A Linux kernel developer mailing list discussion has published patches implementing the BeamFS file system, which uses Reed-Solomon coding to identify and recover corrupted data on the fly in single-storage configurations. The main applications of BeamFS include onboard computers for satellites, equipment in radiation therapy rooms, and other systems that operate in high-radiation conditions, where returning distorted data is more critical than the inability to read the information.
By default, BeamFS can recover up to 8 lost bytes in each 255-byte block with an overhead of 7% (288 bytes of recovery codes for every 4096 bytes of stored data). Error correction codes are applied not only to data but also to metadata in the superblock, inodes, directory indexes, and bitmaps. Integrity checks and attempts to recover missing data are performed with each read operation. If the integrity of the information cannot be guaranteed, the operation is terminated with the error "-EIO", preventing hidden returns of corrupted data.
Experiments have shown that, when irradiating the i.MX 8M Plus board with Linux and ext4 FS with protons with energies from 20 to 58 MeV, 90% of all failures occurred at the file system and storage device driver levels. A simulation of single-bit distortions when reading from storage was also conducted: BeamFS and Btrfs successfully detected data corruption and always returned an error, while ext4 and ext3 silently returned corrupted data.
BeamFS ensures integrity and recovery only from the stage of reading from the physical medium to passing to the page cache in RAM. Integrity in RAM can be maintained using error-correcting memory chips.
The limitations of BeamFS include the absence of journaling support and Copy-on-Write (CoW) mode — metadata is written to the storage in an unordered manner, so a full check using fsck is required in case of an improper shutdown.
In addition to BeamFS, two other file systems have recently been proposed for the Linux kernel:
- A közelmúltban megrendezett Linux Plumbers Conference 2026-on egy Huawei mérnök bemutatta (videó, diákkal) az XMFS (cross-node eXpress Memory File System) fájlrendszert, amely a Linux kernel számára készült, és a közös, minden csomópont számára elérhető megosztott RAM-mal rendelkező klaszterekben való használatra van szánva (mint a tmpfs, de minden csomópont memóriájához). Az XMFS lehetővé teszi a standard POSIX fájlrendszer interfész használatát a közvetlenül címzett külső memóriával való munka során, olyan technológiák révén, mint a CXL 3.0 (Compute Express Link) és a Huawei United Bus. A projekt kísérleti prototípus szakaszában van, belső tesztelés alatt áll, és jelenleg nem készült fel a kernelbe való beépítésre.
A fájlrendszer klasszikus, a megosztott fájlrendszerekre jellemző architektúrával rendelkezik, amely kiemeli a szerver, felelős a naplózásért, az inode táblák kezeléséért, valamint a tartalom és a metaadatok összepárosításáért az egyes csomópontok memóriájával.
Az XMFS-tesztelés során, olyan feladatokhoz, mint a konténerképek megosztása különböző csomópontok között, a megvalósítás teljesítménye közel állt a tmpfs-hez a nagy oldalak (2 MB huge pages) engedélyezésével.
- AI segítségével készült el a MeshXFS fájlrendszer, amely az XFS forkja, és amely a klaszterekben több csomóponton való egyidejű használatra lett optimalizálva. A MeshXFS lehetővé teszi egy közös blokkeszköz írás-olvasás módban történő csatolását különböző csomópontokhoz, az integritás fenntartását és a zárolások kezelését az egyidejű adatkezelés során. A projekt AI modellek által vezérelt Linux-illesztőprogram és fájlrendszer kifejlesztésére irányuló kísérletként indult, amely támogatja a megosztott zárolásokat, a párhuzamos hozzáférést és a hibahelyreállítást. A fő munkát a Claude Opus végezte, de különösen nehéz problémák megoldásához a Claude Fable, GPT, Gemini és Astra modellek is bevonásra kerültek. A kísérlet sikeresnek bizonyult, és már több működő MeshXFS verziót is közzétettek.
Az XFS felett megvalósított további lehetőségek közül kiemelkedik két mód a elosztott zárolások kezelésére (hálózati szinkronizálás és állapot tárolása egy külön megosztott lemezen), a cache-konzisztencia biztosítása a különböző csomópontok között, naplózás a helyreállításhoz, valamint a lemezképformátum és a segédeszközök alkalmazkodása a klaszteres fájlrendszer sajátosságaihoz. Támogatott a közös tároló használata, amely iSCSI-n keresztül csatlakozik (16 csomóponton tesztelve), vagy a blokk eszköz replikálása DRBD segítségével. A zárolások koordinálása, a csomópontok észlelése, elérhetőség ellenőrzése és a meghibásodott csomópontok azonosítása egy közös kernelmodulban valósult meg. A működést a Proxmox VE 9, RHEL 9, Ubuntu 24.04/26.04 és Debian 12/13 környezetében ellenőrizték.
Forrás: opennet.ru
