在数据规模持续增长与嵌入式设备资源受限并存的背景下，只读文件系统（Read-Only File System, ROFS）因其结构简单、可靠性高、易于部署等优势，被广泛应用于固件分发、容器镜像、边缘计算节点以及移动终端系统镜像管理等场景。为了降低存储占用与传输开销，压缩型只读文件系统逐渐成为主流方案。然而，传统压缩方法往往以“文件为单位”将数据打包并压缩，忽略了跨文件之间的数据相似性与全局布局优化空间，导致压缩比受限、访问局部性不足，从而影响系统整体性能与能效表现。
在国家自然科学基金（项目号：62472127）等项目的支持下，哈尔滨工业大学（深圳）夏文教授团队提出了一种名为RubikFS的新型压缩只读文件系统，旨在通过引入排序增强压缩（Sort-Enhanced Compression）新架构来进一步降低只读镜像的体积并提高访问局部性。该工作突破传统“先组织、后压缩”的设计范式，提出在构建文件系统镜像阶段引入全局相似性感知排序机制，将内容相近的数据块在物理布局上进行重排，使其在压缩窗口内最大化重用冗余信息。通过构建跨文件的数据相似性建模与块级重组策略，该系统在不引入额外运行时开销的前提下，实现了更高压缩密度与更优访问局部性。同时，设计中兼顾了只读场景下的随机访问需求，保证解压粒度与访问延迟之间的平衡。
实验结果表明，RubikFS在多类真实数据集与系统镜像负载下，相比现有主流压缩型只读文件系统方案显著提升压缩率至高42.6%，从而有效降低只读镜像体积。在系统启动与随机读取负载中，得益于排序带来的局部性优化，系统减少数据读取量至高70.70%，从而大幅提升镜像启动性能。成果发表于系统领域顶级会议Proceedings of the 24rd USENIX Conference on File and Storage Technologies (FAST’26, CCF-A)。
图 1 RubikFS压缩率测试
图 2 RubikFS读放大测试
哈尔滨工业大学（深圳）夏文教授团队立足国家战略需求和学术前沿，长期从事存储系统、操作系统、云存储、去重压缩、系统安全等领域研究，近年来主要研究成果发表在OSDI、FAST、USENIX ATC、ASPLOS、EuroSys等国际顶级会议，荣获省部级一等奖两项，促进了国家计算机系统与计算机存储学科的发展。
