LiteFS (Lite File System)

개요

LiteFS는 Fly.io에서 개발한 SQLite 파일 시스템 레벨 리플리케이션 도구로, 분산 환경에서 SQLite 데이터베이스를 마치 분산형 DB처럼 사용할 수 있게 하는 혁신적인 오버레이 파일 시스템입니다. 고가용성(HA), 지연 시간 최적화, 읽기 부하 분산을 가능하게 하며, 특히 서버리스 또는 엣지 컴퓨팅 환경에서 단일 노드 DB의 한계를 극복하기 위한 솔루션으로 각광받고 있습니다.

---

1. 개념 및 정의

LiteFS는 FUSE(Filesystem in Userspace)를 기반으로 SQLite 데이터 파일을 감싸고, 쓰기 트랜잭션은 단일 리더 노드에서 수행하며, 읽기 노드는 해당 트랜잭션을 파일 수준에서 동기화받는 구조입니다. 즉, 여러 노드에서 SQLite를 안전하게 공유하면서도, 쓰기 충돌이나 분기 문제 없이 일관성을 유지할 수 있습니다.

---

2. LiteFS의 구조 및 구성 요소

구성 요소	설명	역할
Primary Node	유일한 쓰기 가능 노드	모든 트랜잭션 커밋 관리
Replica Node	읽기 전용 노드	Primary 변경 사항을 리플리케이션
LiteFS Fuse Layer	SQLite 위에 얹힌 사용자 공간 파일시스템	쓰기 제한, 변경 감지, 전달 역할
WAL(WAL Hook)	SQLite의 Write-Ahead Logging 활용	동기화 트리거 및 복제 처리

LiteFS는 전통적 RDBMS가 아닌 파일 기반 DB에서도 리플리케이션이 가능함을 입증한 사례입니다.

---

3. 장점 및 특징

항목	설명	기대 효과
단순한 운영	SQLite 기반이므로 별도 DB 서버 불필요	DevOps 복잡도 감소
고가용성 지원	Primary 장애 시 빠른 페일오버 가능	서버리스 환경의 탄력성 향상
빠른 읽기 확장	리더 노드 다중 배치 가능	엣지 컴퓨팅 환경에서 레이턴시 감소
트랜잭션 안전성	WAL 기반 동기화로 ACID 준수	데이터 일관성 보장

특히 Fly.io 배포 환경에서 매우 유연한 멀티 리전 스케일링이 가능합니다.

---

4. 적용 사례 및 활용 분야

분야	활용 내용	효과
서버리스 앱	SQLite로도 고가용성 API 백엔드 구축	스케일업 비용 없이 신속 배포
블로그/게시판 서비스	읽기 부하 분산 + 빠른 응답	다수 사용자 대응력 향상
엣지 데이터 처리	리더가 근처 리전에 배치됨	지연 시간 최소화
CI/CD 관리 도구	소형 DB로도 여러 노드 트랜잭션 공유	내부 툴에서 복잡도 줄이기 가능

LiteFS는 무거운 RDS 없이도 HA와 복제를 구현할 수 있는 실용적 대안입니다.

---

5. 구현 및 운영 고려사항

항목	설명	권장 접근
쓰기 병목	Primary에 모든 쓰기 집중됨	쓰기 경량화 설계 필수
페일오버 구성	수동/자동 리더 전환 설정 필요	외부 서비스(Fly, etcd 등)와 연계 권장
데이터 용량	SQLite 한계 고려 필요 (~100GB 이하 권장)	백업/스냅샷 주기적 수행
보안	파일 동기화 시 암호화, 인증 필요	TLS, 접근 제어 설정 필수

단일 리더 모델의 한계를 이해하고 설계하는 것이 중요합니다.

---

6. 기술 생태계 및 도구

도구	설명
Fly.io	LiteFS 배포 및 HA 구성의 대표 플랫폼
litestream	SQLite의 WAL을 기반으로 하는 단방향 복제 도구 (LiteFS 전신)
FUSE	사용자 공간 파일 시스템 인터페이스, LiteFS의 기반 기술
sqlite-wasm	브라우저 기반 SQLite와 통합 가능성 연구 중

LiteFS는 경량 데이터베이스 + 고가용성 + 엣지 배포의 삼박자를 달성합니다.

---

7. 결론

LiteFS는 SQLite의 단일 노드 한계를 극복하고, 엣지/서버리스 환경에서도 고가용성과 확장성을 실현할 수 있는 경량 리플리케이션 파일 시스템 솔루션입니다. 운영 단순성과 읽기 부하 분산, 고성능 저비용 구조를 동시에 달성할 수 있어, 마이크로서비스나 스타트업 제품에 매우 적합합니다. RDB 없이도 멀티리전 읽기 확장과 페일오버를 구현하고자 한다면, LiteFS는 가장 실용적인 대안 중 하나입니다.