【LPIC-1試験対策】デバイス・ファイルシステム・階層構造を徹底解説！

LPIC-1は、Linux初心者から中級者向けの登竜門とも言える資格です。
その中でも特に出題されやすく、かつ実務でも頻出なのが「デバイス管理」「ファイルシステムの仕組み」「ファイルシステム階層の標準構造（FHS）」です。
これらの概念をしっかり理解しておくことで、コマンド操作の背景やトラブルシューティングに強くなります。

この記事では、LPIC-1の出題範囲に基づき、デバイスの扱い、ファイルシステムの種類と役割、Linuxのファイル構造（FHS）についてわかりやすく解説します。
試験対策だけでなく、日常のLinux運用にも役立つ内容ですので、ぜひ最後までご覧ください。

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デバイスファイルとは何か？

Linuxでは、すべてのものがファイルとして扱われます。
キーボードやマウス、ディスクドライブなどのハードウェアも「デバイスファイル」として /dev ディレクトリに配置されます。

キャラクタデバイスとブロックデバイス

• キャラクタデバイス（Character Device）
  1文字ずつデータを処理するデバイス。例：端末、マウス、キーボードなど。
  /dev/tty や /dev/console などがあります。
• ブロックデバイス（Block Device）
  一定のブロック単位でデータを読み書きするデバイス。例：HDD、SSD、USBメモリなど。
  /dev/sda や /dev/nvme0n1 などがこれに該当します。

デバイスファイルの確認方法

ls -l /dev/sda

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デバイスの命名規則とudevの役割

現代のLinuxシステムでは、デバイス名の自動管理を udev という仕組みが担当しています。
デバイスが接続されると udev がそれを検知し、適切なファイルを /dev 以下に作成します。

名前の付け方の例

• /dev/sda：1番目のSATAディスク
• /dev/sdb1：2番目のSATAディスクの第1パーティション
• /dev/nvme0n1：NVMeデバイスの1つ目の名前空間
• /dev/loop0：ループバックデバイス（ISOファイルなどのマウント時）

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ファイルシステムの基本と種類

Linuxにおけるファイルシステムとは、データの保存・管理の方式のことです。
それぞれのファイルシステムには特徴と用途があります。

主なファイルシステム

• ext4（Fourth Extended File System）
  現在最も広く使われている。ジャーナリング機能あり。
• xfs
  大容量データに強く、高速なアクセスが可能。
• btrfs
  スナップショットや圧縮、チェックサムなどの高度な機能を持つ。
• vfat / exfat
  Windowsと共用するUSBメモリやSDカードで利用。

ファイルシステムの確認と作成

bashコピーする編集するlsblk -f        # デバイスとファイルシステムの一覧表示
mkfs.ext4 /dev/sdb1  # ext4で初期化

ファイルシステムを作成した後は、マウントポイントを指定して使います。

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マウントとアンマウントの仕組み

Linuxでは、ストレージを「マウント」することで使えるようになります。
「/mnt」や「/media」など、ディレクトリに結びつけて使用します。

マウントの基本

mount /dev/sdb1 /mnt

上記で /dev/sdb1 の内容が /mnt に表示されるようになります。
終了時には以下のように「アンマウント」します。

umount /mnt

永続的なマウント：/etc/fstab

起動時に自動でマウントさせたい場合は、/etc/fstab に以下のように記述します。

/dev/sdb1    /mnt    ext4    defaults    0    0

UUIDやラベルで指定する方法もあります。

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FHS（Filesystem Hierarchy Standard）とは？

FHSとは、Linuxのディレクトリ構造に関する標準仕様です。
どのディレクトリにどのようなファイルを配置すべきかを定めています。

主要なディレクトリと役割

• /（ルート）
  すべてのファイル・ディレクトリの起点。
• /bin
  基本的なコマンドが格納。例：ls, cp, mv など。
• /sbin
  管理者向けコマンド。例：fsck, reboot など。
• /etc
  各種設定ファイルの集まり。例：/etc/fstab, /etc/passwd
• /home
  ユーザーごとの個人ファイル保存場所。
• /var
  ログやメールなど、変化するファイルが置かれる。例：/var/log
• /usr
  一般ユーザーが使用するアプリケーションやライブラリ。
  /usr/bin, /usr/lib, /usr/share など。
• /tmp
  一時ファイル保存用。再起動で消える。
• /dev
  デバイスファイル。物理・仮想デバイスをファイルとして表現。
• /proc
  カーネルとプロセスの情報を持つ仮想ファイルシステム。
• /sys
  デバイスとカーネルの情報を持つ仮想ファイルシステム。

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仮想ファイルシステム /proc と /sys

これらは実際にはディスク上には存在せず、メモリ上で動的に生成される仮想的なファイルシステムです。

/proc の例

bashコピーする編集するcat /proc/cpuinfo
cat /proc/meminfo

プロセス情報やCPU、メモリの使用状況をリアルタイムに確認できます。

/sys の例

bashコピーする編集するls /sys/class/net

ネットワークインターフェースの情報など、ハードウェアとのやりとりに使われます。

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試験対策ポイントとまとめ

LPIC-1では以下の観点から出題されやすいです。

• デバイスの識別（/dev/sda, /dev/sdb1など）
• マウント操作とfstabの書き方
• ファイルシステムの作成と確認コマンド
• FHSに関する知識：どこに何があるか
• 仮想ファイルシステムの役割（/proc, /sys）

まとめ

Linuxの基礎を理解するうえで、「デバイス」「ファイルシステム」「ファイル構造」は欠かせない知識です。
実務でも頻繁に触れる部分であり、LPIC-1試験でもしっかりと出題されます。
本記事を繰り返し読みながら、コマンドを実際に試し、構造を頭に入れておきましょう。