新Linux入門｜Linuxの中身をのぞいてみよう：OSを支える仕組みと構成

普段、私たちが使っているLinux。
ターミナルでコマンドを入力したり、デスクトップ環境で操作したりできますが、
その「中身」がどう動いているのか、考えたことはありますか？

Linuxは、たくさんの“部品”が組み合わさって動作する、非常に緻密なシステムです。
この記事では、AlmaLinux 9.6 を例に、Linuxの内部構成と仕組みをやさしく解説していきます。

⚙️ Linuxを支える主要な構成要素

Linuxオペレーティングシステムは、主に以下の要素で構成されています。

構成要素	主な役割
カーネル（Kernel）	ハードウェアとソフトウェアの橋渡しを行う中核部分
ローダブルモジュール	カーネルに後から機能を追加・削除できる仕組み
ライブラリ	プログラムの共通機能をまとめた再利用可能な部品群
X Window System	GUI（グラフィカル環境）を実現する基盤
プログラム開発環境	コンパイラ・デバッガなど、開発に必要なツール群
サービスプログラム	サーバー機能（Web、DB、メールなど）を提供するプログラム群
コマンド／ユーティリティ	システム操作や設定、情報取得のためのCLIツール

それでは、それぞれの中身をもう少し詳しく見ていきましょう。

🧩 Linuxカーネル：システムの心臓部

Linuxカーネルは、オペレーティングシステムの中心的存在です。
　カーネルは、ハードウェアとアプリケーションの間に立ち、CPU・メモリ・ストレージ・ネットワークなどのリソースを管理します。

主な機能	説明
プロセス管理	実行中のプログラム（プロセス）の制御とスケジューリングを行う。
メモリ管理	物理メモリと仮想メモリを効率的に管理する。
ファイルシステム管理	データをファイルとして保存・読み書きする仕組みを提供。
デバイス管理	ハードウェアデバイスとの通信を制御。
ネットワーキング	通信機能（TCP/IPなど）を提供し、ネットワーク接続を管理。

💬 ポイント
カーネルは常にバックグラウンドで動作しており、私たちが入力するすべてのコマンドや操作を支えています。

🔌 ローダブルモジュール（Loadable Kernel Modules）

Linuxのカーネルは「拡張性」を重視しており、
モジュール（module）という単位で、機能を動的に追加・削除できます。

📦 よく使うコマンド

コマンド	説明	主なオプション
lsmod	現在ロードされているカーネルモジュールを一覧表示する。	なし
modprobe	モジュールを追加または削除する。	-r（削除）、--show-depends（依存関係を表示）
insmod	モジュールを挿入する（ファイルを指定）	なし
rmmod	モジュールを削除する。	なし

使用例（AlmaLinux 9.6）

[suzuki@AlmaLinux ~]$ lsmod | head
Module                  Size  Used by
tls                   159744  0
nls_utf8               12288  1
isofs                  65536  1
uinput                 24576  0
snd_seq_dummy          12288  0
snd_hrtimer            12288  1
nft_fib_inet           12288  1
nft_fib_ipv4           12288  1 nft_fib_inet
nft_fib_ipv6           12288  1 nft_fib_inet

💡 解説
　lsmodで確認すると、現在読み込まれているファイルシステムやドライバ（xfs、dm_modなど）が一覧表示されます。
再起動せずに機能を追加できるのが、Linuxの柔軟さの特徴です。

🧰 ライブラリ（Library）

ライブラリは、プログラムが共通して使う処理をまとめた部品（関数集）です。
例えば、文字列処理、数学計算、ファイル操作などがライブラリとして提供されています。

種類	内容
静的ライブラリ（.a）	コンパイル時にプログラムへ組み込まれる形式。
共有ライブラリ（.so）	実行時にリンクされる形式。複数のプログラムで共有可能。

使用例：共有ライブラリの確認

[suzuki@AlmaLinux ~]$ ldd /bin/ls
	linux-vdso.so.1 (0x00007ffc69584000)
	libselinux.so.1 => /lib64/libselinux.so.1 (0x00007f520e970000)
	libcap.so.2 => /lib64/libcap.so.2 (0x00007f520e966000)
	libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f520e600000)
	libpcre2-8.so.0 => /lib64/libpcre2-8.so.0 (0x00007f520e8ca000)
	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f520e9cd000)

💬 ポイント
lsコマンドが利用しているライブラリ一覧が表示されます。
つまり、単独で動いているように見えるコマンドも、裏では多くの共有ライブラリに支えられています。

🪟 X Window System：GUIの基盤

X Window System（X11）は、Linuxでグラフィカル環境を提供する仕組みです。
　画面描画やウィンドウ操作、マウス制御など、デスクトップ環境（GNOMEやKDEなど）の“土台”となっています。

要素	役割
Xサーバー	画面や入力デバイス（マウス・キーボード）を制御する。
Xクライアント	GUIアプリケーション側。サーバーを通じて描画を依頼する。
ディスプレイマネージャ	GUIログイン画面を提供（例：gdm、lightdm）。

🧠 例え話
Xサーバーは“テレビの画面”、
Xクライアントは“テレビ番組”のようなもので、
両者が協力してGUI環境を描き出しています。

🧑‍💻 プログラム開発環境

Linuxはプログラミングに最適な環境でもあります。
AlmaLinux 9.6 では、多くの開発ツールが標準で利用可能です。

ツール	説明
gcc	C/C++コンパイラ
make	ビルド自動化ツール
gdb	デバッガ
python3	スクリプト言語インタプリタ
vim / nano	テキストエディタ

使用例

Hello.c：nanoエディタ等で準備しておきます。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello Linux World!\n");
    return 0;
}

コマンド

[suzuki@AlmaLinux ~]$ gcc hello.c -o hello
[suzuki@AlmaLinux ~]$ ./hello
Hello Linux World!

💬 ポイント
Linuxは教育から研究、産業まで、幅広い開発に活用される理由がここにあります。

🌐 サービスプログラム（デーモン）

Linuxでは、バックグラウンドで動作するプログラム（デーモン）が多数存在します。
これにより、サーバー機能やネットワーク通信が自動で提供されます。

サービス	内容
Apache（httpd）	Webサーバー
MariaDB / PostgreSQL	データベースサーバー
Samba	ファイル共有サービス
Postfix	メール転送サーバー

サービスの状態確認コマンド

コマンド	説明
systemctl status サービス名	サービスの稼働状態を確認
systemctl start/stop/restart サービス名	サービスの開始・停止・再起動
systemctl enable サービス名	起動時に自動実行設定

使用例：apacheをインストールして起動している場合

[root@AlmaLinux ~]# systemctl status httpd
● httpd.service - The Apache HTTP Server
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; enabled)
     Active: active (running) since Tue 2025-10-28 12:00:00 JST; 5min ago

🧮 コマンド／ユーティリティ

Linuxの魅力は、豊富なコマンド群にもあります。
ファイル操作、ネットワーク、プロセス管理など、ほぼすべての作業がCLIで可能です。

カテゴリ	主なコマンド	説明
ファイル操作	ls, cp, mv, rm	ファイルの一覧・コピー・移動・削除
システム情報	uname, df, free	OSやメモリ情報の確認
プロセス管理	ps, top, kill	実行中のプロセスを表示・制御
ネットワーク	ip, ping, netstat	ネットワーク設定や通信確認

使用例

[suzuki@AlmaLinux ~]$ df -h
ファイルシス                    サイズ  使用  残り 使用% マウント位置
devtmpfs                          4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                             886M     0  886M    0% /dev/shm
tmpfs                             355M  5.6M  349M    2% /run
/dev/mapper/almalinux_vbox-root    17G  6.3G   11G   37% /
/dev/sda1                         960M  482M  479M   51% /boot
tmpfs                             178M  108K  178M    1% /run/user/1000
/dev/sr0                           59M   59M     0  100% /run/media/suzuki/VBox_GAs_7.1.10

💬 ポイント
CLIは最初は難しそうに見えますが、慣れるとGUIよりも速く・柔軟に操作できるようになります。

🌱 まとめ

　Linuxは、カーネルを中心に、モジュール・ライブラリ・GUI・開発環境・サービス・コマンドが連携して動作しています。
それぞれが独立していながらも、全体として強力なOSを形づくっているのです。

AlmaLinux 9.6 のような最新ディストリビューションでは、これらの構成要素がより洗練され、
サーバーからクラウドまで、幅広い用途に対応できる柔軟なシステムへと進化しています。