PowerShell 7 Schulung: Skripting und Automatisierung für die IT

Einführung in PowerShell 7

• PowerShell als objektorientierte Shell: Automatisierung mit Objekten statt Textverarbeitung
• PowerShell 7 und Windows PowerShell 5.1: Unterschiede, Parallelbetrieb und Kompatibilität
• Vorteile gegenüber cmd und Bash: einheitliche Verb-Nomen-Syntax und strukturierte Ausgaben
• Installation unter Windows mit winget, unter macOS mit dem PKG-Paket, unter Linux aus der Paketquelle
• LTS- und Stable-Versionen: Updates planen und $PSVersionTable auswerten
• Konsole und Windows Terminal: Tab-Vervollständigung, PSReadLine, Verlauf und Vorhersagen
• Ausblick auf die Produktmodule für Exchange, Microsoft 365, Active Directory und SQL Server

Erste Schritte und Konfiguration

• Erste Konfiguration unter Windows: Standardprofil im Terminal, Pfade und Ausführungsrichtlinie
• Visual Studio Code mit der PowerShell-Erweiterung als Editor einrichten
• Profile: $PROFILE, Gültigkeit je Host und Benutzer und sinnvolle Inhalte
• Ausgabe gestalten mit $PSStyle und einer eigenen prompt-Funktion im Profil
• Module installieren und aktualisieren mit PSResourceGet (Install-PSResource, Update-PSResource)
• Modulversionen festlegen, Bereich CurrentUser oder AllUsers, Offline-Installation mit Save-PSResource

Module und Provider effektiv nutzen

• Aufbau eines Moduls: .psm1, Manifest .psd1, exportierte Funktionen und $env:PSModulePath
• Automatisches Laden von Modulen und Kompatibilität mit Import-Module -UseWindowsPowerShell
• PowerShell Gallery: Pakete suchen, Herausgeber prüfen und ein eigenes Repository registrieren
• Provider und PSDrives: FileSystem, Registry, Env, Cert und Variable mit denselben Cmdlets
• Eigene Laufwerke mit New-PSDrive, etwa für Netzwerkfreigaben und Registry-Zweige

Kommandos ausführen und verstehen

• Cmdlet-Syntax: Verb-Nomen, benannte und positionale Parameter, Parametersätze
• Befehle finden mit Get-Command, Hilfe mit Get-Help, Update-Help und -Online
• Häufig genutzte Cmdlets für Dateien und Inhalte: Get-ChildItem, Get-Content, Select-String
• Prozesse und Dienste verwalten mit Get-Process, Stop-Process, Get-Service und Restart-Service
• Änderungen gefahrlos ausprobieren mit -WhatIf und -Confirm
• Skripte interaktiv ausführen: Pfadangabe, Dot-Sourcing und Übergabe von Argumenten

Variablen und Pipelines meistern

• Variablen, Datentypen und Typumwandlung: [int], [datetime], [string[]]
• Arrays, Hashtables und [ordered] für strukturierte Daten
• Gültigkeitsbereiche global, Skript und lokal – und warum $global: die Ausnahme bleibt
• Best Practices: sprechende Namen, Set-StrictMode gegen Tippfehler, keine Aliase in Skripten
• Pipeline verstehen: Parameterbindung ByValue und ByPropertyName
• Pipeline und Variablen kombinieren: $_/$PSItem, ForEach-Object und -OutVariable
• Zeilenfortsetzung mit Backtick oder Splatting mit Hashtables für lange Aufrufe
• Klassen mit class und enum: Eigenschaften, Methoden und Konstruktoren

Arbeiten mit Objekten

• Das Objektmodell: .NET-Typen, Eigenschaften, Methoden und das erweiterte Typsystem
• Objekte untersuchen mit Get-Member und Eigenschaften auswählen mit Select-Object
• Sortieren, filtern, gruppieren: Sort-Object, Where-Object, Group-Object, Measure-Object
• Eigene Objekte mit [pscustomobject] und berechneten Eigenschaften erzeugen
• Vorhandene Objekte erweitern mit Add-Member und Update-TypeData
• Objekte konvertieren mit ConvertTo-Csv, ConvertTo-Json -Depth und ConvertTo-Xml

Funktionen und Parameter definieren

• Von der einfachen Funktion zur erweiterten Funktion mit [CmdletBinding()]
• Parameter deklarieren: Pflichtparameter, Standardwerte, Pipeline-Eingabe und Parametersätze
• Validierung mit ValidateSet, ValidateRange, ValidatePattern und ValidateScript
• Rückgabewerte: Ausgabe in die Pipeline statt return, [OutputType()] und Ausgabeströme
• Kommentarbasierte Hilfe und SupportsShouldProcess für -WhatIf in eigenen Funktionen
• Wiederverwendbare Funktionsbibliothek als Modul auslagern, versionieren und verteilen

Kontrollstrukturen und Fehlerbehandlung

• Bedingungen mit if/elseif/else und switch mit -Regex und -Wildcard
• Kurzformen seit PowerShell 7: Ternär-Operator, ??, ?. und Pipeline-Ketten &&/||
• Schleifen for, foreach, while, do-while und do-until mit break und continue
• Abbrechende und nicht abbrechende Fehler, -ErrorAction und $ErrorActionPreference
• Fehler abfangen mit try/catch/finally und typisierten catch-Blöcken
• Eigene Fehler mit throw und Write-Error auslösen, Details mit Get-Error lesen
• Skripte debuggen in VS Code: Haltepunkte, Variablenansicht und Set-PSBreakpoint

Daten exportieren und Ausgaben steuern

• Ausgabe lenken mit Out-File, Out-String, Out-Host und Out-GridView unter Windows
• Ausgabeströme Write-Output, Write-Verbose, Write-Warning, Write-Information und Umleitung
• Exportformat CSV: Export-Csv/Import-Csv mit Trennzeichen, Encoding und Excel-Kompatibilität
• JSON und XML lesen und schreiben: ConvertFrom-Json -AsHashtable, [xml] und Select-Xml
• Eigene Ausgabeformate mit Format-Table, Format-List und Formatdateien (.ps1xml)

Remote-Verbindungen mit PowerShell

• Grundlagen des Remoting über WinRM: Enable-PSRemoting, Listener und Ports 5985/5986
• Remoting über SSH zwischen Windows, Linux und macOS mit -HostName
• Interaktive und dauerhafte Sitzungen mit Enter-PSSession und New-PSSession
• Invoke-Command für viele Server: lokale Werte mit $using: übergeben, Ergebnisse zusammenführen
• Sicherheit: Kerberos, HTTPS-Listener, TrustedHosts, Double-Hop-Problem und Just Enough Administration
• Fehlersuche bei Verbindungsproblemen mit Test-WSMan, Firewall und Namensauflösung

Schnittstellen und Webdienste nutzen

• HTTP-Anfragen mit Invoke-RestMethod und Invoke-WebRequest: Methoden, Kopfzeilen, Körper
• Authentifizierung mit API-Schlüssel und Bearer-Token über -Authentication und -Token
• API-Antworten auswerten: JSON als Objekte, Paging und Statuscodes mit -SkipHttpErrorCheck
• XML-Schnittstellen und Feeds abfragen und mit XPath auswerten
• Webabfragen automatisieren: Wiederholungen mit -MaximumRetryCount, Zeitplan und Protokoll

Kleine Oberflächen mit Windows Forms

• Wann ein Dialog sinnvoll ist – und wann Parameter mit Validierung reichen
• Windows Forms unter Windows laden mit Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms
• Formulare mit Eingabefeldern, Auswahllisten und Ereignissen wie Add_Click
• Eingaben im Dialog prüfen und Fehler verständlich anzeigen statt in der Konsole

Sicherheit und Codequalität

• Ausführungsrichtlinien RemoteSigned und AllSigned, Vorgabe per Gruppenrichtlinie – und ihre Grenzen
• Skripte signieren mit Set-AuthenticodeSignature und Signaturen mit Get-AuthenticodeSignature prüfen
• Zugangsdaten mit Get-Credential und PSCredential übergeben statt Kennwörter im Klartext
• Geheimnisse ablegen mit Microsoft.PowerShell.SecretManagement, SecretStore oder Azure Key Vault
• Auditing: Skriptblockprotokollierung, Modulprotokollierung und Start-Transcript
• Eigenes Logging in Skripten: strukturierte Protokolldateien und Einträge im Ereignisprotokoll
• Unit-Tests mit Pester 6: Describe, It, Should, BeforeAll und Mock, dazu die neuen Should-*-Assertions
• Statische Prüfung mit PSScriptAnalyzer im Editor und in der CI-Pipeline

PowerShell-Skripte mit Coding-Agenten

• Vorgabe an den Agenten: erweiterte Funktionen mit [CmdletBinding()], Validierung und Hilfeblock
• Invoke-ScriptAnalyzer und Invoke-Pester als Prüfschritte nach jeder Agentenänderung
• Agent führt nur lesende Befehle aus; Funktionen mit SupportsShouldProcess zuerst mit -WhatIf
• Vorschläge aus Windows PowerShell 5.1 erkennen: Get-WmiObject, Aliase, fehlendes -ErrorAction Stop
• Get-Help-Beispiele und Modulmanifeste als Kontext, damit der Agent vorhandene Funktionen nutzt

Praxisprojekt: Inventarwerkzeug für Server und Arbeitsplätze

• Modul mit Funktionen für Betriebssystem, Datenträger und Dienste über Get-CimInstance
• Abfrage vieler Rechner per Remoting, Export als CSV für Excel und als JSON
• Konfiguration aus einer JSON-Datei, Zugangsdaten aus SecretManagement
• Pester-Tests, Signatur und Protokolldatei für den geplanten Betrieb

Lernziele

• Sie installieren und konfigurieren PowerShell 7 auf Windows, macOS und Linux und richten Profile und VS Code ein
• Sie finden Befehle über die Hilfe, führen Cmdlets sicher aus und schreiben eigene Skripte
• Sie arbeiten mit Variablen, Hashtables, Objekten und der Pipeline und verwalten Module mit PSResourceGet
• Sie schreiben erweiterte Funktionen mit Parametervalidierung und behandeln Fehler gezielt
• Sie verarbeiten CSV, JSON und XML und rufen REST-APIs auf
• Sie steuern entfernte Rechner über Remoting mit WinRM und SSH
• Sie bauen bei Bedarf kleine Eingabedialoge mit Windows Forms
• Sie signieren Skripte, verwalten Zugangsdaten mit SecretManagement und prüfen Code mit Pester und PSScriptAnalyzer

Zielgruppe

• IT-Administrator:innen und Systemverantwortliche, die wiederkehrende Aufgaben automatisieren wollen
• DevOps-Engineers, die PowerShell plattformübergreifend in Pipelines einsetzen
• IT-Fachkräfte mit technischem Hintergrund, die ins Skripten einsteigen