40、Windows PowerShell与Hyper-V的配置与管理

最新推荐文章于 2025-09-30 10:47:32 发布

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分类专栏：掌控Windows Server 2022 文章标签： PowerShell DSC Hyper-V 虚拟化

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Windows PowerShell与Hyper-V的配置与管理

一、PowerShell Desired State Configuration（DSC）

1. 查看LCM设置

若要查看系统上的本地配置管理器（LCM）设置，可运行以下命令：

Get-DscLocalConfigurationManager

此命令将显示LCM的当前设置。

2. 创建PowerShell DSC脚本

DSC脚本以 configuration 关键字开头，告知PowerShell这是一个DSC文件。接着需导入 PSDesiredConfiguration 模块，以加载脚本中可能需要的自定义资源。 Node 用于指定要运行DSC的系统。以下是一个示例脚本：

Configuration MyAwesomeWebsite {
    Import-DscResource -ModuleName PsDesiredStateConfiguration
    Node 'localhost' {
        WindowsFeature WebServer {
            Ensure = "Present"
            Name = "Web-Server"
        }
        File WebsiteGoodies {
            Ensure = 'Present'
            SourcePath = 'c:\PStemp\index.html'
            DestinationPath = 'c:\inetpub\wwwroot'
        }
    }
}
MyAwesomeWebsite

该脚本确保Internet Information Services（IIS）已安装，并将网站文件从指定源复制到目标位置。在大多数生产环境中，可能需要针对多个主机进行配置，可将 Node 定义修改为：

Node @('localhost','Server2') {

3. 应用PowerShell DSC脚本

编译为MOF文件 ：
1. 打开PowerShell窗口（右键单击“开始”菜单，选择“Windows PowerShell管理员”）。
2. 导航到新PS1文件存储的目录。
3. 运行命令：

. .\AwesomeWebsite.ps1

运行该命令将生成Managed Object Format（MOF）文件，MOF文件的名称取自资源块中提供的名称。

应用新配置 ：
运行以下命令应用MOF文件中的配置：

Start-DscConfiguration .\MyAwesomeWebsite

运行此命令后，可看到配置状态为“Running”。

4. 推送和拉取模式

推送模式 ：
在推送模式下，配置被推送到目标系统，是一种单向关系。可使用 Start-DscConfiguration cmdlet，并通过 -ComputerName 参数指定目标系统。可通过计划任务在脚本服务器上实现自动化。推送模式有三种配置模式可选：
- ApplyOnly ：仅应用一次配置，之后不再执行其他操作。
- ApplyandMonitor ：应用配置并将任何差异写入日志，这是默认值。
- ApplyandAutoCorrect ：应用配置，将差异写入日志，然后再次应用当前配置。
  若更改了配置脚本，需要重新生成MOF文件，并停止和重启托管DSC引擎的进程：

$ProcessID = Get-WmiObject msft_providers | Where-Object {$_.provider -like 'dsccore'} | Select-Object -ExpandProperty HostProcessIdentifier
Get-Process -Id $ProcessID | Stop-Process

之后再次运行 Start-DscConfiguration 即可使用最新版本的配置脚本。

拉取模式 ：
拉取模式的设置更为复杂，需要设置一个拉取服务器，该服务器将托管DSC服务并包含客户端将拉取的所有配置和资源脚本。设置步骤如下：
- 设置拉取服务器 ：
  1. 安装 xPSDesiredStateConfiguration 模块：

Install-Module -Name xPSDesiredStateConfiguration

    2. 运行从Microsoft的DSC拉取页面获取的脚本进行配置。
- **在系统上配置DSC以使用拉取服务器**：

Configuration ConfigurationForPull
{
     LocalConfigurationManager
     {
       ConfigurationID = "registration_key_from_server_setup_script";
       RefreshMode = "PULL";
       DownloadManagerName = "WebDownloadManager";
       RebootNodeIfNeeded = $true;
       RefreshFrequencyMins = 30;
       ConfigurationModeFrequencyMins = 60;
       ConfigurationMode = "ApplyAndAutoCorrect";
       DownloadManagerCustomData = @{ServerUrl = "http://PullServer:8080/PSDSCPullServer/PSDSCPullServer.svc"; AllowUnsecureConnection = "TRUE"}
     }
}
ConfigurationForPull -Output "."

保存脚本并运行，然后使用 Start-DscConfiguration cmdlet应用配置。

二、Hyper-V的安装与配置

1. 虚拟化简介

虚拟化技术使IT专业人员能够更好地利用已购买的资源，并推动了云计算服务的发展。在过去，每个组织都使用物理服务器，通常一台服务器专用于一个应用程序，这往往导致资源浪费。而虚拟化允许组织购买更大、更强大的服务器来运行一个或多个虚拟机（VM），从而节省电力和冷却成本，并缩短上市时间。

2. Type 1和Type 2 Hypervisors

Type 1 Hypervisors（裸金属虚拟机管理程序） ：
这类虚拟机管理程序的软件可直接在主机系统的硬件上运行，提供最佳的性能和安全性，但有些设置较为复杂。常见的Type 1 Hypervisors包括：
- Microsoft Hyper-V
- VMware ESXi
- Oracle VM Server
- KVM
- Citrix XenServer
Type 2 Hypervisors（托管虚拟机管理程序） ：
需要操作系统才能安装和运行，通常更容易安装和配置，但安全性和性能不如Type 1 Hypervisors，因为它们无法直接访问主机系统的硬件。常见的Type 2 Hypervisors包括：
- Oracle VirtualBox
- VMware Workstation
- VMware Fusion

3. 安装和配置Hyper-V

安装Hyper-V ：
在Windows Server 2022上安装Hyper-V是一个角色安装过程。以下是安装步骤：
1. 从服务器管理器中选择“管理” -> “添加角色和功能”。
2. 在“开始之前”屏幕上，点击“下一步”。
3. 在“选择安装类型”屏幕上，点击“下一步”。
4. 在“选择目标服务器”屏幕上，点击“下一步”。
5. 在“选择服务器角色”屏幕上，选择“Hyper-V”。
6. 在弹出的对话框中点击“添加功能”，然后点击“下一步”。
7. 在“选择功能”屏幕上，点击“下一步”。
8. 在第一个“Hyper-V”屏幕上，点击“下一步”。
9. 在“创建虚拟交换机”屏幕上，选择要用于虚拟交换机的网络适配器。
10. 点击“下一步”。
11. 在“虚拟机迁移”屏幕上，选中“允许此服务器发送和接收此服务器上虚拟机的实时迁移”复选框，并选择“使用凭据安全支持提供程序”单选按钮。
12. 点击“下一步”。
13. 在“默认存储”屏幕上，保持默认位置并点击“下一步”。
14. 在“确认安装选择”屏幕上，选中“如果需要，自动重新启动目标服务器”复选框。
15. 在确认重启的对话框中点击“是”。
16. 点击“安装”。
配置Hyper-V ：
安装完成后，可通过服务器管理器的“工具” -> “Hyper-V管理器”访问Hyper-V控制台。右键单击主机，选择“Hyper-V设置”开始配置。以下是一些主要的配置选项：
- 虚拟硬盘和虚拟机 ：可更改用于VM的虚拟硬盘的存储位置以及VM配置文件的位置。
- NUMA Spanning ：允许主机作为非统一内存访问（NUMA）节点，使VM能够使用来自其他配置为NUMA节点的服务器的资源，但可能影响性能，不建议在生产环境中使用。
- Live Migrations ：可指定同时进行的实时迁移数量，更改迁移的身份验证方式（如从CredSSP更改为Kerberos），并选择性能选项（如TCP/IP、Compression或SMB）。
- Storage Migrations ：可移动VM存储而不影响虚拟机的运行，可设置同时进行的存储迁移数量。
- Enhanced Session Mode Policy ：允许通过远程桌面协议（RDP）连接到VM，可传递本地设备，提供共享剪贴板功能，默认情况下在Windows Server 2022上禁用，需要手动启用。
- Replication Configuration ：可将Hyper-V主机配置为Hyper-V Replica，指定复制流量是否加密，以及是否允许来自任何可认证服务器的复制。
- Keyboard ：可指定键组合（如Alt + Tab）的应用范围。
- Mouse Release Key ：若未安装VM驱动程序，可设置释放鼠标的键组合，建议安装VM驱动程序。

Windows PowerShell与Hyper-V的配置与管理

三、Hyper-V配置选项详细分析

1. 核心配置选项概述

Hyper-V安装完成后，有多个重要的配置选项可对其进行精细调整，以满足不同的使用场景和需求。下面将详细分析这些配置选项及其影响。

配置选项	功能描述	适用场景
虚拟硬盘和虚拟机	更改虚拟硬盘和虚拟机配置文件的存储位置	需要调整存储布局或优化存储性能时
NUMA Spanning	允许主机作为NUMA节点，VM可使用其他NUMA节点资源	实验室或开发环境，需要突破单主机资源限制时
Live Migrations	实现虚拟机的实时迁移，可设置迁移数量、认证方式和性能选项	需要在不同主机间无中断迁移虚拟机时
Storage Migrations	在不中断虚拟机运行的情况下迁移存储，可设置迁移数量	更换存储阵列或进行存储维护时
Enhanced Session Mode Policy	通过RDP连接VM，传递本地设备和共享剪贴板	需要在VM和物理机之间共享设备和数据时
Replication Configuration	将主机配置为Hyper-V Replica，可设置复制流量加密和允许复制的服务器范围	提高虚拟机的可用性和灾难恢复能力时
Keyboard	指定键组合的应用范围	根据使用习惯调整操作体验时
Mouse Release Key	设置释放鼠标的键组合（未安装VM驱动时）	未安装VM驱动且需要在VM内外切换鼠标使用时

2. 关键配置选项操作流程

以下是几个关键配置选项的操作流程：

Live Migrations配置流程

graph LR
    A[打开Hyper-V管理器] --> B[右键单击主机选择Hyper-V设置]
    B --> C[选择Live Migrations]
    C --> D[设置同时迁移数量]
    D --> E[选择认证方式（如Kerberos）]
    E --> F[选择性能选项（如Compression）]

操作步骤：
1. 打开Hyper-V管理器，右键单击主机，选择“Hyper-V设置”。
2. 在设置窗口中找到“Live Migrations”选项。
3. 在“允许同时进行的实时迁移数量”中设置合适的数值。
4. 点击“更改”按钮，选择认证方式，如从默认的CredSSP更改为Kerberos。
5. 在“性能选项”中选择合适的选项，如“Compression”以优化迁移性能。

Enhanced Session Mode Policy配置流程

graph LR
    A[打开Hyper-V管理器] --> B[右键单击主机选择Hyper-V设置]
    B --> C[选择Enhanced Session Mode Policy]
    C --> D[启用该策略]

操作步骤：
1. 打开Hyper-V管理器，右键单击主机，选择“Hyper-V设置”。
2. 在设置窗口中找到“Enhanced Session Mode Policy”选项。
3. 勾选“启用增强会话模式”以启用该策略。

四、PowerShell DSC与Hyper-V的综合应用

1. 利用DSC自动化Hyper-V配置

可以结合PowerShell DSC来自动化Hyper-V的配置过程。例如，使用DSC脚本确保Hyper-V主机的某些配置选项始终处于所需状态。以下是一个简单的DSC脚本示例，用于确保Hyper-V的Live Migrations功能已启用并设置为允许同时进行3次迁移：

Configuration HyperVLiveMigrationConfig {
    Import-DscResource -ModuleName PsDesiredStateConfiguration

    Node 'localhost' {
        Script EnableLiveMigrations {
            SetScript = {
                $hypervSettings = Get-VMHost
                $hypervSettings.MaximumConcurrentMigrations = 3
                $hypervSettings.EnableLiveMigration = $true
                Set-VMHost -VMHost $hypervSettings
            }
            TestScript = {
                $hypervSettings = Get-VMHost
                return ($hypervSettings.MaximumConcurrentMigrations -eq 3 -and $hypervSettings.EnableLiveMigration -eq $true)
            }
            GetScript = {
                $hypervSettings = Get-VMHost
                return @{
                    MaximumConcurrentMigrations = $hypervSettings.MaximumConcurrentMigrations
                    EnableLiveMigration = $hypervSettings.EnableLiveMigration
                }
            }
        }
    }
}

HyperVLiveMigrationConfig

操作步骤：
1. 将上述脚本保存为一个PS1文件，例如 HyperVLiveMigrationConfig.ps1 。
2. 打开PowerShell窗口（以管理员身份运行）。
3. 导航到保存脚本的目录。
4. 运行脚本以生成MOF文件：

. .\HyperVLiveMigrationConfig.ps1

应用生成的MOF文件中的配置：

Start-DscConfiguration .\HyperVLiveMigrationConfig

2. 综合应用的优势

通过将PowerShell DSC与Hyper-V结合使用，可以实现以下优势：
- 自动化配置 ：减少手动配置的工作量，提高配置的准确性和一致性。
- 持续合规性 ：确保Hyper-V主机的配置始终符合组织的安全和性能要求。
- 快速部署 ：在新的Hyper-V主机上快速应用预定义的配置，加速部署过程。

五、总结与建议

1. 总结

本文详细介绍了PowerShell Desired State Configuration（DSC）和Hyper-V的相关知识。在DSC方面，涵盖了查看LCM设置、创建DSC脚本、应用脚本以及推送和拉取模式的使用。在Hyper-V方面，介绍了虚拟化的基本概念、Type 1和Type 2 Hypervisors的区别，以及Hyper-V的安装和配置过程，包括多个重要的配置选项。

2. 建议

对于DSC ：
- 在使用推送模式时，根据实际需求选择合适的配置模式，如需要持续监控和自动纠正配置差异，可选择“ApplyandAutoCorrect”模式。
- 在更改DSC配置脚本后，务必重新生成MOF文件并重启DSC引擎进程，以确保使用最新的配置。
对于Hyper-V ：
- 在生产环境中谨慎使用NUMA Spanning，因为可能会影响性能。
- 启用Enhanced Session Mode Policy可提高与VM的交互体验，但要注意安全风险。
- 在进行实时迁移和存储迁移时，合理设置迁移数量，避免对系统性能造成过大影响。

通过合理运用PowerShell DSC和Hyper-V的功能，可以提高系统的管理效率、资源利用率和可靠性，为企业的IT基础设施提供更强大的支持。