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Linux起動問題の診断と解決：段階的ガイド

この包括的な段階的ガイドで、起動障害の診断と解決を通じてLinuxシステム復旧の技術を習得しましょう。BIOS/UEFI初期化からinitシステム段階に至るまでの起動シーケンス全体を学習します。GRUBエントリの編集、シングルユーザーモードの利用、FSCKによるファイルシステム整合性の確認、そしてinitramfsやGRUB構成などの重要な起動コンポーネントを再構築するためのライブCD環境の活用といった実践的な手順を網羅しています。

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Linuxブート問題の診断と解決：ステップバイステップガイド

Linuxシステムは一般的に堅牢ですが、ブート失敗が発生すると、重要な操作が停止する可能性があります。ブートプロセスを理解し、体系的なトラブルシューティングの手順を知ることは、すべてのシステム管理者にとって不可欠なスキルです。このガイドでは、Linuxブート失敗の根本原因を診断するための構造化されたアプローチを提供します。これには、ハードウェアチェックからブートローダーとカーネルのステージの詳細な検査までが含まれます。

ブート問題をうまく解決するには、忍耐と系統的な調査が必要です。Linuxブートシーケンスの典型的なフェーズを網羅し、障害がよく発生する箇所を特定し、システムを回復するために必要な実践的な手順とコマンドを詳しく説明します。

Linuxブートシーケンスを理解する

トラブルシューティングを行う前に、何が正常に起こるべきかを知ることが重要です。Linuxのブートプロセスは順次実行され、どのステップでの失敗もシステムがログインプロンプトに到達するのを妨げます。主なステージは以下の通りです。

  1. BIOS/UEFI初期化: ハードウェアのPOST（パワーオンセルフテスト）。
  2. ブートローダー段階（例：GRUB）: カーネルと初期RAMディスク（initrd/initramfs）をロードします。
  3. カーネル初期化: カーネルが起動し、ルートファイルシステムをマウントし、必須ドライバーを初期化します。
  4. Initシステム段階（例：systemd、SysVinit）: ユーザー空間プロセスが開始され、ログインプロンプトに至る最終段階です。

ほとんどのブート失敗はステージ2、3、または4で発生します。

フェーズ1：初期診断（ブートローダー前）

システムがGRUBメニューにすら到達しない場合、問題はハードウェア関連またはファームウェアレベルである可能性が高いです。

ハードウェアチェック

  • 電源と周辺機器: 電源供給が安定しており、不要な周辺機器が接続されていないことを確認してください。ハードディスクの故障やRAMの不良は、ブート失敗として現れることがあります。
  • BIOS/UEFI設定: 正しいブートデバイスがプライマリとして選択されていることを確認してください。最近ハードウェアを変更した場合は、ファームウェアがドライブを認識していることを確認してください。

ブートメッセージの検査（部分的に表示される場合）

ハードフリーズや再起動の前に短いメッセージが表示される場合は、それらを書き留めてください。ディスクコントローラーやメモリ割り当てに関連するエラーを探します。

フェーズ2：ブートローダー（GRUB/LILO）のトラブルシューティング

GRUBメニューは表示されるものの、エントリを選択すると失敗（例：カーネルパニックやハング）が発生する場合、ブートローダーの設定またはカーネル/initrdイメージが破損している可能性があります。

GRUBメニューへのアクセス

ブート時にShift（BIOSシステムの場合）またはEsc（UEFIシステムの場合）を繰り返し押して、GRUBメニューが表示されることを確認します。表示されない場合、ブートセクターまたはUEFIエントリの修復が必要になることがあります（回復セクションで説明します）。

GRUBエントリの編集

メニューが表示されたら、目的のカーネルエントリをハイライトし、eキーを押して編集します。これにより、永続的な損傷を与えることなく一時的な変更が可能です。

確認すべき主要なパラメータ:

  1. linuxまたはlinuxefi行: カーネルイメージ（vmlinuz-*）へのパスが正しいことを確認します。
  2. root=パラメータ: これがルートファイルシステムパーティション（例：root=/dev/sda2）を正しく指していることを確認します。UUIDを使用している場合は、それらが正しいことを確認します。

シングルユーザーモード（リカバリーモード）でのブート

多くの起動サービスをスキップして最小限のシェル環境に入るには、カーネル行の末尾に以下のディレクティブを追加します。

init=/bin/bash
# または
single
# または（systemdシステムの場合）
systemd.unit=rescue.target

システムがルートシェルプロンプト（#）までブートする場合、カーネルは正常にロードされており、問題はサービス起動シーケンスまたはファイルシステムの整合性にあります。

フェーズ3：ファイルシステムとカーネルの問題

シェルに正常にドロップできた場合（またはシステムがinitramfs段階でハングした場合）、焦点はルートファイルシステムの整合性またはモジュールの欠落に移ります。

ファイルシステムの整合性チェック

システムが早期にハングする場合、多くの場合、破損が原因でルートファイルシステムをマウントできない可能性があります。パーティションを読み書きでマウントできない可能性が高いため、リカバリー環境（ライブCD/USBまたはシングルユーザーモードシェルなど）を使用する必要があります。

破損したパーティション（例：/dev/sda2）でファイルシステムチェック（FSCK）を実行します。

# リカバリー環境にいてパーティションがアンマウントされていると仮定
e2fsck -f /dev/sda2

パーティションがマウントされている場合（例：シングルユーザーモード）、最初に読み取り専用で再マウントするか、外部メディアからブートする必要があるかもしれません。

破損または欠落したInitramfs

initramfs（Initial RAM File System）には、実際のルートファイルシステムをマウントするために必要なドライバーが含まれています。これが破損している場合、システムは早期にハングします。

解決策: 動作する環境（ライブCDまたはレスキューシェル）からinitramfsを再構築します。

ルートパーティションが/mntにマウントされていると仮定して:

# インストールされたシステムにchroot
for i in /dev /dev/pts /proc /sys /run; do sudo mount -B $i /mnt$i; done
chroot /mnt

# 現在のカーネルバージョンのinitramfsを再構築
update-initramfs -u -k all
# または（RHEL/CentOSシステムの場合）
drconfig -v

exit
# アンマウントして再起動

フェーズ4：ライブ環境を使用した回復

いずれかの形式のシングルユーザーモードに到達できない場合、最も信頼性の高い回復方法は、ライブLinux USB/CD（例：Ubuntu Live、CentOS Rescue Image）からブートすることです。

ステップ1：ライブ環境へのブート

外部メディアを使用してシステムをブートし、コマンドラインにアクセスできることを確認します。

ステップ2：システムパーティションのマウント

ルートパーティションを特定します（lsblkまたはfdisk -lを使用）。それを一時的な場所、例えば/mnt/rescueにマウントします。

# 例：ルートが/dev/sda2であると仮定
mkdir /mnt/rescue
mount /dev/sda2 /mnt/rescue

/bootパーティションが別にある場合は、それもマウントします。

mount /dev/sda1 /mnt/rescue/boot

ステップ3：chrootして修復

chrootを使用して、シェルのルートディレクトリをインストールされたシステムに移行します。これにより、システムのネイティブツールを実行できます。

# 必須システムディレクトリをバインド
for dir in dev proc sys run; do mount --bind /$dir /mnt/rescue/$dir; done

# システム環境に入る
chroot /mnt/rescue

chroot環境（#）内に入ったら、修復コマンドを実行できます。

  1. ログの確認: journalctl -xb（systemdが利用可能な場合）。
  2. GRUBの再インストール/更新: これによりブートセクターの問題が修正されます。
    bash grub-install /dev/sda update-grub # または grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
  3. Initramfsの再構築（上記参照）: update-initramfs -u -k all

ステップ4：クリーンアップと再起動

chrootを終了し（exit）、すべてのパーティションをアンマウントし、ライブメディアなしで再起動します。

ベストプラクティス: ライブ環境を使用している場合でも、主要な修復を試みる前に、重要な設定ファイル（/etc/fstab、/boot/grub/grub.cfg）を常にバックアップしてください。

一般的なエラーインジケーターの要約

症状 考えられる原因 推奨されるアクション
即座に黒い画面、GRUBメニューなし ハードウェア障害、BIOS/UEFI設定、MBR/EFIパーティション内のGRUB破損 ハードウェア接続を確認し、ライブCD経由でGRUB修復を試みる。
GRUBメニューエントリ表示後にハング 不適切なカーネルパラメータ、破損したinitrd GRUBエントリを編集（e）してroot=を変更するか、singleを追加する。
initramfsプロンプトにドロップ ファイルシステムドライバーの欠落、ファイルシステムの破損 fsckを実行するか、システムマウント後にinitramfsを再構築する。
ブートするがサービスの起動に失敗 /etc/fstabの問題またはシステムサービスの障害 rescue.targetでブートし、ログ（journalctl）を調査する。

ハードウェア層からブートローダー、カーネル、そして最終的にユーザー空間へと進む体系的な診断は、Linuxブート失敗を効率的に解決するための鍵です。