大业十年底，大隋废总管府，在西域设西域都护府，黄明辽成为大隋在西域的第一任都护。
都护府的权利比较笼统，但相较于总管府，肯定是更加广大。总管府主要管军，军事目的更为重要。而都护府的职责是“抚慰诸藩，辑宁外寇”，凡对周边民族之“抚慰、征讨、叙功、罚过事宜”，皆其所统，主要目的是理藩。
西州总管府改西域都护府，使得黄明辽可以更加名正言顺地管理西域各属国了。
于是黄明辽继续经营伊吾、北庭、交河三郡，以为西域都护府的腹心之地。伊吾已经经营十多年；交河之地虽新附，但以汉人居多；而北庭更是西域都护府的驻地。三郡有汉民八万户，占据了整个西域汉民的七成。
三郡之中，黄明辽兼任伊吾郡太守，李节兼任北庭郡太守。考虑到三郡下属只有十三个县，虽然面积广大，但实际上只是一个郡的体量。设置三个郡，既不方便管理，又多置机构，还使得都护府下的机构有些臃肿。
而且更重要的是，西域极其缺乏文官。西域之地缺乏纯文官生存的土壤，很多行政官员都是由军官改任的。黄明辽新置西域五镇，调走了大批文官，使得三郡文官更少，不少人都是一人兼着好几个职务，极不稳妥。
于是黄明辽与李节商议，暂时搁置三郡，由都护府直接管理下属各县。同时三郡的官府也皆裁撤，官员分配到各紧要之地。
而且最重要的是，由都护府直辖这十三县，就能保证这八万户汉民始终控制住都护府的手中，不至于生出旁的事情。
李节听了，也觉得有道理。整个西域的汉民、粮食、府库、工坊、马场多集中在这里，都护府牢牢控制住三郡直到，就相当于控制了西域诸军的命脉。
于是都护府下令裁撤三郡的郡府，由都护府直接管辖三郡之中的十一个县的民政和军事。
被伊吾郡代管的且末、鄯善二县，与三郡隔着大沙海和莫贺延碛，从轮台前往二县，必须要绕道焉耆或者是敦煌，来往相当不便，于是将二县交给敦煌郡代管。并在蒲昌海（今新疆罗布泊）重设海头县，以为西域南线之屏障。
黄明辽又整合三郡兵马，分设四军，每军约四千五百人，都护府直辖，由尉迟恭、暴固、慕容正言、史大奈四人分领，加上三郡下辖的各镇、戍、堡，共领兵三万两千余人。
当然，这也只是定额，缺员有上万之数。
不过四军的设立使得都护府随时可以调集一支成编制的集团军队，可应对西域出现的大部分挑战。
三郡暂时废除之后，天山以北只剩下了双河郡。黄明辽又命蒙跃总揽西北面军事，定兵额六千。
此时的西域，经过黄明辽的改制，形成了一个南北并进的双头鹫模式，类似于唐朝北庭、安西二都护府分治的场面。
短时间内，没有中央政府的全力支持，西域都护府没有能力继续西拓。但通过稳定的政治结构和强大的军事实力，也能保证整个天山南北局势的稳定。
······
冬去春来，到了大业十一年，黄明辽一直处于紧张之中。
去年冬天的勃达岭之战，西突厥因为各种原因，不得不与大隋签订了不平等的条约，放弃了对天山以南的管辖权。虽然黄明辽也依约送西突厥的使节前往东都求亲，但射匮可汗是个自负的人，吃了这么大的亏，如何不从其它地方找回场子。
黄明辽除了命黄明诚加紧防御，甚至命达奚葛随时准备进入伊列河谷，抄西突厥的后路。
但出乎黄明辽的意料，射匮可汗保持的相当平静。无论是蒙跃在双河一带的开拓，还是秦琼兵进疏勒、高震兵进于阗，射匮可汗都保持了相当的克制。虽然西突厥也派遣的小规模的军队阻拦，但并未发生大规模的交战。
刚开始黄明辽还纳闷射匮可汗怎么转性了，变得如此温顺，后来才从河中传来情报，之前兵败南逃吐火罗的阿史那匐职、阿史那悉密多兄弟又从吐火罗杀了回来。
当初河中之乱为射匮可汗平定，阿史那匐职兄弟二人率残部逃往了吐火罗，又转道前往呼罗珊。在这里，二人得到了萨珊波斯国王库思老二世的支持。
西突厥与萨珊波斯的战争可以延伸到库思老二世祖父库思老一世与射匮可汗的曾祖父室点密时期。双方合作击败了中亚的霸主嚈哒，然后又因为分赃不均发生战争。不国因为西突厥强大的骑兵战力，萨珊波斯是胜少败多。幸好之后达头可汗前往草原，并再也没有返回，西突厥陷入内乱，萨珊波斯的东方才喘了口气。
此时西突厥叛逆前来，库思老二世大喜，本着让西突厥内乱的心思，立刻资助了二人大批物资，还给予二人五千士兵作为反攻河中的资本。
阿史那悉密多又有了翻身的资本，于是率军杀回河中，并在那色波（今乌兹别克斯坦卡尔希）击败了西突厥在河中的留守部队。
阿史那匐职兄弟二人再次在河中掀起反抗射匮可汗的浪潮。
有着萨珊波斯的背后资助，此次叛乱迅速扩大。而与此同时，黄明辽也命黄明诚遣使前往河中，商议与阿史那匐职结盟，毕竟敌人的敌人，就是朋友。甚至黄明辽还准备和萨珊波斯、阿史那匐职以及昭武诸国结成对抗西突厥的联盟，就如当年西突厥对付嚈哒一样，联合对方所有的敌人，不断地给对方放血。哪怕西突厥是头猛兽，也会因为连续失血而倒下。
隋军在双方的开拓已经威胁到西突厥的草原腹地，射匮可汗本准备出兵双河，给隋军一个教训，同时从北面威胁西域都护府的腹地，但河中的叛乱打乱了他的计划。阿史那匐职兄弟汲取上次造反失败的教训，不断地发动各部反叛，同时又不与射匮可汗的主力决战。射匮可汗疲于应付，根本无力压制这场声势浩大的叛乱。
整个西突厥彻底乱了。