小規模VDI環境を構築する Part4 DBとIISを使ってVMを自動構築

DBのテーブルにデータ追加（DBサーバー）

VMの構築と自動設定は前のパートで行いましたが、IPアドレス等はpowershellで手打ちしないとまだ構築できません。（まだ半自動ですね）

そのため、DBにあらかじめIPアドレスとVM名などを関連付けたテーブルを作成しておき、それを参照することで手打ちしなくてもVMの自動設定が完了するようにします

DB構築時に作成したテーブルにデータを追加していきます。
以下のように作成しました。

--IPはお好みで入れてください
INSERT INTO virtual_machines
([vm_name],[status],[ipaddr])
VALUES
('VDI1', 'Not created','192.168.0.10'),
('VDI2', 'Not created','192.168.0.11'),
('VDI3', 'Not created','192.168.0.12'),
('VDI4', 'Not created','192.168.0.13'),
('VDI5', 'Not created','192.168.0.14')

これで以下のようにデータが入りました。これでVM名やIPアドレスの自動登録が出来るようになりました。

NULLになっている残りのデータはどうするのかというと、VM作成時に追加します。
例えばCPU4コア、メモリ4GB、ドライブ50GBを「プラン1」とします。
プラン1用のVM作成APIを作成するので、それが実行されたときにcreated_at、hostname、CPU、メモリ、ストレージ、OSなどが構築時にDBにも追加されます。
もっと高スペックのVMには8コアメモリ8GBのプラン2を作成できるAPIを作成しておきます。
このようにプランごとにAPIを作成しておき、VM作成時にプランの内容がDBにデータ追加されるようにします。
これででDBでVMのスペックや状態などを素早く確認することができます。起動が遅いHyper-Vマネージャーでいちいち確認する必要もありません。
以下はVM作成後のDBの例

IISでAPIの作成（APIサーバー）

IISでAPIを作成してIIS構築時に作ったAPI用サイトに設置していきます。

APIに関しては以前記事を書いているのでこちらをご覧ください。
続きを合わせて3つの記事があるので記事を基にしてAPI作成とIISに配置が完了したものとします。
後述のVM構築API作成でこの記事の内容を基にするところがあります。

風呂とIT

2023.02.15

ASP.NET Core Web APIでPowershellを実行する

https://blog.fro-it.com/asp-net-api-powershell-part1

この前C#でPowershellを動かせたので、ASP.NET Core Web APIでPowershellを動かしてみたという記事ですASP.NETやC#関連の記事はカテゴリにまとめておりますのでご覧ください実際に作ってみよう事前準備Visual Studioを起動して新規プロジェクトの作成画面から、ASP.NET Core Web APIを選択しますここはお好みでここでは.NET6.0にしていますが、7.0を推奨します（後述のnugetパッケージのバージョンに注意）動作テストとnugetパッケージの追加初期画面ですね、早速上にある再生ボタンみたいなボタンを押してみます。実行されてAPIのテス...

VM構築スクリプトをサーバーに配置（ホストサーバー）

APIサーバーからVM名をIPアドレスを受け取ってそれを基にVMを作成してネットワーク設定・AD参加などを行うスクリプトです。
APIからの実行のみに対応しています。前のパートで作成した自動構築スクリプトをAPI用に改良しましたので長いですがどうぞ、、
（前のパートのスクリプトをまとめてAPI実行に対応したものです）

Function Set-VMIPConfig
([String]$VMName,
[String]$NIC,
[String]$IPAddress = @(),
[String]$Subnet = @(),
[String]$Gateway = @(),
[String]$DNS = @()) {
[CmdletBinding()]
$ManagementService = Get-WmiObject -Namespace root\virtualization\v2 -Class Msvm_VirtualSystemManagementService
$ComputerSystem = Get-WmiObject -Namespace root\virtualization\v2 -Class Msvm_ComputerSystem -Filter "ElementName = '$VMName'"
$SettingData = $ComputerSystem.GetRelated("Msvm_VirtualSystemSettingData")
$NetworkAdapters = $SettingData.GetRelated('Msvm_SyntheticEthernetPortSettingData') | Where-Object { $_.ElementName -eq "$NIC" }
$TargetNetworkAdapter = (Get-VMNetworkAdapter $VMName)[0]
$NetworkSettings = @()
ForEach ($NetworkAdapter in $NetworkAdapters) {
If ($NetworkAdapter.Address -eq $TargetNetworkAdapter.MacAddress) {
$NetworkSettings = $NetworkSettings + $NetworkAdapter.GetRelated("Msvm_GuestNetworkAdapterConfiguration")
}
}
$NetworkSettings[0].DHCPEnabled = $False
$NetworkSettings[0].IPAddresses = $IPAddress
$NetworkSettings[0].Subnets = $Subnet
$NetworkSettings[0].DefaultGateways = $Gateway
$NetworkSettings[0].DNSServers = $DNS
$NetworkSettings[0].ProtocolIFType = 4096
$ManagementService.SetGuestNetworkAdapterConfiguration($ComputerSystem.Path, $NetworkSettings.GetText(1)) | Out-Null
}
function Join-AD {
[CmdletBinding()]
param(
[String]$VMName
)
#パスワードはunattend.xmlで設定したものです。
$Password = ConvertTo-SecureString -AsPlainText 'VMパスワード' -Force
$Credential = New-Object -TypeName System.Management.Automation.PSCredential -ArgumentList 'Administrator', $Password
$Command = @'
$Domain = "hypervdi.win"
#ドメイン管理者のアカウント
$DomainAdmin = "Administrator@hypervdi.win"
#ドメイン管理者のパスワード
$Password = ConvertTo-SecureString "パスワード" -AsPlainText -Force
$Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential($DomainAdmin, $Password)
Add-Computer -DomainName $Domain -Credential $Credential
Restart-Computer -Force
'@
$ScriptBlock = [ScriptBlock]::Create($Command)
Invoke-Command -VMName $VMName -Credential $Credential -ScriptBlock $ScriptBlock
}
Function DeployPlan1VM {
[CmdletBinding()]
param(
[Parameter(Mandatory = $true)]$VMName,
[Parameter(Mandatory = $true)]$IPaddress
)
$RAM = 4GB
$CPUCore = 4
#大きなネットワークになる場合はここもDBから取ってくるようにします
$Subnet = "255.255.255.0"
$Gateway = "192.168.10.1"
$DNS = "8.8.8.8"
#前のパートで作成した差分ディスクのパスを入れます
$VHD = New-VHD -Path  "D:\Hyper-V\$VMName\$VMName.vhdx" -Differencing -ParentPath "D:\Hyper-V\差分ディスクのパス" -ErrorAction Stop
New-VM -Name $VMName -Generation 2 -MemoryStartupByte $RAM -VHDPath $VHD.Path -Path "D:\Hyper-V\$VMName" -SwitchName VirtualSwitch
Set-VM -Name $VMName -ProcessorCount $CPUCore -ErrorAction Stop
#VLAN設定が必要な場合
#Set-VMNetworkAdapterVlan -VMName $VMName -Access -VlanId **
Set-VMIPConfig -VMName $VMName -NIC "ネットワーク アダプター" -IPAddress $IPaddress -Subnet $Subnet -Gateway $Gateway -DNS $DNS
Start-VM -Name $VMName
Start-Sleep 60
#パスワードはunattend.xmlで設定したものです。
$Password = ConvertTo-SecureString -AsPlainText 'VMパスワード' -Force
$Credential = New-Object -TypeName System.Management.Automation.PSCredential -ArgumentList 'Administrator', $Password
#New-PSSessionでVMに接続
$pss = New-PSSession -VMName $VMName -Credential $Credential
while ($true) {
Start-Sleep 10
#接続できていない場合は再度試みる
$SessionState = (Get-PSSession -VMName $VMName).State
if ($SessionState -eq "Opened") {
break
}
else {
Get-PSSession | Remove-PSSession
$pss = New-PSSession -VMName $VMName -Credential $Credential
}
}
#RDP接続許可
$Command = @'
Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Terminal Server" -Name "fDenyTSConnections" -Value "0"
Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Terminal Server\WinStations\RDP-Tcp" -Name UserAuthentication -Value "0"
'@
$ScriptBlock = [ScriptBlock]::Create($Command)
Invoke-Command -Session $pss -ScriptBlock $ScriptBlock
Remove-PSSession $pss
#AD参加
Join-AD -VMName $VMName
}
}

差分イメージからVMを作成し、ネットワーク設定とAD設定までやってくれるので、RDPしてVMを利用することが出来ます。

これをIISで実行出来るようにPowerShellモジュールにします。これはHyper-Vが動いている物理サーバーに設置します。
名前をつけて保存でpsm1ファイルにして、”C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules\hypervdi\hypervdi.psm1″というパスになるように保存します。

これでPowerShellモジュールにすることができました。Powershellを開いてみてDeployPlanと打ってTabを押すとDeployPlan1VMと補完されます。

Set-Item WSMan:\localhost\Client\TrustedHosts -Value APIサーバーのIP

VM構築API作成（APIサーバー）

VM構築APIの仕組みは簡単です。まずDBからまだ未作成のVM名とIPアドレスを取得して、物理サーバーにDeployPlan1VMコマンドをInvoke-Commandで送信するだけの関数を作成し、それをAPIから実行させます。

Function Invoke-SQLQuery{
param (
[Parameter(Mandatory = $true)][String] $SQLQuery
)
$ConnectionString = New-Object -TypeName System.Data.SqlClient.SqlConnectionStringBuilder
#サーバー
$ConnectionString['Data Source']         = "DBserver"
#データベース
$ConnectionString['Initial Catalog']     = "hypervdi"
#Windows認証
$ConnectionString['Integrated Security'] = $true
$resultsDataTable = New-Object System.Data.DataTable
$SqlConnection = New-Object System.Data.SQLClient.SQLConnection($ConnectionString)
$SqlCommand = New-Object System.Data.SQLClient.SQLCommand($SQLQuery, $SqlConnection)
# データベース接続
$SqlConnection.Open()
#クエリ実行
$resultsDataTable.Load($SqlCommand.ExecuteReader())
$SqlConnection.Close()
# 画面表示
return $resultsDataTable
}
Function Invoke-DeployPlan1VM {
#ドメイン管理者のアカウント
$DomainAdmin = "Administrator@hypervdi.win"
#ドメイン管理者のパスワード
$Password = ConvertTo-SecureString "ADパスワード" -AsPlainText -Force
$Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential($DomainAdmin, $Password)
$SQLQuery = "SELECT TOP (1) * FROM [hypervdi].[dbo].[virtual_machines] where status = 'Not Created'"
$SQLdata = Invoke-SQLQuery -SQLQuery $SQLQuery
$VMName = $SQLdata.vm_name
$IPaddress = $SQLdata.ipaddr
#複数ホストになった場合はDB等で管理して取得する
$HostName = "windows-server1"
$result = Invoke-Command -ComputerName $HostName -Credential $Credential -ScriptBlock {param($VMName,$IPaddress) DeployPlan1VM -VMName $VMName -IPaddress $IPaddress} -ArgumentList $VMName,$IPaddress
if($result){
####VMの情報をDBに送信
$TimeStamp = Get-Date
$SQLQuery = "UPDATE virtual_machines SET created_at = '$TimeStamp', status = 'Run', hostname = '$HostName', vcpu_core = 4, vcpu_resource = 100, ram = 4, storage = 50, os = '2019' where vm_name = '$VMName'"
$SQLdata = Invoke-SQLQuery -SQLQuery $SQLQuery
}
}

"C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules\hypervdiapi\hypervdiapi.psm1"

// Use Custom Powershell Module in C#
using System;
using System.Diagnostics;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Management.Automation;
using System.Management.Automation.Runspaces;
namespace hypervdiAPI.Controllers //ここはプロジェクト名.controllerです
{
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class ValuesController : ControllerBase
{
//GET Plan1VMを作成
[HttpGet]
[Route("Invoke-DeployPlan1VM")]
public void DeployPlan1VM()
{
var initialState = InitialSessionState.CreateDefault2();
initialState.ExecutionPolicy = Microsoft.PowerShell.ExecutionPolicy.Unrestricted;
initialState.ImportPSModulesFromPath(@"C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules\hypervdiapi");
Runspace runspace = RunspaceFactory.CreateRunspace(initialState);
runspace.Open();
using var ps = PowerShell.Create(initialState);
ps.Runspace = runspace;
var results = ps.AddCommand("Invoke-DeployPlan1VM").Invoke();
}
}
}

 <InvariantGlobalization>true</InvariantGlobalization>

まとめ

今回はDBとIISを利用してVMの自動構築APIを作成しました。
ここまでできれば、あとはフロントを作成してボタンなんかをクリックすればAPIが叩かれてVM作成したり、VMの起動や停止も行えたり、スペックアップ等も全部APIで行うことが出来ます。
これを書いているときにWSUSの登録が漏れていたことに気づきました、、、まあADのグループポリシーでWSUSの設定をしていればあとはVMの中でWindows Updateを実行してあげるだけでWSUSに登録できると思います、、、

とりあえずVDI環境のインフラ部分はほぼ完成しました。これで小規模VDI環境はお手の物ですね！！いろいろカスタムして最強のVDI環境を作ってくださいませ
また追記とかおまけがあれば書きます、、、