Копирование больших файлов по сети с помощью BITS и PowerShell

В локальных (да и глобальных) сетях файлы между системами обычно передаются с помощью протоколов SMB, FTP или HTTP. Проблема всех этих протоколов – сложности с докачкой больших файлов, которые могут усугубляться проблемами передачи данных по медленному или нестабильному каналу. При копировании файлов по этим протоколам обычно задействуется вся доступная пропускная способность канала связи между сервером и получателем, что может негативно сказаться на производительности сети и работе других приложения (не всегда возможно настроить корректные политики QoS на уровне сетевого оборудования). В этой статье мы рассмотрим возможность использования протокола BITS и командлетов PowerShell для копирования больших файлов через сеть по нестабильному или медленному каналу.

Протокол BITS

BITS или Background Intelligent Transfer service — (Фоновая интеллектуальная служба передачи) – это служба Windows, которая используется для передачи файлов между системами. С помощью протокола BITS можно передавать как скачивать, так и закачивать файлы. Именно по этому протоколу компьютеры скачивают файлы с серверов при выполнении автоматического обновлении Windows (в т.ч. при скачивании обновлений со WSUS сервера), при получении программ с SCCM точек распространения и т.д.

Преимущества протокола BITS:

• BITS — интеллектуальный протокол, который при работе способен регулировать используемую полосу канала связи, чтобы не оказывать влияния на другие сетевые приложения и сервисы. BITS может использовать только незанятую полосу пропускания канала и динамически изменять скорость передачи данных в процессе работы (если другие приложения увеличат нагрузку на сеть, BITS может уменьшить скорость передачи данных по сети);
• Загрузка файла может идти в фоновом режиме, незаметно для пользователя;
• Задание BITS в режиме докачки будет автоматически продолжено даже в случае обрыва канали связи между компьютером и клиентом, или после перезагрузки компьютера;
• В любой момент вы можете приостановить или возобновить загрузку по BITS без потери данных;
  На заметку. Возможность перезапуска процедуры копирования файлов по сети имеется также и в утилите robocopy.exe, позволяющей возобновить закачку файла в случае обрыва соединения.
• BITS позволяет управлять приоритетами задач загрузки;
• Передача файлов между компьютерами происходит по портам 80 (HTTP) или 443 (HTTPS), поэтому вам не придется открывать дополнительных портов на межсетевых экранах. Например, 445 порта, по которому идет копирование при использовании протокола SMB (не забудьте, что в старых версиях протокола SMB 1.0 много уязвимостей);
• На стороне получателя и сервера не обязательно требуется наличие развернутого IIS сервера.

Таким образом, BITS является оптимальным протоколом для передачи больших файлов по медленным и нестабильным сетям (спутниковый канал, GPRS соединение и т.д.).

BITS: требования к ОС и версии PowerShell

Протокол BITS впервые был представлен еще в Windows XP, для управления заданиями BITS в которой можно было использовать утилиту bitsadmin.exe. Утилита все еще поддерживается, однако считается устаревшей. Для управления заданиями BITS предпочтительно использовать специальные командлеты PowerShell.

Для работы по рассматриваемому сценарию нам потребуется ОС не ниже Windows Vista или Windows Server 2008, и PowerShell не ниже версии 2.0. Современные версии Windows 10 и Windows Server 2016 / 2012 R2 протокол BITS полностью поддерживают.

Поддержка BITS требуется как на стороне клиента, так и сервера.

Как скачать файл по протоколу BITS с помощью PowerShell

Предположим вы хотите скачать большой ISO файл, хранящийся на HTTP сервере IIS (_http://10.2.2.148/erd65_32.iso).

Предполагается, что к данному URL адресу разрешен анонимный доступ (в дальнейшем мы рассмотрим доступ к URL адресу с аутентификацией).

В первую очередь загрузите в сессию PowerShell модуль поддержки BITS:

Import-Module BitsTransfer

После загрузки модуля, вы можете вывести список всех доступных команд модуля BitsTransfer:

get-command *-BITS*

Как вы видите, доступно всего 8 командлетов:

• Add-BitsFile
• Complete-BitsTransfer
• Get-BitsTransfer
• Remove-BitsTransfer
• Resume-BitsTransfer
• Set-BitsTransfer
• Start-BitsTransfer
• Suspend-BitsTransfer

Синхронная передача файлов между компьютерами с помощью BITS

Командлет Start-BitsTransfer позволяет скачивать файлы по HTTP(s) (как и комадндет Invoke-WebRequest), так и из общих сетевых папок (по SMB). Чтобы скачать файл с указанного URL адреса по протоколу BITS и сохранить его в локальный каталог C:\Temp, воспользуйтесь командой:

Start-BitsTransfer –source  _http://10.2.2.148/erd65_32.iso -destination c:\temp

Сообщение This is a file transfer that uses the Background Intelligent Transfer service (BITS) говорит о том, что начато скачивание указанного файла по протоколу BITS.

В данном примере командлет выполняет загрузку файла в синхронном режиме. Закачка файла напоминает обычную процедуру копирования через проводник или с помощью PowerShell командлета Copy-Item. При это на экран выводится прогресс бар, отображающий статус выполнения закачки. При перезагрузке компьютера, закачка возобновлена не будет (вам заново скачивать весь файл).

Используем BITS для асинхронного копирования больших файлов по сети

Процесс загрузки файлов через BITS можно запустить и в асинхронном режиме, для этого к рассмотренной выше команде нужно добавить параметр –asynchronous. В этом режиме, если что-то случится в процессе загрузки файла (перезагрузка сервера, клиента, обрыв канала связи и пр.), задание автоматически продолжится после восстановления доступности источника и загрузка файла продолжится с момента прерывания связи.

Start-BitsTransfer -source _http://10.2.2.148/erd65_32.iso -destination c:\temp -asynchronous

Асинхронное задание BITS выполняется в фоновом режиме, а на экран не выводится процесс выполнения команды загрузки файла. Статус задания BITS можно получить из консоли PowerShell с помощью команды Get-BitsTransfer:

Get-BitsTransfer | fl

Команда возвращает статус передачи (в данном случае видно, что передача окончена -Transferred), информацию о количестве переданных байт, общем размере файла, времени создания и завершения задания BITS.

Вы можете просмотреть статус всех заданий BITS, запущенных на компьютере, в табличной форме:

Get-BitsTransfer | select DisplayName, BytesTotal, BytesTransferred, JobState | Format-Table -AutoSize

При использовании асинхронного режима передачи, в целевом каталоге создается временный файл с расширением TMP (по умолчанию скрыт в проводнике). Чтобы конвертировать его в исходный тип файла (который хранится на сервере-источнике), нужно выполнить команду Complete-BitsTransfer:

Get-BitsTransfer | Complete-BitsTransfer

Задание загрузки BITS после этого считается завершенным и пропадает из списка заданий.

Вы можете загрузить локальный файл в общую сетевую папку на удаленном сервере. Для этого используется следующая команда (для удобства можно указать имя задания копирования):

Start-BitsTransfer -Source C:\iso\w101809.iso -Destination \\ekt-fs1\iso -Asynchronous -DisplayName CopyISOtoEKT

Чтобы временно приостановить задание BITS, выполните:

Get-BitsTransfer -Name CopyISOtoEKT | Suspend-BitsTransfer

Для продолжения задания используется командлет Resume-BitsTransfer:

Get-BitsTransfer -Name CopyISOtoEKT | Resume-BitsTransfer -Asynchronous

Вы можете добавить в задание BITS дополнительные файлы с помощью командлета Add-BitsFile:

Get-BitsTransfer -Name CopyISOtoEKT | Add-BitsFile -Source C:\iso\w10msu\* -Destination \\ekt-fs1\iso -Asynchronous

Чтобы удалить все задания загрузки BITS на компьютере (в том числе запущенные другими пользователями), выполните команду:

Get-BitsTransfer -Allusers|Remove-BitsTransfer

Если сервер, на котором хранится файл, требует аутентификации пользователя, вы можете вызвать окно, в котором нужно указаны учетные данные для доступа к ресурсу:

Start-BitsTransfer -source _http://10.2.2.148/erd65_32.iso -destination c:\temp -asynchronous -Priority low -Authentication NTLM -Credential Get-Credential

Чтобы было удобнее отслеживать результаты выполнения задания BITS, можно воспользоваться простым скриптом, который отслеживает выполнение задания и раз в несколько секунд выводит процент выполнения загрузки на экран. По окончании загрузки файла, скрипт автоматически преобразует TMP файл в исходный формат:

Import-Module BitsTransfer
$job = Start-BitsTransfer -Source _http://10.2.2.148/erd65_32.iso -Destination c:\temp -Asynchronous
while( ($job.JobState.ToString() -eq 'Transferring') -or ($job.JobState.ToString() -eq 'Connecting') )
{
Write-host $Job.JobState.ToString()
$Pro = ($job.BytesTransferred / $job.BytesTotal) * 100
Write-Host $Pro “%”
Sleep 3
}
Complete-BitsTransfer -BitsJob $job

Копирование всего содержимого общей сетевой папки через BITS

Как мы уже говорили, для работы BITS не нужен Web сервер, это означает, что вы можем скопировать файлы непосредственно с других Windows-компьютеров или общих сетевых папок:

Start-BitsTransfer -Source \\msk-rep01\os\rhel-server-7.0-x86_64-dvd.iso -Destination c:\temp -Asynchronous

Командлеты модуля BitsTransfer не умеют рекурсивно копировать все файлы и папки из определённой директории, или файлы, которые используются другими программами. Чтобы из указанной сетевой папки скопировать все файлы с подкаталогами, воспользуемся такой функцией (можно предварительно проверить, существует ли целевой каталог и создать его):

Import-Module BitsTransfer
$Source="\\msk-rep01\os\"
$Destination="c:\tmp\"
if ( -Not (Test-Path $Destination))
{
$null = New-Item -Path $Destination -ItemType Directory
}
$folders = Get-ChildItem -Name -Path $source -Directory -Recurse
$job = Start-BitsTransfer -Source $Source\*.* -Destination $Destination -asynchronous -Priority low
while( ($job.JobState.ToString() -eq 'Transferring') -or ($job.JobState.ToString() -eq 'Connecting') )
{
Sleep 3
}
Complete-BitsTransfer -BitsJob $job
foreach ($i in $folders)
{
$exists = Test-Path $Destination\$i
if ($exists -eq $false) {New-Item $Destination\$i -ItemType Directory}
$job = Start-BitsTransfer -Source $Source\$i\*.* -Destination $Destination\$i -asynchronous -Priority low
while( ($job.JobState.ToString() -eq 'Transferring') -or ($job.JobState.ToString() -eq 'Connecting') )
{
Sleep 3
}
Complete-BitsTransfer -BitsJob $job
}


Загрузка файла на HTTP сервер с помощью PowerShell и BITS

С помощью BITS вы можете не только скачать файл с HTTP сервера, но и загрузить его на удаленный веб сервер. Для этого на стороне получателя должен быть установлен веб сервер IIS с установленным компонентом Bits Server Extension. В настройках виртуального каталога IIS в секции Bits Uploads нужно включить опцию «Allow clients to uploads files».

Если вы используете анонимную авторизацию, необходимо разрешить анонимным пользователям запись в каталог на уровне NTFS. Если загрузка файлов выполняется под авторизованными пользователями, им необходимо предоставить RW разрешения на папку загрузки.

Чтобы загрузить файл на HTTP сервер с помощью протокола BITS, выполните команду:

Start-bits –source c:\iso\win2016.iso -destination http://10.10.1.200/MEDVImages/win2016.iso  –Transfertype Upload

Таким образом, использование возможностей BITS представляет собой отличную альтернативу традиционному копированию файлов по сети по протоколу SMB. В отличии от последнего, задание копирования файлов BITS выполняется несмотря на разрывы связи и перезагрузки компьютеров, и не так загружает канал связи, не мешая работе других сетевых приложений и пользователей. Протокол BITS может быть оптимальным решением для передачи по WAN сети больших файлов ISO образов и файлов виртуальных машин (vmdk, vhdx).