「Enhanced Write Filter使用時の注意点」

私はソフテックへ入社して2年の社員で、主にWindowsアプリケーションの開発に携わっています。ある案件でWindows Embedded Standard 7で動作するアプリケーションを開発する機会がありました。
今回のソフテックだよりでは、Windows Embeddedの機能の1つであるEnhanced Write Filterについてご紹介させていただきます。

Windows Embeddedは組み込み機器を対象にしたOSで、私が携わった案件ではPLCとPCの通信を中継するアプリケーションを起動する環境として使用しました。突然の停電やオペレーションミスによるHDDやSSDなどのストレージへのファイル書き込み中の電源断によって、ファイルが破損したり、OSが起動しなくなると困るため、突発的な電源断への対策が必要になります。この問題への対策として、Windows EmbeddedにはEnhanced Write Filter（EWF）という機能が提供されています。
EWFは、保護するように指定したドライブに対して書き込みが発生した場合に、RAMや別のドライブに書き込み先を変更するリダイレクトをすることにより、指定したドライブへの物理的な書き込みを抑止する機能です。物理的な書き込みが発生しないため、強制的な電源断にも対応することができます。保護ドライブに対して、物理的に書き込む必要がある場合は、コミット処理というメモリや別ドライブに書き込んだデータを反映する処理を実行する必要があります。
また、その他にも以下の様なメリットがあります。

（1）

CompactFlashやSSDなどの書き込み回数に制限があるメディアを使用する場合に、物理的な書き込みの抑止によりメディアの寿命が伸びる。

（2）

書き込みをリダイレクトするため、CD-ROMやフラッシュなどの読み取り専用メディアからOSを起動することができる。

図1. EWFの構造

EWFはEWFオーバーレイとEWFボリュームの2つの要素で構成されています。

3.1 EWFオーバーレイ

3.2 EWFボリューム

EWFには、上記のEWFオーバーレイとEWFボリュームの2つの要素の配置について、3つの異なるモードが有ります。

4.1 Diskモード

4.2 RAMモード

4.3 RAM Regモード

私が携わった案件では、使用するPCのストレージがSSDで容量も少なかったため、EWFはRAMモードで使用していました。このため、保護ドライブに対する書き込みはRAMにリダイレクトされており、長期稼動時にWindowsのイベントログの書き込みなどにより、メモリの使用量が増加してしまいました。
上記問題に対して、PCのメモリ使用量削減のため、Microsoft Developer Network(MSDN)(※1)で紹介されていた情報などを元に、下記の対策を行いました。

5.1 イベントログ等の出力先の変更

5.2 ディスク最適化の無効化

5.3 前回アクセス時のタイムスタンプの無効化

5.4 プリフェッチの無効化

5.5 システムの復元の無効化

今回はEWFの機能の概要と使用する上での注意点について紹介させていただきました。
Windows Embeddedは「組込み機器を扱う特定の業種のみで使用するOS」のようなイメージが有るかもしれませんが、情報漏えい対策を目的に、シンクライアント端末として利用するケースが増えてきています。シンクライアント端末とは、実際の処理はサーバーに実行させ、自身は最低限の機能のみ持っているクライアント端末のことで、セキュリティ上の理由からローカルのストレージにデータを残さないようにすることが要求されます。通常のWindows OSでこの条件を満たすことは難しいですが、Windows EmbeddedのEWF機能ならば容易にこの条件を満たすことができます。
今回紹介した内容がWindows Embeddedを使用する際の参考になれば幸いです。