PowerShell

PowerShell (auch Windows PowerShell und PowerShell Core) ist ein plattformübergreifendes Framework von Microsoft zur Automatisierung, Konfiguration und Verwaltung von Systemen, das einen Kommandozeileninterpreter inklusive Skriptsprache bietet.

PowerShell
Screenshot der powershell.exe 5.0 innerhalb conhost.exe unter Windows 8.1
Basisdaten
Entwickler	Microsoft
Erscheinungsjahr	14. November 2006
Aktuelle Version	7.4.6 (22. Oktober 2024)
Betriebssystem	Microsoft Windows, ab Version 6 auch Linux und macOS
Programmier­sprache	C#
Kategorie	Kommandozeileninterpreter
Lizenz	Proprietär, MIT-Lizenz
deutschsprachig	ja
PowerShell

Windows PowerShell basiert auf der Common Language Runtime (CLR) des .NET Frameworks und wird mit Windows als Teil des Windows Management Frameworks (WMF) unter einer proprietären Lizenz ausgeliefert. Seit 2016 gibt es Windows PowerShell auch als Core Edition, welche wie PowerShell Core auf .NET Core basiert und als Teil von Windows Nano Server und Windows IoT ausgeliefert wird.

Seit Version 6 basiert PowerShell auf der Core Common Language Runtime (CoreCLR) und ist als plattformübergreifendes Open-Source-Projekt unter der MIT-Lizenz für Linux, macOS und Windows verfügbar.

Entstehungsgeschichte

Eingabeaufforderung

Jede veröffentlichte Version von MS-DOS und Windows enthielt eine Kommandozeile oder Eingabeaufforderung (siehe auch Kommandozeileninterpreter). Diese sind COMMAND.COM (in DOS bzw. DOS-basierten Betriebssystemen wie Windows 9x) und cmd.exe (in Betriebssystemen der Windows-NT-Familie). Die Eingabeaufforderung bietet einige Standardbefehle und ermöglicht das Ausführen weiterer Konsolenanwendungen. Darüber hinaus gibt es eine Skriptsprache, um Aufgaben zu automatisieren (siehe Stapelverarbeitungsdatei). Da jedoch nicht alle Funktionalitäten der Grafischen Benutzeroberfläche über die Eingabeaufforderung erreichbar sind, können nicht alle Aufgaben automatisiert werden und auch die Skriptsprache ist aufgrund ihrer Einfachheit in der Funktionalität beschränkt. Mit Windows Server 2003 waren die meisten Funktionen auch per Eingabeaufforderung verfügbar, dennoch bleiben die Limitierung der Skriptsprache sowie Inkonsistenzen in der Bedienung unterschiedlicher Konsolenanwendungen.

Microsoft versuchte bereits 1998 einige dieser Limitierungen mit der Einführung von Windows Script Host (cscript.exe) und dessen Unterstützung von JScript und VBScript in Windows 98 zu überwinden. Mit Windows Script Host ist es möglich, alle COM-Komponenten anzusprechen, was die Automatisierung von weiten Teilen des Betriebssystems ermöglicht. Darüber hinaus gibt es in unterschiedlichen Windows-Versionen weitere Kommandozeileninterpreter für spezielle Einsatzgebiete (z. B. netsh zur Netzwerkkonfiguration oder das Windows Management Instrumentation Command-line (WMIC)).

Monad Manifest

Jeffrey Snover – ein Verfechter von Kommandozeilen, der 1999 bei Microsoft anfing – unterstützte zunächst Microsoft Windows Services for UNIX (SFU), um Unix-Tools unter Windows nutzen zu können. Da Windows aber nicht wie Unix textorientiert, sondern API-orientiert arbeitet, konnte es letztlich nicht umfassend verwaltet werden (z. B. Setzen von Registry-Werten). Snover entwickelte außerdem die Windows Management Instrumentation Command-line (WMIC). 2002 beschrieb er einen neuen Ansatz für die Automatisierung in Windows als Monad Manifest. Darin beschreibt Snover Monad als mächtige, konsistente, erweiterbare und nützliche „Plattform der nächsten Generation“ auf Basis von .NET, mit der der Aufwand für Administratoren reduziert und das Leben von Nicht-Programmierern deutlich vereinfacht werden könne. Dies sollte unter anderem durch folgende Punkte erreicht werden:

• Administratoren können Befehle schneller und einfacher programmieren, da Monad viele Standardaufgaben von Befehlen übernimmt und durch einen einheitlichen Parser Konsistenz bietet.
• Anstatt Text (unstrukturierte Daten) werden Objekte (strukturierte Daten) an die Pipe übergeben, was die Weiterverarbeitung vereinfacht.
• Ausführung von Skripts auf einer Vielzahl von entfernten Computern

Die Idee von Monad wurde weiterentwickelt. 2003 bei der Professional Development Conference in Los Angeles wurde erstmals die Monad Shell (MSH) gezeigt. 2005 wurden Beta-Versionen veröffentlicht.

PowerShell entsteht und wird Teil von Windows

2006 verkündete Microsoft, dass Monad in PowerShell umbenannt werde. Gleichzeitig wurde verkündet, dass Exchange Server 2007 per PowerShell administriert werde und auch die GUI auf PowerShell aufsetze. Noch im gleichen Jahr wurde PowerShell 1.0 veröffentlicht und zum Download angeboten.

Durch die Unterstützung der Exchange- und Datacenter-Verantwortlichen bei Microsoft konnte die PowerShell im Konzern etabliert werden. 2007 wurde PowerShell Teil von Microsofts Common Engineering Criteria für 2009, einer Liste von Kriterien, der jedes Microsoft Server-Produkt entsprechen soll. Das bedeutete effektiv, dass ab 2009 jedes Server-Produkt von Microsoft PowerShell unterstützen sollte. Dies war der endgültige Durchbruch für PowerShell als zentrale Verwaltungs- und Automatisierungseinheit in Windows.

2008 wurde Windows Server 2008 das erste Betriebssystem, das mit PowerShell ausgeliefert wird – jedoch noch als optionale Komponente.

2009 wurde PowerShell 2.0 als fester Bestandteil von Windows 7 und Windows Server 2008 R2 veröffentlicht. Anfang 2010 stand PowerShell 2.0 auch für ältere Betriebssysteme als optionales Update per Windows Update bereit.

PowerShell wird Open Source und plattformübergreifend

2016 verkündete Microsoft, dass PowerShell unter der MIT-Lizenz Open Source und plattformübergreifend entwickelt wird. Gleichzeitig wurde ein GitHub Repository erstellt und die Alpha-Version von PowerShell Version 6.0 für Windows, Linux und macOS veröffentlicht. Der Hersteller begründete diesen Schritt in seiner Cloud-Strategie. In Microsoft Azure werden nicht nur Windows-, sondern auch eine Vielzahl von Linux-Systemen bereitgestellt. Microsoft bietet PowerShell als universelles Werkzeug für alle Administratoren an, ganz gleich welches Betriebssystem oder welche Anwendung administriert werden soll.

Aufbau

PowerShell wurde speziell für die Systemverwaltung und -automatisierung entworfen.

Sie verbindet die aus Unix-Shells bekannte Philosophie von Pipes und Filtern mit dem Paradigma der objektorientierten Programmierung. Der Benutzer kann wie bisher einfache Befehle an einer Kommandozeile ausführen und miteinander verknüpfen oder aber auch komplexe Skript-Programme mit der eigens dafür entwickelten PowerShell Scripting Language schreiben.

Die PowerShell erlaubt Zugriff auf WMI-Klassen, COM-Objekte sowie auf das gesamte .NET Framework.

PowerShell Engine

Die PowerShell Engine (auch Shell, PowerShell Class oder PowerShell Runtime) ist der Kommandozeileninterpreter, der die Eingaben verarbeitet und damit das Herz der PowerShell. Die Engine ist eine Sammlung von .NET-Klassen, die in einer DLL (System.Management.Automation.dll) gespeichert sind.

PowerShell Host

Der PowerShell Host ist die Benutzerschnittstelle zur PowerShell Engine. In Windows steht standardmäßig die Windows PowerShell (auch Konsole) (powershell.exe, bereitgestellt durch conhost.exe) und Windows PowerShell ISE (Integrated Scripting Environment, kurz ISE) (powershell_ise.exe) zur Verfügung. Die ISE ist ein modernes Eingabefenster mit unter anderem integriertem Skripteditor, Debugger und IntelliSense. Beide Hosts erlauben es auch, herkömmliche Kommandozeilenanwendungen auszuführen, wie beispielsweise ipconfig.exe. Jedoch erlaubt die ISE keine Interaktion, wie zum Beispiel bei nslookup.exe. Die ISE kann durch Add-ons erweitert werden; eine bekannte Erweiterung ist ISESteroids. Auch Verwaltungskonsolen, wie etwa die Exchange Management Console (EMC) seit Exchange Server 2007, sind ein Host. Darüber hinaus gibt es auf dem Markt weitere Hosts, wie PowerShell Plus von Idera. Zwar nutzen alle Hosts dieselbe Engine, doch da die Implementierung unterschiedlich sein kann, ist es auch möglich, dass sich die Hosts untereinander unterschiedlich verhalten.

PowerShell Scripting Language (PSL)

Die PowerShell Scripting Language (PSL) ist die Sprache um Skripte für die PowerShell Engine zu entwickeln. Ab Version 2.0 kann die Skriptsprache auch verwendet werden, um eigene Cmdlets zu erstellen.

Die PowerShell-Sprache basiert auf dem IEEE 1003.2 POSIX Shell Standard und die Syntax ist an der Programmiersprache C# angelehnt. Mit Version 5 wurde die Skriptsprache um Klassen erweitert.

Anders als bei bisher existierenden objektorientierten Skript-Interpretern (BeanShell, Smalltalk, Python Shell) ist die Syntax der PowerShell-Skriptsprache, welche sich unter anderem Anleihen bei Perl, Unix-Shells, SQL und C nimmt, darauf ausgelegt, auch für den täglichen interaktiven Gebrauch als Shell für administrative Aufgaben wie etwa Dateiverwaltung geeignet zu sein.

Cmdlets

Cmdlets (gesprochen Commandlets) werden die Befehle in einer PowerShell-Umgebung genannt. Der Begriff soll verdeutlichen, dass es sich um sehr kleine, spezielle Befehle handelt, etwa wie in Befehlchen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Befehlen sind Cmdlets keine Standalone-Anwendungen, das heißt, sie können nicht ohne die PowerShell ausgeführt werden. Cmdlets können .NET-Klassen oder PowerShell-Skripte sein und mit wenigen Zeilen Programmcode geschrieben werden. Cmdlets parsen Eingaben in der Regel nicht selber, stellen Fehler nicht selbst dar und geben Ergebnisse unformatiert als Objekt wieder. Die PowerShell-Engine bzw. Standard-Cmdlets nehmen Cmdlet-Entwicklern Arbeit von Standardaufgaben ab und vereinfachen und beschleunigen die Entwicklung. Gleichzeitig wird die Nutzbarkeit und Lesbarkeit von Skripten und Befehlen durch sehr strikte und ausführliche Namenskonventionen gewährleistet.

Die Anzahl der vorinstallierten Cmdlets steigt mit jeder Version. Sie liegt in der Version 5.1 der Legacy-PowerShell bei 489 Cmdlets und 766 mitgelieferten Funktionen und in der Core-Version 6.1 bei 287 Cmdlets und 145 mitgelieferten Funktionen im Kernpaket und 1900 Cmdlets mit zusätzlichen Modulen.

Cmdlets folgen dem Namensschema Verb-Substantiv, also beispielsweise Get-Help oder Set-Location. Cmdlets sind durch das vorangestellte Verb aufgabenorientiert, sollen genau eine spezifische Aufgabe erfüllen und nur einen Objekttyp ausgeben, wie zum Beispiel Get-Process, das alle laufenden Prozesse auflistet und als Objekt vom Typ System.Diagnostics.Process ausgibt. Das Beenden von Prozessen ist eine eigene Aufgabe und ist daher ein eigenes Cmdlet (Stop-Process). Das Auflisten von Diensten gibt andere Eigenschaften als bei Prozessen aus und hat daher ein anderes Substantiv (Get-Service). Die resultierenden Objekte können über die Pipe (|) von anderen Cmdlets weiterverarbeitet werden. So ist es möglich, übergebene Objekte zu filtern (z. B. Select-Object -Property Name,Status, Where-Object -Property Status -EQ -Value Stopped), zu konvertieren (z. B. Converto-Json) oder auszugeben (z. B. Out-File, Out-GridView) (siehe auch Objekte und die Pipe).

Microsoft hat eine Liste mit erlaubten Verben veröffentlicht. Die Einhaltung der Verben wird nicht technisch erzwungen. Sie wird jedoch empfohlen, um die Bedienung zu vereinheitlichen. Die Liste der freigegebenen Verben kann mit Get-Verb abgerufen werden.

Für Cmdlets können Aliase hinterlegt werden, etwa um Kompatibilität zu alten Skripten herzustellen, das Umsteigen von anderen Systemen zu erleichtern oder einfach Befehle mit weniger Buchstaben ausführen zu können. Einige dieser Aliase werden bereits durch Module vordefiniert. So wird beispielsweise das Cmdlet Set-Location verwendet, um das aktuelle Verzeichnis des Hosts zu definieren, es sind jedoch auch die Aliase sl, cd und chdir verwendbar.

Die folgende Tabelle stellt eine Auswahl von Standard-Cmdlets mit Aliasen und vergleichbaren Befehlen anderer Kommandozeileninterpreter gegenüber.

PowerShell Cmdlet	PowerShell Version	PowerShell Alias	cmd.exe	Unix-Shell	Beschreibung
Get-Help	1.0	help, man	help	man	Hilfe zu Befehlen
Get-Command	1.0	gcm			Listet alle im derzeitigen Kontext verfügbaren Befehle und Aliase auf.
Get-Alias	1.0	gal		alias	Listet Aliase für Befehle auf.
Get-Location	1.0	gl, pwd	cd	pwd	Ausgabe des aktuellen Verzeichnisses
Set-Location	1.0	sl, cd, chdir	cd, chdir	cd	Wechseln des aktuellen Verzeichnisses
Clear-Host	3.0	cls, clear	cls	clear	Löschen der Ausgabe
Copy-Item	1.0	cpi, copy, cp	copy	cp	Kopieren einer oder mehrerer Dateien / eines ganzen Verzeichnisbaums
Remove-Item	1.0	ri, del, erase, rmdir, rd, rm	del, rmdir, rd	rm, rmdir	Löschen einer Datei / eines Verzeichnisses
Rename-Item	1.0	rni, ren	ren	mv	Umbenennen einer Datei / eines Verzeichnisses
Move-Item	1.0	mi, move, mv	move	mv	Verschieben einer Datei / eines Verzeichnisses
Get-ChildItem	1.0	gci, dir, ls	dir	ls	Liste aller Dateien / Verzeichnisse im (aktuellen) Verzeichnis
Write-Host	1.0	echo, write	echo	echo	Ausgabe von Zeichenketten, Variablen etc. in der Konsole
Pop-Location	1.0	popd	popd	popd	In Verzeichnis wechseln, das zuletzt auf dem Stack abgelegt wurde
Push-Location	1.0	pushd	pushd	pushd	Verzeichnis auf dem Stack ablegen
Set-Variable	1.0	sv, set	set	set	Wert einer Variable setzen / Variable anlegen
Start-Process	2.0	saps	start		Startet ein Programm im eigenen Fenster
Get-Content	1.0	gc, type, cat	type	cat	Ausgabe einer Datei
Select-String	1.0	sls	find, findstr	grep	Suche und Filterung definierter Zeichenketten
Get-Process	1.0	gps, ps	tlist, tasklist	ps	Liste aller momentan laufenden Prozesse
Stop-Process	1.0	spps, kill	kill, taskkill	kill	Beenden eines laufenden Prozesses
Stop-Computer	2.0		shutdown	shutdown, poweroff	Herunterfahren des Rechners
Restart-Computer	2.0		shutdown -r	reboot, shutdown -r	Neustart des Rechners
Tee-Object	1.0	tee		tee	Standardeingabe in eine Datei oder Variable umleiten und entlang der Pipeline weiterreichen (Standardausgabe)
Get-NetIPAddress	3.0	gip	ipconfig	ifconfig	Listet die Netzwerkschnittstellen mit Konfigurationsinformationen auf
Get-Acl	1.0			acl	Listet die Zugriffsberechtigungen eines Ordners oder Dokuments auf.
Get-Member	1.0	gm			Listet die Mitglieder (Member-Variablen) eines Objektes auf.
Get-PSSnapin	1.0	gsnp			Listet die aktiven PowerShell-Erweiterungen auf.
Export-Console	1.0			export	Exportiert die aktive Konfiguration der Konsole in eine Datei. Eine neue PowerShell-Instanz kann diese Konfiguration über den Parameter -psconsolefile <String> beim Start laden.

Parameter werden nach dem Cmdlet mit -Parametername [Wert] angegeben. Ein Parameter kann unterschiedliche Eigenschaften besitzen, so kann er beispielsweise einen Standardwert haben, erforderlich oder positionsbezogen sein oder Werte aus der Pipe akzeptieren. Welche Parameter für ein Cmdlet verfügbar sind und welche Eigenschaften sie besitzen, kann mit Get-Help geprüft werden (z. B. Get-Help -Name Get-NetIPAddress -Parameter *). Zusätzlich zu Cmdlet-spezifischen Parametern gibt es auch sogenannte Common Parameter, also allgemein verfügbare Parameter. Dazu zählt -Verbose zur Ausgabe von Detailinformationen, -ErrorAction, um festzulegen, wie bei einem Fehler verfahren werden soll oder -WhatIf, um sich ausgeben zu lassen, was passieren würde, wenn man den Befehl ausführt, ohne dass tatsächlich Änderungen gemacht werden.

Module sind die bevorzugte Art, um Cmdlets zu veröffentlichen und in PowerShell zu laden. Module bestehen aus dem Cmdlet-Programmcode (als PowerShell-Skript oder .NET-Klasse) und einem Manifest, das den Inhalt des Moduls beschreibt. In PowerShell 1.0 war es ausschließlich über PSSnapins (Snap-ins) möglich, Cmdlets zu laden. Dies wurde jedoch durch die Funktion der Module ersetzt.

PowerShell Provider

PowerShell Provider (auch PSProvider) bieten den Zugriff auf Daten und Komponenten (Namensräume), die sonst nicht einfach über den Host abrufbar wären, und präsentieren die Daten in einem konsistenten Format als Laufwerke. Das bekannteste Beispiel dafür ist das Dateisystem, welches eine Partition als Laufwerk C darstellt. Es sind jedoch auch weitere Provider möglich, wie etwa Variablen, die Registry, Active Directory und der Zertifikatsspeicher. In allen Laufwerken (zum Beispiel C:, D:, Env:, HKLM: oder Cert:) kann gleichermaßen navigiert oder Elemente verarbeitet werden (Set-Location, Get-ChildItem, Remove-Item, …).

Liste von Providern

Folgende Liste zeigt einige der Standardprovider in PowerShell.

Name	Typ	Aufgabe
Alias	Container	Bindet ein logisches Laufwerk mit dem Namen „Alias:“ ein. Über dieses Laufwerk lassen sich als Schlüssel-Wert Paare definierte Alias (etwa mit Get-ChildItem Alias:) abrufen.
Environment	Container	Bindet ein logisches Laufwerk mit dem Namen „env:“ ein. Über dieses Laufwerk lassen sich die Umgebungsvariablen abfragen.
FileSystem	Navigation	Über den FileSystem Provider wird der Zugriff auf das Dateisystem ermöglicht. Über den FileSystem-Provider können Laufwerke, Wechseldatenträger, Netzlaufwerke, u. ä., sowie die darauf befindlichen Dateien und Ordner zugegriffen werden. Laufwerke werden dabei jedoch nicht als logisches Laufwerk in PowerShell integriert, sondern als Referenz im Function-Provider hinterlegt.
Function	Container	Verwaltet Funktionen, welche mit New-Item erstellt oder in einem PowerShell-Skript deklariert wurden.
Registry	Navigation	Ermöglicht unter Windows den Zugriff auf die Registrierungsdatenbank. Standardmäßig werden die Laufwerke „HKLM:“ (für HKEY_LOCAL_MACHINE) und „HKLU:“ (für HKEY_LOCAL_USER) erstellt. Weitere Laufwerke lassen sich bei Bedarf mit New-PSDrive (z. B. New-PSDrive -name HKU -psprovider Registry -root HKEY_USERS) anlegen.
Variable	Container	Verwaltet die im PowerShell-Host erstellten Variablen und deren Werte und bindet diese als logisches Laufwerk „Variable:“ ein.
Certificate	Navigation	Verwaltet die Sicherheitszertifikate des Systems und bindet sich als logisches Laufwerk „Cert:“ ein. Der Certificate-Provider wird von Get-PSProvider nicht aufgelistet.

Versionen

Windows PowerShell 1.0

Die erste Version von PowerShell erscheint 2006 als ein Grundgerüst mit den wichtigsten Funktionen der PowerShell. Insbesondere der Kommandozeileninterpreter ist sehr mächtig, so gibt es bereits die objektbasierte Pipe, eine eigene Skriptsprache und ein Sicherheitsmodell. PowerShell kann sogenannte Namensräume wie das Dateisystem, den Zertifikatsspeicher oder die Registry ansprechen. Cmdlets können ausschließlich in .NET geschrieben werden, Skripte können auf entfernten Computern nur per WMI ausgeführt werden, die verfügbare Konsole ist sehr einfach gehalten.

Windows PowerShell 2.0

2009 wird mit PowerShell 2.0 die Erstellung von neuen Cmdlets drastisch vereinfacht. Cmdlets können erstmals auch als Skripte geschrieben werden. Auch die Hilfe, basierend auf Kommentaren in Cmdlets, wird eingeführt. Cmdlets können als Module zusammengefasst werden. Außerdem wird die PowerShell ISE eingeführt, eine leistungsfähige Konsole mit eingebautem Skripteditor. Zur Verwaltung von entfernten Computern wird PowerShell Remoting eingeführt. Zusätzlich kann PowerShell nun Jobs erstellen, die im Hintergrund abgearbeitet werden.

Windows PowerShell 3.0

2012 wird die PowerShell in der Version 3.0 ausgereifter und benutzerfreundlicher. Workflows auf Basis der Windows Workflow Foundation werden eingeführt, womit es mit geringen Mitteln möglich ist, Aufgaben parallel erledigen zu lassen. Erstmals wird CIM und JSON unterstützt. Im System verfügbare Module werden automatisch geladen und stehen dem Administrator somit sofort zur Verfügung.

Windows PowerShell 4.0

Mit PowerShell 4.0 wird 2013 Desired State Configuration (DSC) eingeführt, eine deklarative Sprache zur Konfiguration von Systemen.

Windows PowerShell 5.0

2015 wird in PowerShell 5.0 die Desired State Configuration (DSC) deutlich erweitert und verbessert. Außerdem werden Klassen, welche es erlauben Skripte formaler entwickeln zu lassen, und Oneget, eine Paketverwaltung für PowerShell, eingeführt. In der PowerShell ISE können Skripte nun auch in Sitzungen auf entfernten Computern geändert werden.

Windows PowerShell 5.1

PowerShell 5.1, die aktuelle und voraussichtlich letzte Windows PowerShell Version, erscheint 2016. Sie wird im Rahmen von Windows unterstützt, jedoch nicht mehr aktiv weiterentwickelt. PowerShell 5.1 bleibt auch auf Windows Server 2019 die vorinstallierte PowerShell-Version. Mit PowerShell 5.1 ist die erste Core Version der PowerShell verfügbar und diese läuft nur auf Windows Nano Server 2016.

PowerShell Core 6

PowerShell 6.0 ist die erste plattformübergreifende, quelloffene Version der PowerShell und läuft auf Windows, macOS und Linux. Die Entwicklung wird 2016 angekündigt, bevor 2018 das erste GA-Release erscheint. Sie basiert auf .NET Core 2.0 und hat einen stark eingeschränkten Funktionsumfang gegenüber der PowerShell-Version 5.1.

PowerShell 6.1 basiert auf .NET Core 2.1 und erweitert mit der Unterstützung vieler existierende Module den Funktionsumfang beträchtlich. Auf Windows werden nun 432 Cmdlets und mitgelieferte Funktionen unterstützt (PowerShell 5.1: 1264 Cmdlets und Funktionen), sowie weitere 1468 Cmdlets über externe Module.

Der Kommandozeilenname von PowerShell 6 wurde von powershell.exe in pwsh.exe umbenannt, dies erlaubt eine leichtere Unterscheidung beim Aufruf der Powershell, wenn sowohl PowerShell Core, als auch die klassische Powershell installiert sind.

PowerShell 7

Mit PowerShell 7 wird 2020 sowohl das Präfix Windows wie auch das Suffix Core entfernt und kennzeichnet damit, dass es der Nachfolger der Windows PowerShell 5.1, wie von PowerShell Core 6 ist. Insbesondere die Kompatibilität zu in Windows mitgelieferten PowerShell-Modulen wurde verbessert. PowerShell 7 basiert auf .NET 5, worauf auch der Supportlebenszyklus angepasst wurde.

Objekte und die Pipe

Andere Kommandozeileninterpreter wie Cmd.exe, Bash oder DCL sind textbasiert, wohingegen PowerShell mit Objekten arbeitet. Objekte können Eigenschaften (Properties), Methoden (Methods) und Ereignisse (Events) enthalten. Get-Member zeigt den Typ sowie die Eigenschaften und Methoden von Objekten.

Für die Systemverwaltung/Administration bedeutet dies, dass Ergebnisse von Befehlen nicht mehr als Text (unstrukturierte Daten), sondern Objekte (strukturierte Daten) vorliegen. Dies wirkt sich auch auf die Pipe aus.

Die Pipe (|) in textbasierten Kommandozeileninterpretern verbindet die Standardausgabe stdout mit der Standardeingabe stdin des darauffolgenden Befehls. In PowerShell werden Daten in der Pipe abgelegt und die Pipe muss die Daten an das darauffolgende Cmdlet binden. Ob und wie Eingaben von einer Pipe erlaubt sind, entscheidet jedes Cmdlet für jeden Parameter selbst. Das heißt, die Pipe muss prüfen, ob der Folgebefehl das Binden an einen Parameter erlaubt. Dabei wird zwischen zwei Arten von Bindungen unterschieden: ByValue oder ByPropertyName. Bei ByValue muss der Objekttyp in der Pipe mit dem geforderten Objekttyp übereinstimmen. Bei ByPropertyName muss der Name einer Eigenschaft des Objekts mit dem Namen des Parameters des Folgebefehls übereinstimmen. ByValue wird ByPropertyName gegenüber bevorzugt.

Arbeitet man mit herkömmlichen Konsolenanwendungen in einem PowerShell Host wird der Standardoutput stdout in ein Objekt des Typs String umgewandelt.

Dieses Modell ist anfangs komplex, jedoch ergeben sich dadurch in der Praxis auch Vorteile beim Filtern und Verarbeiten von Informationen, wie folgende Beispiele verdeutlichen sollen.

Beispiel 1: Es sollen alle gestoppten Dienste eines entfernten Computers gestartet werden, mit einer Ausgabe, welche Dienste gestartet wurden.

# Listet alle Dienste auf einem entfernten Computer auf
# Filtert die zurückgegebene Dienste nach denen, die gestoppt sind
# Startet all diese Dienste und gibt die verarbeiteten Objekte an die Pipeline weiter (-PassThru)
# Gibt die Eigenschaften MachineName, DisplayName und Status der gestarteten Dienste aus

Get-Service -ComputerName Server01 | Where-Object -Property Status -EQ -Value Stopped | Start-Service -PassThru | Select-Object -Property MachineName, DisplayName, Status

Beispiel 2: Auf dem lokalen Computer sollen die 10 Prozesse von Microsoft mit der höchsten Arbeitsspeichernutzung (in Megabyte) in absteigender Reihenfolge in einer CSV-Datei abgespeichert werden.

# Listet alle gestarteten Prozesse auf dem lokalen Computer auf
# Filtert nach Prozessen der Firma Microsoft
# Sortiert nach Arbeitsspeichernutzung (WorkingSet64) absteigend (-Descending)
# Filtert auf die Eigenschaften ProcessName und MemoryUsageMB, wobei MemoryUsageMB ein ''Custom Property'' ist, das zur Laufzeit die bestehende Eigenschaft WorkingSet64 in MB und auf ganze Zahlen gerundet darstellt
# Filtert auf die ersten 10 Objekte
# Das Objekt wird in ein CSV-Format umgewandelt
# und in einer Datei gespeichert

Get-Process | Where-Object -Property Company -EQ -Value 'Microsoft Corporation' | Sort-Object -Property WorkingSet64 -Descending | Select-Object ProcessName,@{Name='MemoryUsageMB';Expression={[math]::round($PSItem.WorkingSet64/1MB,0)}} | Select-Object -First 10 | ConvertTo-Csv | Out-File -FilePath $env:TEMP\TopProcesses.csv

PowerShell arbeitet bei Objekten mit einer dynamischen Typisierung. Dabei kommt ein erweitertes Typsystem (englisch: extended type system, ETS) zum Einsatz, bei dem .NET-Objekte in der Klasse PSObject gekapselt werden. PSObject stellt hierbei die Basisklasse für PowerShell-Objekte dar. PSObject entspricht damit einer Monade.

In C#: using System; using System.Management.Automation; namespace PowerShell { public class PSObjectExample { public void Main() { var time = DateTime.UtcNow; var powerTime = new PSObject(time); } } }

In PowerShell: # Aufruf einer statischen Methode mit [ClassName]::Method # Variable $time ist explizit typisiert [System.DateTime]$time = [System.DateTime]::UtcNow # explizites Typecasting nach PSObject # Variable $powerTime ist implizit typisiert $powerTime = [System.Management.Automation.PSObject]$time # Aufruf eines Konstruktors $powerTime = New-Object System.Management.Automation.PSObject($time)

PowerShell bietet implizite Typkonvertierung. Dabei kommen Typkonverter zum Einsatz, von denen einige vorgegeben sind:

Typ	Konvertiert nach	Methode
null	String	gibt String.Empty zurück
null	Char	gibt '\0' zurück
null	Numeric	gibt 0 zurück
null	Boolean	gibt false zurück
null	Nullable<T>	gibt null zurück
null	Objektreferenz	gibt null zurück
Klasse	Basisklasse	Boxing der Klasse auf die Basisklasse
object	void	gibt AutomationNull.Value zurück
object	String	gibt value.ToString() zurück
object	Boolean	gibt das Ergebnis von LanguagePrimitives.IsTrue(value) zurück
object	PSObject	gibt PSObject.AsPSObject(value) zurück
object	XMLDocument	ruft die value.ToString()-Methode auf und übergibt das Ergebnis dem XMLDocument Konstruktor
object	Nullable<T>	das Objekt wird mit (T)value konvertiert und als Nullable-Monade zurückgegeben
Array	Array	Konvertierung der einzelnen Array-Elemente
IDictionary	Hashtable	gibt new Hashtable(value) zurück
String	Char[]	gibt value.ToCharArray() zurück
String	RegEx	gibt new RegEx(value) zurück
String	Type	Deserialisierung über RunSpaceConfiguration.Assemblies
String	Numeric	0 für String.Empty. Versucht den Wert mit Culture.InvariantCulture zu parsen.
Integer	System.Enum	Liefert den Enum-Wert zurück, der dem Integer zugewiesen ist. throw new PSInvalidCastException() falls das nicht möglich ist.

Skripte

PowerShell Skripte können in einer Skript-Datei zusammengefasst werden. Skript-Dateien enthalten Funktionen mit zugehöriger Beschreibung in einem Kommentarblock sowie Variablen und Befehle. Skript-Dateien haben die Endung .ps1 und werden mit dem Befehl ., gefolgt vom vollständigen Namen der Datei geladen und verarbeitet.

Beispiel

<#
.SYNOPSIS
    Hello World Application.

.DESCRIPTION
    This script is a more complex Hello World function that intends to show some of the syntax of PowerShell.
    To use it, write ". ./Write-Hello.ps1" (dot, space, filename) into your PowerShell first, so that the script gets loaded.

.NOTES
    File Name: Write-Hello.ps1

.EXAMPLE
    Write-Hello
    Hello World!

.EXAMPLE
    Write-Hello "World"
    Hello World!

.EXAMPLE
    greet "World"
    Hello World!

.EXAMPLE
    Write-Hello -Name "World"
    Hello World!

.EXAMPLE
    "World" | Write-Hello
    Hello World!

.EXAMPLE
    @("Jack", "Jill") | Write-Hello
    Hello Jack!
    Hello Jill!

.ALIAS
    greet

.LINK
    http://de.wikipedia.org/wiki/PowerShell

.INPUTTYPE
    Takes a name of type [string].

.RETURNVALUE
    Output a greeting of type [string].

.PARAMETER Name
    A list of names of the persons to greet. Greets the world by default.
#>

function Write-Hello
{
    [CmdletBinding()]
    param(
        # get name parameter from the pipeline or as a parameter
        [Parameter(Mandatory = $False, Position = 0, ValueFromPipeline = $True, HelpMessage = "The name to greet.")]
        [string]$Name = "World"
    )

    begin {
        # load assemblies from Global Assembly Cache (deprecated method)
        [void][System.Reflection.Assembly]::LoadWithPartialName("System.Exception")

        # cancel the execution if an error occurs
        $ErrorActionPreference = "Stop"
    }

    # process once for every input that was given
    process {
        try {
            if($Name -eq "Error") {
                throw New-Object System.Exception("The name must not be 'Error'.")
            }
        }
        catch [System.Exception] {
            Write-Error $_
        }

        # process the request
        [string]$Greeting = [string]::Format("Hello {0}!", $Name)

        # outputs a string object to the PowerShell pipeline
        # note: using write-host calls .ToString() method on the returned object
        Write-Output $Greeting
    }

    end {

    }
}

# setting an alias
Set-Alias greet Write-Hello

Beispiele

Gib die Zeichenfolge "Hallo Welt!" auf der Konsole aus:

  Write-Host "Hallo Welt!"

Write-Host erzwingt dabei die Ausgabe auf der Konsole. Die Ausgabe wird nicht an die Pipeline weitergegeben und kann nicht weiterverarbeitet werden. Write-Output würde die Ausgabe sowohl an die Konsole, als auch die Pipeline weitergeben.

Hole alle Prozesse, deren Namen mit dem Buchstaben „p“ beginnen:

  Get-Process p*

Hole alle Prozesse, die mehr als 10 MB Hauptspeicher verwenden:

  Get-Process | where { $_.WS -gt 10MB }

where ist ein Alias für Where-Object und filtert das ausgegebene Objekt von Get-Process auf alle Elemente die als Eigenschaft WS ($_.WS) einen Wert größer 10 MB haben. PowerShell kennt die Maßeinheit Byte und rechnet 10 MB in 10485760 um.

Berechne die Gesamtanzahl der Bytes aller Dateien in einem Verzeichnis:

  Get-ChildItem | Measure-Object -Property Length -Sum

Warte, bis ein bestimmter Prozess beendet wurde:

  $processToWatch = Get-Process notepad
  $processToWatch.WaitForExit()

Ändere eine Zeichenkette von Kleinbuchstaben in Großbuchstaben:

  "hallo welt!".ToUpper()

Füge die Zeichenfolge „ABC“ nach dem ersten Buchstaben des Wortes „string“ ein, um als Ergebnis „sABCtring“ zu erhalten:

  "string".Insert(1, "ABC")

Lade einen bestimmten RSS-Web-Feed herunter und zeige die Überschriften der acht neuesten Einträge:

  $rssUrl = "https://devblogs.microsoft.com/powershell/feed/"
  $blog = [xml] (New-Object System.Net.WebClient).DownloadString($rssUrl)
  $blog.rss.channel.item | select title -First 8

Lösche die komplette Festplatte ohne Rückfrage, Äquivalent zu rm -rf / unter Unix:

  Get-PSDrive -p "FileSystem" | % { ls -Recurse $_.Root | rm –Force }

Dateiendungen

• .ps1 – Windows PowerShell Shellskript
• .ps1xml – Windows PowerShell Format- und Typdefinitionen
• .psc1 – Windows PowerShell Konsolendatei (exportierte Shell-Konfiguration)
• .psd1 – Windows PowerShell Datendatei
• .psm1 – Windows PowerShell Moduldatei

Software-Unterstützung

Unterstützt werden unter anderem folgende Systeme:

Software	Version	Cmdlets	Provider	Grafische Benutzeroberfläche
Microsoft Exchange Server	2007	ja (402)	ja	ja
Microsoft Exchange Server	2010	ja	ja	ja
Microsoft Windows Server	2008	ja	ja	nein
Microsoft Windows Server	2008 Core	nein	nein	nein
Microsoft Windows Server	Microsoft Windows Server 2008 R2	ja	nein	nein
Microsoft SQL Server	2008	ja	ja	nein
SharePoint	2010, 2013	ja	ja	nein
Microsoft System Center Operations Manager	2007	ja (74)	ja	nein
Microsoft System Center Virtual Machine Manager	2007	ja	ja	ja
Microsoft System Center Data Protection Manager	2007	ja	nein	nein
Microsoft Windows Compute Cluster Server	2007	ja	ja	nein
Microsoft Transporter Suite for Lotus Domino	08.02.0012	ja (47)	nein	nein
Microsoft PowerTools for Open XML	1.0	ja (33)	nein	nein
IBM WebSphere MQ	6.0.2.2	ja (44)	nein	nein
Quest Management Shell for Active Directory	1.1	ja (40)	nein	nein
Special Operations Software Specops Command	1.0	ja	nein	ja
VMware Infrastructure Toolkit	1.0 Update 1	ja (125)	nein	nein
Internet Information Services	7.0	ja (54)	ja	nein
Microsoft Windows 7 Troubleshooting Center	6.1	ja	nein	ja
Microsoft Deployment Toolkit	2010	ja	nein	nein
LOGINventory	5.x	ja	ja	ja
Citrix XenApp	seit v5.x	ja	ja	ja
Citrix XenDesktop	seit v5.x	ja	ja	ja

Literatur

Deutsch

• Ulrich Cuber: Windows PowerShell. Mitp-Verlag 2007, ISBN 978-3-8266-1673-0.
• Lee Holmes, Rolf Masuch: Windows PowerShell 3.0 kurz & gut. 3. Auflage. O’Reilly, 2013, ISBN 978-3-95561-055-5. 
• Peter Monadjemi: Windows PowerShell – Crashkurs. Microsoft Press Deutschland 2007, ISBN 978-3-86645-617-4.
• Andy Oakley: Schnelleinstieg in die Windows PowerShell. O’Reilly Verlag 2007, ISBN 978-3-89721-487-3.
• Bruce Payette: Windows PowerShell im Einsatz. Hanser Fachbuchverlag 2007, ISBN 978-3-446-41239-2.
• Holger Schwichtenberg: Windows PowerShell. Addison-Wesley 2007, ISBN 978-3-8273-2533-4.
• Holger Schwichtenberg: Windows Scripting. Automatisierte Systemadministration mit dem Windows Script Host und der Windows PowerShell. Addison-Wesley 2007, ISBN 978-3-8273-2423-8.
• Helma Spona: Windows PowerShell. Sprachgrundlagen, Dateisystem, Datenbankzugriffe, WMI-Steuerung. Galileo Press 2007, ISBN 978-3-89842-880-4.
• Tobias Weltner: Scripting mit Windows PowerShell – Einsteiger-Workshop. Microsoft Press Deutschland 2007, ISBN 978-3-86645-620-4.
• Tobias Weltner: PowerShell Scripting für Administratoren. Microsoft Press Deutschland 2008, ISBN 978-3-86645-635-8.

Englisch

• Jerry Lee Ford Jr.: Microsoft Windows Powershell Programming for the Absolute Beginner. Course Technology Ptr 2007, ISBN 1-59863-354-6.
• Lee Holmes: Windows PowerShell Quick Reference. O’Reilly 2006, ISBN 0-596-52813-2.
• Don Jones: An Introduction to Microsoft® PowerShell™. Realtimepublishers.com 2006.
• Don Jones, Jeffery Hicks: Windows PowerShell™: TFM®. SAPIEN Press 2006, ISBN 0-9776597-1-2.
• Tyson Kopczynski: Microsoft Powershell Unleashed. Sams Publishing 2007, ISBN 0-672-32953-0.
• Andy Oakley: Monad – Introducing the MSH Command Shell and Language. O’Reilly 2006, ISBN 0-596-10009-4.
• Bruce Payette: Windows PowerShell in Action. Manning Publications, ISBN 1-932394-90-7.
• Andrew Watt: Professional Windows PowerShell. Wrox Press 2007, ISBN 0-471-94693-1.
• Ed Wilson: Microsoft® Windows PowerShell™ Step By Step. Microsoft Press 2007, ISBN 0-7356-2395-3.
• Steve Seguis: Windows PowerShell 2 for Dummies, ISBN 978-0-470-37198-5
• Arul Kumaravel, Jon White, Michael Naixin Li, Scott Happell, Guohui Xie, Krishna C. Vutukuri: Professional Windows PowerShell Programming: Snapins, Cmdlets, Hosts and Providers (= Wrox Professional Series). 1. Auflage. John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-0-470-17393-0 (Standardwerk zur PowerShell-Entwicklung mit C#). 

Weblinks

• PowerShell 7.0 freigegeben: Eine Shell für (fast) alle und (fast) alles März 2020, heise online

Schnellreferenzen

• Windows PowerShell Quick Reference. In: Download Center. Microsoft, abgerufen am 6. August 2013 (englisch). 

Einführung

• Microsoft TechnNet: Skripterstellung mit Windows PowerShell – Microsofts Einstiegs-Seite zur Windows PowerShell
• Die Neuerungen von PowerShell 3.0 im Überblick
• Muschelzucht im Ausland – PowerShell-Artikel erschienen im Linux-Magazin 2006/12
• PowerShell für Exchange und Sharepoint – ADMIN-Magazin 01/2011

Blogs

• Weblog des PowerShell-Entwicklerteams (en) – Informationen und Neuigkeiten zur PowerShell aus erster Hand
• PowerShell Magazine. Abgerufen am 16. April 2014 (englisch). 

Cmdlets und Module

• PowerGUI. Abgerufen am 6. August 2013 (englisch, PowerShell Community und Anbieter eines kostenlosen Grafischen User Interfaces und Skripteditor für Microsoft Windows Powershell). 
• Windows PowerShell for Windows Server 2012 and Windows 8. In: TechNet. Microsoft, abgerufen am 6. August 2013 (englisch, PowerShell Module in Windows Server 2012 und Windows 8). 
• Script Center. In: TechNet. Microsoft, abgerufen am 6. August 2013 (englisch). 
• PowerShell scripts, modules and cmdlets for IT Admins. In: CodePlex. Abgerufen am 6. August 2013 (englisch). 
• Popular PowerShell Modules. In: TechNet. Microsoft, abgerufen am 6. August 2013 (englisch, Übersicht über häufig genutzte PowerShell Module). 
• Powershell für Exchange und Sharepoint. ADMIN-Magazin, abgerufen am 9. Januar 2015 (Modul zur Verwaltung von Office 365). 
• Office 365 mit der Powershell verwalten. ADMIN-Magazin, abgerufen am 9. Januar 2015 (Module für Exchange und Sharepoint). 

Portierungen

• Pash. In: Github. Abgerufen am 6. August 2013 (englisch, Mono-Portierung von PowerShell). 

BDD und Unit Testing Frameworks

• Pester. In: Github. Abgerufen am 16. April 2014 (englisch). 
• PS Unit. In: CodePlex. Abgerufen am 16. April 2014 (englisch). 
• PsTest. Abgerufen am 16. April 2014 (englisch). 

Automation, Delegation & Management mit PowerShell Skripten

• ScriptRunner: Automation & Collaboration Plattform für PowerShell – ScriptRunner ermöglicht eine schnelle, einfache und sichere Automatisierung und Delegation von Skripten sowie das Erstellen, Verwalten und Überwachen von Skripten und Ausführungsrichtlinien.

Sonstiges

• Adam R Driscoll: PowerShell Tools for Visual Studio. In: Visual Studio Gallery. Microsoft, abgerufen am 12. April 2014 (englisch).