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ファイルシステムの構造を理解しよう

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ファイルシステムとは?

Linuxを使い始めると、すぐに遭遇するのが「ファイルシステム」という概念です。簡単に言うと、ファイルシステムはデータを整理・管理するための方法です。どこに何が保存されているかを効率的に管理するために、Linuxでは特定のディレクトリ(フォルダ)にルールが決まっています。初めての人には少し複雑に感じるかもしれませんが、基本的なディレクトリ構造を知ることで、Linuxの使い方がぐっと楽になります。

もしファイルシステムがないとどうなるのか?

もしもファイルシステムがないと、データを読み出すときに「〇〇セクタ(ディスク区間)を取ってきて」のような指示を毎回しなければなりません。

もっと簡単に言うと、家の中に収納棚や引き出しが一切ない状態を想像してみるとわかりやすいです。物をどこに置いたのか、どうやって整理するのか、全くわからなくなってしまいます。コンピュータも同様で、ファイルシステムがなければ、非常に不便なのです。

ぼく
ぼく

昨日保存した作業ログは、ストレージデバイスの12GBの地点にあって容量が200MBだったから、今日のログは12.2GBの地点から作成っと。。

みたいな作業が発生してしまいます。これらの作業をファイルシステムが代わりにしてくれるよってイメージです。

ルートディレクトリ(/)

Linuxのファイルシステムには、ディレクトリというファイルを格納するための特殊なファイルがあります。Windowsでいうフォルダのようなものです。

その中心となるのが「ルートディレクトリ」です。これは「/」という記号で表され、すべてのファイルやディレクトリはこのルートディレクトリの下に位置します。Windowsで言えばCドライブのようなもので、すべての操作やアクセスの出発点です。

代表的なディレクトリの紹介

ルートディレクトリの下には、さらにたくさんのサブディレクトリがあり、それぞれに役割があります。代表的なものを以下に紹介します。

以下で紹介するディレクトリは、Linuxをインストールするとインストーラーが自動的に作成されます。WindowsやMacで言うと、買ったばっかなのにすでに使用済みになっている領域みたいなものです。

初めてインストールするときは気にしないでもいいのですが、本当は要件に従ってディスク領域の設計をして、ディレクトリ毎にサイズを事前に決めて、インストールしたりします。

/home

概要: 「/home」ディレクトリには、各ユーザーの個別のデータが保存されます。例えば、あなたが「taro」というユーザー名でLinuxにログインしている場合、/home/taro があなた専用のスペースです。ここには、個人ファイルやドキュメント、ダウンロードしたファイルなどが保存されます。

日常での役割: パーソナルな領域として、仕事のファイルやプロジェクトをまとめて保存するのに最適です。ファイルを誤って消す心配があるシステムファイルとは別に管理されているため、ユーザーにとって安心できるスペースです。

/boot

概要: 「/boot」ディレクトリには、Linuxシステムが起動する際に必要な重要なファイルを格納しています。ここには、ブートローダー(GRUBなど)が必要とする設定ファイルや、Linuxカーネルのイメージファイルが含まれています。これらのファイルは、システムの起動プロセスを開始するために不可欠です。

日常での役割: コンピュータの電源を入れると、BIOSやUEFIが最初に実行され、ブートデバイスを探します。ここで/bootディレクトリにあるブートローダーが起動され、Linuxカーネルをメモリに読み込みます。

/etc

概要: 「/etc」ディレクトリは、システムの設定ファイルを保管している場所です。ここには、インストールされたソフトウェアの設定情報やシステムの挙動を制御するファイルが含まれています。

日常での役割: 通常、Linux初心者がこのディレクトリに触れる機会は少ないかもしれません。しかし、サーバーの設定やカスタマイズが必要になったときには、この場所を頻繁に訪れることになります。設定ファイルを手動で編集する場合には、/etcが重要な役割を果たします。

/bin

概要: 「/bin」ディレクトリには、システムが基本的に動作するために必要なコマンド(プログラム)が保存されています。例えば、lsコマンドやcpコマンドなど、日常的に使う操作ツールが含まれています。

日常での役割: Linuxでよく使われる基本的なコマンドが集まっています。このディレクトリのおかげで、ターミナルを開いてlsでファイル一覧を表示したり、cpでファイルをコピーすることができます。

/var

概要: 「/var」ディレクトリは、ログファイルや動的に変更されるデータを保管する場所です。特にサーバー運用の際に重要です。

日常での役割: サーバーが出力するログファイルが保存されるため、問題が発生した場合にエラーの原因を探るためによく使われます。システム管理者がトラブルシューティングをする際には、このディレクトリを確認します。

/usr

概要: 「/usr」ディレクトリは、ユーザーがインストールしたアプリケーションやプログラムが保存されます。/usrは、基本システムとは独立していて、ユーザーが使うプログラムが整理されています。

日常での役割: 新しいソフトウェアをインストールする場合、このディレクトリに関連するファイルが保存されることが多いです。例えば、プログラムの実行ファイルは/usr/binに、ライブラリは/usr/libに格納されます。

Linuxファイルシステムの種類

Linuxのファイルシステムは一つではありません。それぞれのファイルシステムは特定の用途やニーズに応じて設計されており、特有の機能や性能があります。以下の表では、代表的なLinuxファイルシステムを一覧にし、それぞれの特徴や利点を簡潔にまとめています。

ファイルシステム特徴メリット用途
ext4Linuxで最も一般的に使用されるファイルシステム。高速な読み書き性能と大容量のサポート。一般的な用途に最適。
Btrfsスナップショット機能やRAID機能を持つ先進的なファイルシステム。データの保護と管理が容易。サーバーや高可用性システムに最適。
XFS大規模データの処理に特化したファイルシステム。優れたスケーラビリティと性能。データベースや大容量ストレージに適している。
FAT32古いファイルシステムで、Windowsとの互換性が高い。幅広いデバイスで使用可能。USBメモリや外部ストレージに最適。
NTFSWindowsの主要なファイルシステムで、Linuxでもサポートされている。大きなファイルのサポートと、アクセス権管理機能。デュアルブート環境でのWindowsとのデータ共有に利用。
ReiserFS高速なファイル操作が特徴のファイルシステム。小さなファイルの処理が効率的。特定のアプリケーションでの使用が推奨される。
ZFSデータ保護機能が豊富なファイルシステム。スナップショットや自己修復機能を持つ。高いデータ整合性と大容量サポート。サーバー環境やストレージシステムに最適。

まとめ

Linuxのファイルシステム構造は、効率的にシステムを管理・運用するために欠かせない要素です。最初は「/home」で作業に慣れつつ、少しずつ他のディレクトリの役割も理解していきましょう。ファイルや設定に関する問題が発生したときには、これらの基本的な知識が大いに役立ちます。

この記事を書いた人
いわた

某大手外資系IT企業にて約10年ほどITエンジニアとして働いております。30代男性、都内在住。
いつレイオフされてもいいように、2024年5月よりブログを開始。
いつかは副業がサラリーマンですと言いたい。

スキル:インフラ周り/クラウド/Linux/YESマン
趣味:健康/プロ野球/ゲーム(パワプロ)

パワプロのオタクもしてます。

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