ComposeFS：结合磁盘镜像的可靠性与文件的灵活性

ComposeFS：结合磁盘镜像的可靠性与文件的灵活性

项目介绍

ComposeFS 是一个创新的开源项目，旨在结合磁盘镜像的可靠性与文件的灵活性。通过整合多种底层 Linux 技术，ComposeFS 提供了一种高度灵活的机制，支持只读挂载的文件系统树，并能够叠加在底层的 Linux 文件系统之上。

项目技术分析

ComposeFS 的核心技术包括：

• OverlayFS：作为内核接口，用于实现文件系统的叠加。
• EROFS：用于挂载可读的元数据树。
• FS-Verity（可选）：用于验证底层文件系统的完整性。

这些技术的结合使得 ComposeFS 能够在不存储任何持久数据的情况下，依赖底层的元数据和数据文件。通常，这些文件存储在传统的可写持久性 Linux 文件系统中，如 ext4、xfs 或 btrfs。

项目及技术应用场景

容器镜像

ComposeFS 特别适用于容器镜像的管理。传统的容器镜像系统（如 OCI 规范）通常通过解压每个层并在运行时使用 overlayfs 进行拼接。ComposeFS 通过内容寻址的方式存储文件内容，并生成每个层的 ComposeFS 文件，从而实现内容的共享，即使元数据（如时间戳或文件所有权）在不同镜像中有所不同。

可启动主机系统（如 OSTree）

OSTree 已经使用内容寻址的对象存储，但通常需要将其检出到一个常规目录中。ComposeFS 可以生成一个指向对象存储的 ComposeFS 镜像，并将其挂载为根文件系统，从而避免检出目录中的文件被篡改。

项目特点

元数据与数据的分离

ComposeFS 的一个重要特点是元数据与数据的分离。元数据存储在 EROFS 文件系统中，而数据文件则存储在独立的“后备存储”目录中。这种设计不仅减少了磁盘空间的占用，还提高了文件系统的灵活性。

多挂载共享后备存储

ComposeFS 支持多个挂载共享同一个后备存储，通过内容寻址的方式，相同的文件只需存储一次，即可在多个挂载中使用。

页面缓存中的数据共享

ComposeFS 的一个关键优势是数据文件在页面缓存中的共享。这使得多个容器镜像能够可靠地共享内存，提高了系统的效率。

文件系统完整性

ComposeFS 支持 FS-Verity 验证内容文件的完整性。通过在镜像中存储内容文件的摘要，ComposeFS 可以验证使用的文件是否与启用的 FS-Verity 摘要匹配，从而确保内容文件的不可篡改性。

总结

ComposeFS 通过结合多种先进的 Linux 技术，提供了一种既可靠又灵活的文件系统解决方案。无论是用于容器镜像的管理，还是可启动主机系统的构建，ComposeFS 都能显著提升系统的效率和安全性。如果你正在寻找一种既能保证数据完整性，又能灵活管理文件系统的解决方案，ComposeFS 绝对值得一试。