【LinuC 201試験】2.01システムの起動とLinuxカーネルのまとめ①|Linux初学者向け解説【ブート・systemd】

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こんにちは!いつもブログを読んでいただき、ありがとうございます。

LinuC 101・102に見事合格された皆さん、本当にお疲れ様でした!そして、いよいよレベル2への挑戦ですね。

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レベル2の最初のテーマは 「2.01 システムの起動とLinuxカーネル」 。名前だけ聞くと「うっ…難しそう…」って構えちゃいますよね(笑)。でも、ここはLinuxがどうやって目覚めるかを知る、とっても大切な「基本のキ」なんです。

今日は、5つあるテーマのうち、前半の3つを整理してみました。
私も勉強し始めたばかりなので、間違えているかもしれませんが(笑)一緒に頑張って合格しましょう!

📌今回は前半の3つのサブテーマを解説します!

📌 この記事で扱う範囲

  • ブートプロセスとGRUB ← 今日はココ!
  • システム起動のカスタマイズ ← 今日はココ!
  • Linuxカーネルの構成要素 ← 今日はココ!
  • Linuxカーネルのコンパイル → 次回の記事で
  • カーネル管理とトラブルシューティング → 次回の記事で

2.01.1 ブートプロセスとGRUB

Linuxが起動するまでの物語

電源ボタンを押してから、いつものログイン画面が出るまで。実は裏側ではこんな順番でバトンタッチが行われているんです。

電源ON
  ↓
BIOS / UEFI(ハードウェアのチェック!準備OK?)
  ↓
ブートローダー(GRUB2)(OSを呼び出すよ!)
  ↓
カーネル(Linuxの心臓部が起動!)
  ↓
initramfs(一時的なファイルシステムを展開)
  ↓
systemd(サービスを一斉にスタート!)
  ↓
ログイン画面(お待たせしました♪)

この流れ、試験でもよく問われるので、頭の中でシミュレーションしてみてくださいね。

BIOS と UEFI の違い

項目BIOSUEFI
起動方式MBR(先頭512バイト)GPTパーティション対応
ディスク最大2TBまで2TB以上もOK!
特徴昔ながらの方式今の主流。セキュアブート対応

★ここがポイント!試験では「MBRはディスクの先頭512バイトにある」という点がよく出ます。

GRUB2(ブートローダー)

現在の主流は「GRUB2」です。古くから使われてきた GRUB Legacy を利用する機会は少ないかもしれませんね。

重要なファイルと場所

ディストリビューション設定ファイルのパス
RHEL/CentOS系/boot/grub2/grub.cfg
Debian/Ubuntu系/boot/grub/grub.cfg

共通のファイル:

  • /etc/default/grub:設定を変えたい時はここを編集します
  • /etc/grub.d/:設定ファイルを生成するためのスクリプトが入っています

⚠️ grub.cfg は直接編集しちゃダメ! 下のコマンドで自動生成します。

設定を反映させるコマンド

# RHEL/CentOS系の場合
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

# Debian/Ubuntu系の場合
update-grub

2.01.2 システム起動のカスタマイズ

systemd って?

今のLinuxでは、カーネルが起きたあとの指揮官役を systemd が務めています。昔の仕組み(SysV init)に比べて、こんな良いところがあります。

  • 起動が速い!(サービスを同時に並列起動できるから)
  • 賢い!(必要なサービスを自動で判断して起動してくれる)

必須コマンド:systemctl

systemd の管理には systemctl コマンド を使います。実務でもほぼ毎日使うコマンドのため、覚えましょう♪

# 基本操作
systemctl start   httpd    # 起動
systemctl stop    httpd    # 停止
systemctl restart httpd    # 再起動
systemctl status  httpd    # 状態確認

# 自動起動の設定
systemctl enable  httpd    # 電源ONで自動起動
systemctl disable httpd    # 自動起動しない

⚠️ 「disable」と「mask」の違いに注意

  • disable:自動起動をOFFにするだけ(手動なら起動できる)
  • mask:サービスを完全に無効化(手動でも起動できなくする!)

「絶対に起動させたくない」時は mask を使います。

systemd ターゲット(Target)

昔の「ランレベル」という考え方が、今は「ターゲット」に変わりました。

ターゲット旧ランレベルどんな状態?
poweroff.target0シャットダウン
rescue.target1シングルユーザー(復旧用)
multi-user.target2,3,4CUIモード(サーバー用途はこれ)
graphical.target5GUIモード(普段のPC画面)
reboot.target6再起動
emergency.target緊急モード(rescueより最小限)

# デフォルトを確認
systemctl get-default

# デフォルトを「CUIモード」に変更
systemctl set-default multi-user.target

# 今すぐ切り替え(再起動なし)
systemctl isolate rescue.target

2.01.3 Linuxカーネルの構成要素

カーネルのお仕事

「カーネル」はOSの核となる部分。ハードウェア(機械)とソフトウェア(アプリ)の仲介役をしてくれる、縁の下の力持ちです。

主な4つの役割はこれ!

  1. プロセス管理(CPUの割り当て)
  2. メモリ管理(メモリの貸し出し・回収)
  3. デバイスドライバ(ハードウェアの操作)
  4. システムコール(アプリからの依頼受付)

カーネルモジュール(ここ、試験に出ます!)

カーネルの機能を、必要な時だけカチャッと付け外しできる仕組みを「カーネルモジュール」と言います。全部入りだと重くなっちゃうので、必要なドライバだけ読み込むんですね。

覚えておきたいコマンド一覧

コマンド何をするもの?
lsmod今ロードされているモジュールを見る
modinfoモジュールの詳細情報を見る
modprobeおすすめ!依存関係も解決してロード・削除する
insmodファイルパス指定でロード(依存関係は解決しない)
rmmodモジュールを削除(依存関係は気にしない)

ここがポイント! modprobe は賢くて、必要な関連モジュールも一緒に読み込んでくれますが、insmod は言われたことしかやりません。試験ではこの違いが問われますよ!


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まとめ

お疲れ様でした!今回はLinuxの起動からカーネルの仕組みまで、かなり濃い内容でしたね。

  • ブートプロセス:BIOS→GRUB→カーネル→initramfs→systemd の流れ
  • systemd:systemctl コマンドと、ターゲットの種類
  • カーネル:4つの役割と、モジュール操作(modprobe と insmod の違い)

これらが頭に入っていれば、2.01セクションはバッチリです!

次回は、ちょっとマニアックな「カーネルの再構築(コンパイル)」についてまとめますね。

勉強、大変だと思いますが、焦らず一つずつ積み重ねていきましょう。

皆さんにとって、今日も素敵な1日になりますように!

👉 【次回記事】 2.01 システムの起動とLinuxカーネルのまとめ②

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参考:LPI-Japan 公式試験範囲 https://linuc.org/linuc2/range/201.html

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