Linuxファイルシステムは、ディスクドライブやパーティション上のファイルの構造化されたコレクションです。 パーティションはメモリのセグメントであり、いくつかの特定のデータを含んでいます。 私たちのマシンでは、メモリに様々なパーティションが存在します。 一般に、各パーティションにはファイルシステムが含まれる。

汎用コンピュータ・システムでは、データを系統的に保存して、より短時間でファイルに簡単にアクセスできるようにする必要がある。 これは、ハードディスク（HDD）または同等のストレージタイプにデータを格納します。

• コンピュータがデータを保存するのは主にRAMストレージで、電源が切れるとデータが失われる可能性があるため、ファイルシステムを維持する理由は次のとおりです。 しかし、不揮発性RAM（フラッシュRAMおよびSSD）があり、電源遮断後もデータを維持することができます。
• データストレージは、RAMがディスクスペースよりもコストがかかるため、標準的なRAMと比較してハードディスクが好まれます。 ハードディスクのコストは、RAMと比較して徐々に下がってきています。

Linux ファイルシステムには以下のセクションがあります：

• ルートディレクトリ (/)
• 特定のデータ保存形式 (EXT3, EXT4, BTRFS, XFS 等)
• 特定のファイルシステムを持つパーティションや論理ボリューム

Linuxファイルシステムとは?

Linux ファイルシステムは、一般にストレージのデータ管理を扱うために使用される Linux オペレーティングシステムの組み込みレイヤーです。 これは、ディスク・ストレージ上でファイルを配置するのに役立ちます。 ファイル名、ファイルサイズ、作成日、およびファイルに関するより多くの情報を管理します。

Linux ファイルシステムの構造

Linux ファイルシステムは、ルートディレクトリとそのサブディレクトリを含む、階層的なファイル構造を持っています。 他のすべてのディレクトリは、ルートディレクトリからアクセスすることができます。

ファイルシステムは、不揮発性ストレージデータ用のスペースを管理・提供できるように設計されています。 すべてのファイル システムは、命名および組織化方法論である名前空間を必要としました。 名前空間は、命名プロセス、ファイル名の長さ、またはファイル名に使用できる文字のサブセットを定義します。 また、特定のファイルを整理するためにディレクトリを使用するなど、メモリセグメント上のファイルの論理構造も定義する。 名前空間が記述されると、その特定のファイルに対してメタデータ記述が定義されなければならない。

データ構造は階層的なディレクトリ構造をサポートする必要がある。この構造は、特定のブロックに対して利用可能および使用されるディスク領域を記述するために使用される。 また、ファイル サイズ、作成、更新、最終更新の日付 & 時刻など、ファイルに関するその他の詳細もあります。

また、パーティションやボリュームなど、ディスクのセクションに関する詳細情報も格納されます。 以下の画像を参照してください。

ファイル システムには、ファイルやディレクトリなどのファイル システム コンポーネントと対話するための関数呼び出しにアクセスする API (アプリケーション プログラミング インターフェイス) が必要です。 API は、ファイルの作成、削除、およびコピーなどのタスクを容易にします。

与えられたファイルシステムの最初の 2 つの部分は一緒に Linux 仮想ファイル システムと呼ばれます。 これは、カーネルと開発者がファイル システムにアクセスするための単一のコマンド セットを提供します。 この仮想ファイルシステムは、ファイルシステムへのインターフェイスを与えるために、特定のシステムドライバを必要とします。

Linux File System Features

Linux では、ファイルシステムはツリー構造を作成します。 すべてのファイルは、木とその枝として配置される。 一番上のディレクトリはルート(/)ディレクトリと呼ばれる。

Linuxのファイルシステムの主な特徴は以下の通りである：

• パスの指定。 Linuxでは、構成要素の区切りにバックスラッシュ（ \ ）を使用せず、フォワードスラッシュ（ / ）で代用している。 例えば、WindowsのようにC:↵My Documents/ Workに格納されているデータを、Linuxでは/home/ My Document/ Workに格納する。
• Partition, Directories, and Drives: Linuxでは、Windowsのようにドライブレターを使ってドライブを整理することはできません。 Linuxでは、パーティション、ネットワークデバイス、または「普通の」ディレクトリとドライブのどれを指しているのかがわかりません。
• Case Sensitivity: Linuxのファイルシステムは大文字と小文字を区別します。 これは、ファイル名を小文字と大文字に区別します。 例えば、Linuxでは、test.txtとTest.txtは違います。 このルールは、ディレクトリやLinuxコマンドにも適用されます。
• ファイル拡張子。 Linuxでは、ファイルに’.txt’という拡張子が付くことがあります。 シェルで作業していると、初心者がファイルとディレクトリを区別するのに苦労する。 グラフィカルなファイルマネージャを使用する場合、ファイルとフォルダーを記号化する
• 隠しファイル。 Linuxでは、標準ファイルと隠しファイルを区別しており、ほとんどの場合、設定ファイルはLinux OSでは隠されています。 通常、我々は、隠されたファイルにアクセスしたり、読んだりする必要はありません。 Linuxの隠しファイルは、ファイル名の前にドット(.)を付けて表現されます(例: .ignore)。

Types of Linux File System

Linux OSをインストールすると、Ext, Ext2, Ext3, Ext4, JFS, ReiserFS, XFS, btrfs, swapなど多くのファイルシステムが提供されています。

Ext、Ext2、Ext3、および Ext4 ファイルシステム

ファイルシステム Ext は Extended File System の略です。 主にMINIX OS向けに開発された。 Ext ファイルシステムは古いバージョンであり、いくつかの制限のため、現在は使用されていません。 Ext3 は、Ext2 を通じて開発され、Ext2 のアップグレード版であり、後方互換性を含んでいます。 Ext3 の主な欠点は、このファイル システムはファイル回復とディスク スナップショットをサポートしないため、サーバーをサポートしないことです。 SSD (ソリッドステートドライブ) ディスクとの互換性が高く、Linux ディストリビューションのデフォルトのファイルシステムです。

JFS ファイルシステム

JFS は Journaled File System の略で、IBM が AIX Unix 用に開発したものです。 Extファイルシステムの代替となるものです。 また、少ないリソースで安定性が必要な場合、Ext4 の代わりに使用することもできます。

ReiserFS File System

ReiserFS は Ext3 ファイルシステムの代替となるものです。 これは、パフォーマンスが向上し、高度な機能を備えています。 以前は、SUSE Linux のデフォルト ファイル システムとして ReiserFS が使用されていましたが、その後、いくつかのポリシーが変更されたため、SUSE は Ext3 に戻しました。

XFS File System

XFS ファイルシステムは高速な JFS と考えられており、並列 I/O 処理のために開発されたものである。 NASAでは、300テラバイト以上の大容量サーバーでこのファイルシステムを使用している。

Btrfs File System

Btrfs とは、B tree file system の略である。 フォールトトレランス、修復システム、楽しい管理、広範なストレージ構成などに使用されます。

スワップファイルシステム

スワップファイルシステムは、Linux オペレーティングシステムでシステムのハイバネーション時にメモリページングに使用されます。 ハイバネート状態にならないシステムは、その RAM サイズと同じスワップスペースを持つことが必要です。