środowisku można w pełni wykorzystać potencjał tego niesamowitego języka skryptowego w kontekście zarządzania infrastrukturą IT. Należy mieć również na uwadze, że do pracy z PowerShell 7+ jest to rekomendowane środowisko.

Wymienione wyżej narzędzia stanowią tylko wstęp do szerokiego ekosystemu PowerShella. Poza nimi istnieje całe mnóstwo innych rozszerzeń, narzędzi i środowisk, które również doskonale wpisują się w strategię pracy z PowerShellem. Wybór konkretnych rozwiązań zależy od indywidualnych potrzeb i celów użytkownika.

Jak zacząć z PowerShellem?

Rozpoczęcie pracy z PowerShellem nie wymaga specjalistycznego sprzętu ani kosztownego oprogramowania. Wystarczy system Windows (nawet domowa edycja), odrobina ciekawości i dostęp do odpowiednich źródeł wiedzy. Poniżej znajdziesz kilka konkretnych kroków, które pomogą Ci zacząć mądrze i bez zbędnego błądzenia.

1. Zapisz się na newsletter mojego bloga – to najszybszy sposób, by otrzymywać dostęp do nowych artykułów, poradników i materiałów edukacyjnych w jednym miejscu. Bez szukania, bez pomijania ważnych treści. -> PowerShell Espresso <-
2. Zapoznaj się z dokumentacją Microsoft – oficjalne źródło wiedzy: docs.microsoft.com/powershell. Znajdziesz tam szczegółowe informacje o komendach, składni i możliwościach PowerShella.
3. Zainstaluj Windows Terminal i PowerShell 7 – nowe wersje środowiska uruchomieniowego oferują lepszą wydajność i zgodność międzyplatformową. Możesz je pobrać ze sklepu Microsoft Store lub ze strony GitHub.
4. Pracuj na przykładach – nie musisz znać całej składni od razu. Wybierz prosty problem do rozwiązania (np. sprawdzenie wolnego miejsca na dysku) i spróbuj rozwiązać go przy pomocy PowerShella.
5. Zacznij korzystać z Get-Help i Get-Command – to wbudowane narzędzia, które pomogą Ci zrozumieć, jak działają konkretne polecenia i jakie są ich możliwości.
6. Dołącz do społeczności – grupy na Facebooku, kanały na Discordzie, Stack Overflow czy Reddit to dobre miejsca, by zadawać pytania, dzielić się doświadczeniami i uczyć się od innych.

Podsumowanie

PowerShell to potężne narzędzie dla każdego, kto chce mieć kontrolę nad swoim środowiskiem systemowym. Dzięki swojej elastyczności, integracji z systemem i dużej społeczności, PowerShell staje się podstawą pracy każdego profesjonalnego administratora. Warto zatem zainteresować się tym tematem.

W kolejnych artykułach z cyklu Podsatwy PowerShella pokażę, jak krok po kroku opanować to narzędzie oraz jak wykorzystać PowerShella do zarządzania systemem. Do zobaczenia!