LFCA：Linuxオペレーティングシステムの理解 – パート1

Linux Foundationは、Linux Foundation Certified IT Associate（LFCA）として知られる新しいプロフェッショナル前のIT認定を発表しました。これは、基本的なシステム管理コマンド、クラウドコンピューティング、セキュリティ、DevOpsなどのITの基本的な概念をテストする新しいエントリーレベルの認定です。

LFCA：概要とコース概要

以下は、LFCAがテストする能力とドメインの概要です：

Linuxの基礎 20%

システム管理の基礎 20%

クラウドコンピューティングの基礎 20%

セキュリティの基礎 16%

DevOpsの基礎 16%

アプリケーションと開発者のサポート 8%

LFCA認定の概要

LFCA認定は、基本的なシステムおよびファイル管理コマンド、ネットワークコマンドとトラブルシューティング、クラウドコンピューティングの概念、データセキュリティ（システムおよびネットワークセキュリティを含む）、およびDevOpsの基礎知識に関する基本的な知識を提供します。

基本的な概念を理解し、LFCA試験に合格すると、中級レベル認定であるLFCS（Linux Foundation Certified Sysadmin）を取得し、その後にLFCE（Linux Foundation Certified Engineer）を追求することができます。

LFCA試験は選択式の試験であり、費用は$200です。リモート監督者がウェブカメラを通じて試験中のあなたを見守りながらオンラインで実施されます。試験に合格すると、3年間有効なLFCAバッジと証明書が授与されます。

Linuxの基礎

この最初のセクションでは、以下の章をカバーします：

さて、さっそく始めましょう。

この記事はパート1です。LFCAシリーズの一部であり、LFCA認定試験に必要なドメインと能力をカバーします。

Linuxオペレーティングシステムの理解

開始する際に、おそらくWindowsまたはmacOS、または両方と日常のコンピューティングタスクを実行する際にインタラクトした可能性があると仮定します。両方ともオペレーティングシステムであり、コンピュータのハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントとやり取りし、ブラウジング、ゲーム、音楽やビデオのストリーミング、ソフトウェア開発など、さまざまなタスクを実行できます。

Windowsは一般的なオペレーティングシステムであり、デスクトップユーザーの間で相当なシェアを誇っています。使いやすく学びやすく、通常はコンピュータとのやり取りの初歩を学ぶ初心者のための入り口となっています。

WindowsとmacOSの問題は何ですか？

使いやすさやさまざまなハードウェアデバイスのサポートにもかかわらず、Windowsにはいくつかの欠点があります。まず第一に、WindowsはMicrosoftのプロプライエタリなオペレーティングシステムであり、Microsoft Officeなどのほとんどのソフトウェアアプリケーションは有料です。これにより、製品のライセンスを取得する財政的余裕のない多くの人々が排除されます。

同じことがAppleのmacOSにも当てはまります。エレガンスと称賛されるセキュリティにもかかわらず、高額な価格が付いてきます。実際、AppStoreの一部のアプリケーションは通常有料です。ユーザーは、他のプラットフォームでは無料であるはずのアプリケーションのためにこっそりとしたサブスクリプションを支払うことをしばしば非難しています。

さらに、Windowsは非常に不安定で、ウイルスやトロイの木馬などのマルウェア攻撃によく脆弱です。攻撃や侵害から身を守るために、何百ドルもの強力なアンチウイルスプログラムにお金をかけるか、ウイルスを診断して除去するプロに莫大な金額を支払わなければならないかもしれません。

さらに、セキュリティパッチや機能アップデートの適用はしばしば長いプロセスです。ほとんどの場合、システムの更新には30分から1時間かかります。これは、アップデートのサイズによって異なり、システムの再起動が繰り返されることが多いです。

Linuxオペレーティングシステムを使用する理由は何ですか？

Linuxは、WindowsやmacOSと同様に、IT業界を席巻したもう一つのオペレーティングシステムです。Linuxは普遍的で、毎日何千人ものユーザーによって使用されています。

人気のあるAndroidオペレーティングシステムは、何百万ものスマートデバイスを動かすLinuxカーネルに基づいています。あなたのお気に入りのAndroidスマートフォンやリビングルームのスマートテレビはLinuxで動いています。最も重要なことは、Linuxがインターネット上の主要なシステムであり、ウェブホスティングプラットフォームやインターネットサーバーで大きなシェアを占めていることです。公開クラウドの約90％とスーパーコンピュータ市場の99％のシェアはLinuxに支えられています。

では、Linuxはどのようにして登場したのでしょうか？

この時点で、最も広く使用されているオペレーティングシステムの起源を垣間見ることが賢明です。

Linuxの歴史

Linuxの歴史は1960年代のAT&Tベル研究所にまでさかのぼり、そこではデニス・リッチー（Cプログラミング言語の父）とKen Thompson（アメリカのコンピュータ科学者）を含む他の開発者たちがMulticsプロジェクトに取り組んでいました。Multicsはメインフレームコンピュータシステムに電力を供給するオペレーティングシステムでした。

2人のコンピュータ科学者は、階層型ファイルシステムを持つマルチユーザー、マルチタスキングのオペレーティングシステムを構築しようとしていました。最初はMulticsは研究プロジェクトでしたが、すぐに商業製品に転換しました。Multicsの進む方向に感銘を受けなかった2人の主要な開発者は、Multicsに基づいた別のシステムを開発することを決定し、それが後にUNIXに変わりました。

1970年代から1980年代にかけて、UNIXは特に学術界で人気を博しました。これにより、多くの機関が採用し、その中には後に方針を変えたカリフォルニア大学バークレー校も含まれています。大学の開発者たちはUNIXのコードをさらに改良し、BSD（バークレー・ソフトウェア開発の頭字語）と呼ばれるものを開発しました。BSDは後にFreeBSDやNetBSDなど、今日でも使用されている複数のオペレーティングシステムに影響を与えました。

ベル研究所では、UNIXの研究と開発が続き、後に商業ベンダーによって採用されたUNIXの他のバリアントが生まれました。しかし、BSDはベル研究所の商業バリアントよりもはるかに人気がありました。

一方、1991年には、フィンランドの大学院生であるリーナス・トーバルズが、UNIXのバージョンであるMINIXに取り組んでいましたが、そのプロジェクトのライセンスに失望していました。彼は、彼のMINIXユーザーグループ宛ての手紙で、後にLinuxカーネルと呼ばれる新しいカーネルに取り組んでいることを発表しました。彼はGNUのコードを使用し、GNUコンパイラとbashを使用して、後にGNU/GPLモデルの下でライセンスされた初めての実用的なLinuxカーネルを作成しました。

Linuxカーネルは、数百のLinuxディストリビューションまたはフレーバーの開発の舞台を築きました。人気のあるLinuxディストリビューションを完全に把握するには、distrowatchをご覧ください。

Linuxがなぜ人気なのか

Linuxには以下の主要なコンポーネントが含まれています。

1. Linuxカーネル

どんなLinuxシステムの中核には、Linuxカーネルがあります。C言語で書かれたカーネルは、ハードウェアコンポーネントを基礎となるソフトウェアやプログラムと接続します。カーネルは実行中のプロセスを管理し、どのプロセスがCPUを使用し、どの期間にわたって使用するかを決定します。また、各プロセスが取得するメモリ量も決定します。さらに、デバイスドライバを管理し、実行中のプロセスからのサービスリクエストを受け取ります。

2. ブートローダ

ブートローダは、Linuxシステムでの起動プロセスを処理するプログラムです。ハードドライブからオペレーティングシステムをメインメモリにロードします。ブートローダはLinuxに固有のものではありません。WindowsやmacOSにも存在します。Linuxでは、ブートローダはGRUBと呼ばれます。最新バージョンはGRUB2で、systemdディストリビューションで使用されています。

3. Init

初期化、Initializationの略称であり、システムが起動されるときに一度だけ実行される最初のプロセスです。プロセスID（PID）1が割り当てられ、Linuxシステム内の他のすべてのプロセス、デーモン、および他のバックグラウンドプロセスやサービスを生成します。したがって、すべてのプロセスの母として名付けられています。システムが終了するまで、Initはバックグラウンドで実行されます。

最初のInitシステムには、System V Init（SysV）とUpstartが含まれていました。これらは現代のシステムではsystemd initに置き換えられています。

4. デーモン

デーモンは、システムが起動されてからバックグラウンドで静かに実行されるプロセスです。ユーザーはコマンドラインでデーモンを制御できます。デーモンは、起動時に停止、再起動、無効化、または有効化できます。デーモンの例には、リモートSSH接続を制御するsshdやサーバー上の時刻同期を処理するntpdなどがあります。

5. シェル

Linuxシェルは、コマンドラインインターフェースであり、CLIと略され、管理タスクを実行および自動化するためにコマンドが実行または呼び出される場所です。人気のあるシェルにはbashシェル（bash）やZシェル（zsh）が含まれます。

6. デスクトップ環境;

A desktop environment is what a user uses to interact with the Linux system. It provides a GUI (graphical user interface ) which is made possible through the X windows system software. The X windows system (X11, also referred to as X) is a system that provides a display framework or GUI and determines how users interact with windows, keyboard, mouse, and touchpad.

一般的なデスクトップ環境には、GNOME、MATE、XFCE、LXDE、Enlightenment、Cinnamon、Budgie、そしてKDE Plasmaが含まれます。デスクトップマネージャーは、ファイルマネージャーやデスクトップウィジェット、壁紙、アイコンなどのグラフィカル要素を搭載しています。

7. アプリケーション

デスクトップ環境は、始めるための基本的なアプリケーションだけを提供します。WindowsやmacOSと同様に、日常的に使用するアプリケーションをインストールできます。これには、Google Chrome、VLCメディアプレーヤー、Skype、LibreOfficeスイート、DropBox、GIMP画像エディターなどが含まれます。一部のディストリビューションでは、必要なアプリケーションをダウンロードできるストアとして機能するソフトウェアセンターが同梱されています。

Linuxを他のオペレーティングシステムより使用する利点

この時点で、Linuxが多くのユーザーや企業にとってお気に入りのオペレーティングシステムである理由が明らかになっています。Linuxを使用するいくつかの利点を簡単にまとめてみましょう。

1. Linuxはオープンソース

前述の通り、Linuxは完全にオープンソースです。熟練したユーザーはコードを見ることができ、それを何の制限もなく変更し、コミュニティと共有することができます。さらに、ほとんどのディストリビューションは、ライセンス料を支払わずにダウンロードして使用できる無料です（一部の例外を除く）。

Windowsは独占的であり、その製品のいくつかはかなり高価です。現時点では、Microsoft Officeスイートの価格は$430です。Windows Server 2019のライセンスは$6,000にもなります。macOSも同様に高価であり、App Storeからの多くのアプリケーションは定期購読で有料です。

2. 高度にカスタマイズ可能

Linuxがユーザーに提供する主要な利点の1つは、ほぼすべてのコンポーネントを好みに合わせてカスタマイズできることです。外観や感覚、壁紙、背景画像、カラースキーム、アイコンの外観などを調整して、それらの外観を向上させることができます。

3. 非常に安定性とセキュリティ

Linuxシステムは非常に高い安定性とセキュリティを有しています。Linuxは攻撃を受けにくく、システムを常に更新すればウイルスやトロイの木馬などのマルウェアの被害に遭う可能性はかなり低くなります。

4. サーバーに最適な選択

セキュリティと安定性のおかげで、Linuxはウェブサイト、データベース、アプリケーションをホストするサーバー環境の選択肢です。わずかなコマンドで、データベースやスクリプトツールなどの他のコンポーネントと共に、完全なウェブサーバーを構築することができます。代表的な例が人気のあるLAMPサーバーであり、これはApacheウェブサーバー、MySQLデータベース、PHPスクリプト言語の集合体です。

Linuxが提供する安定性により、カーネルのアップグレードを実行する場合を除いて、サーバーを再起動する必要がほとんどありません。これにより、サーバーの最大稼働時間と高い可用性が確保されます。

5. システム要件が低い

ほとんどのLinuxディストリビューションは、CPUやRAMなどの低いシステム仕様のPCで実行できます。実際、軽量Linuxディストリビューション（Linux Lite、Puppy Linux、AntiXなど）をインストールすることで、古いPCを復活させることができます。

一部のシステムは、わずか1GBのRAM、512 MHzのCPU、そして5GBのハードドライブで動作することができます。さらに驚くべきことに、ライブUSBスティックからこれらのディストリビューションを実行し、それでもいくつかの作業を行うことができます。

6. 膨大なソフトウェアパッケージの利用可能性

主要なLinuxディストリビューションであるDebianやUbuntuは、そのリポジトリに数千ものソフトウェアパッケージを持っています。Ubuntuだけでも47,000を超えるパッケージを誇っています。ターミナルでいくつかのコマンドを実行するか、ディストリビューションに含まれるアプリセンターを使用して、アプリケーションを簡単にインストールできます。

また、ワードプロセッシング、ファイル共有、オーディオ/ビデオ再生、写真編集、グラフィックデザインなど、同様のタスクを実行するさまざまなアプリケーションを入手できます。あなたは単に選択肢に迷っており、タスクを実行するためのさまざまなアプリケーションを選択できます。

7. 広大なコミュニティサポート

Linuxオペレーティングシステムは、開発者コミュニティによって開発および維持されており、彼らは休みなく働き続けて、ソフトウェアアプリケーション、セキュリティアップデート、バグフィックスなど、あなたに最高のものを提供することを確認しています。

主要なディストリビューションであるUbuntuやDebianは、開発者の大規模なコミュニティと多くのフォーラムを持っており、特に困難や課題に直面したときに、ユーザーに援助と指導を提供しています。

まとめ

それは Linux オペレーティングシステムの鳥瞰図と、常に進化するコンピューティング環境におけるその位置を示しています。認めるところによれば、Linux は至る所に存在し、私たちが生活している急速に変化する技術世界に不可欠な印を残しています。したがって、競争の激しい IT 業界でキャリアを積み上げたいすべての IT プロフェッショナルにとって、基本的な Linux スキルを習得することが重要です。

Linux を学ぶことは、DevOps、サイバーセキュリティ、およびクラウドコンピューティングなどの他の高度な IT 分野への扉を開くでしょう。次のトピックでは、私たちは進むにつれて覚えておく必要のある基本的な Linux コマンドに焦点を当てます。

Become a Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA)