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区块链学习——HyperLedger-Fabric v1.0 启动过程分析

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本章我们从fabric v1.0的e2e_cli示例开始分析整个启动过程以及在过程中的一些配置文件

首先呢，还是确保你的基本环境已经搭建完成，v1.0源码和镜像也都下载完毕

fabric启动过程中的相关脚本文件解析

network_setup.sh脚本文件

在源码目录下的network_setup.sh文件是官方提供的快速部署测试的一个自动化脚本，接下来我们看一下在启动这个文件时都做了什么:

在上图中我们只是截取了启动函数，在这个函数中可以清楚的看出在启动中调用了generateArtifacts.sh和docker-compose-cli.yaml两个文件，这两个文件的作用分别是：

generateArtifacts.sh：生成所需的证书（crypto-config文件夹）和通道相关的配置文件（channel-artifacts文件夹）
docker-compose-cli.yaml：描述的是这个示例网络的拓扑结构

generateArtifacts.sh脚本文件

我们继续分析在network_setup.sh中调用generateArtifacts.sh文件具体又做了什么呢
在generateArtifacts.sh中一共有3个函数：replacePrivateKey()、generateCerts()和generateChannelArtifacts()
generateCerts()：

在上图中可以看到这个函数使用工具cryptogen和crypto-config.yaml文件来生成所需的证书文件和公私钥。
我们可以看一下crypto-config.yaml文件：
Name和Domain是指该org的名字和域名，Template.Count是指该org中的节点数量，Users.Count是指该org中包含的user数量.

OrdererOrgs:
  - Name: Orderer
    Domain: example.com
    Specs:
      - Hostname: orderer
# ---------------------------------------------------------------------------
PeerOrgs:
  - Name: Org1
    Domain: org1.example.com
    Template:
      Count: 2
    Users:
      Count: 1
  # ---------------------------------------------------------------------------
  - Name: Org2
    Domain: org2.example.com
    Template:
      Count: 2
    Users:
      Count: 1

generateChannelArtifacts()：

在上图中可以看到这个函数使用工具configtxgen和configtx.yaml文件来生成创世区块以及通道相关的配置文件。而configtx.yaml文件里主要是一些org的配置项信息，如ID、Host、Port等，除此之外还指明了orderer的共识方式为solo等一些的基础的配置项信息。

docker-compose-cli.yaml脚本文件

docker-compose-cli.yaml文件描述了这个示例网络的拓扑结构，如下，包含：

  • orderer：1个
  • org1：peer0（锚节点），peer1
  • org2：peer0（锚节点），peer1
  • cli：对上面的容器节点进行管理
  • 为什么cli能够对上面的容器进行管理呢？
    因为cli是经过网络中其他节点进行授权认可的，而认可的凭证就是公私钥

#command: /bin/bash -c './scripts/script.sh ${CHANNEL_NAME}; sleep $TIMEOUT'
文件中上面这一行是笔者故意注释掉的，使docker-compose-cli.yaml文件启动时不会自动去执行script.sh脚本，而这个脚本就是自动创建、加入通道以及链码相关操作的自动化脚本，而在下面，我们将自己动手来一步步完成这些步骤，从而加深对fabric启动过程的理解。

version: '2'

services:

  orderer.example.com:
    extends:
      file:   basehttps://img.qb5200.com/download-x/docker-compose-base.yaml
      service: orderer.example.com
    container_name: orderer.example.com

  peer0.org1.example.com:
    container_name: peer0.org1.example.com
    extends:
      file:  basehttps://img.qb5200.com/download-x/docker-compose-base.yaml
      service: peer0.org1.example.com

  peer1.org1.example.com:
    container_name: peer1.org1.example.com
    extends:
      file:  basehttps://img.qb5200.com/download-x/docker-compose-base.yaml
      service: peer1.org1.example.com

  peer0.org2.example.com:
    container_name: peer0.org2.example.com
    extends:
      file:  basehttps://img.qb5200.com/download-x/docker-compose-base.yaml
      service: peer0.org2.example.com
  peer1.org2.example.com:
    container_name: peer1.org2.example.com
    extends:
      file:  basehttps://img.qb5200.com/download-x/docker-compose-base.yaml
      service: peer1.org2.example.com

  cli:
    container_name: cli
    image: hyperledger/fabric-tools
    tty: true
    environment:
      - GOPATH=/opt/gopath
      - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/runhttps://img.qb5200.com/download-x/docker.sock
      - CORE_LOGGING_LEVEL=DEBUG
      - CORE_PEER_ID=cli
      - CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org1.example.com:7051
      - CORE_PEER_LOCALMSPID=Org1MSP
      - CORE_PEER_TLS_ENABLED=true
      - CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.crt
      - CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.key
      - CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt
      - CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin@org1.example.com/msp
    working_dir: /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer
    #command: /bin/bash -c './scripts/script.sh ${CHANNEL_NAME}; sleep $TIMEOUT'
    volumes:
        - /var/run/:/host/var/run/
        - ../chaincode/go/:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/chaincode/go
        - ./crypto-config:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/
        - ./scripts:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/scripts/
        - ./channel-artifacts:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/channel-artifacts
    depends_on:
      - orderer.example.com
      - peer0.org1.example.com
      - peer1.org1.example.com
      - peer0.org2.example.com
      - peer1.org2.example.com

启动e2e示例

接下来我们将实际动手启动一下官方提供的示例：

生成证书以及密钥

首先我们进入下载的fabric源码目录/root/go/src/github.com/hyperledger/fabric，执行make cryptogen命令，生成cryptogen可执行程序，如有报错，则在文章最后一部分有笔者自己遇到的错误，可自行查看；

接下来进入cd examples/e2e_cli/目录执行../../build/bin/cryptogen generate --config=./crypto-config.yaml，则会在本目录下生成crypto-config文件夹，存放生成公私钥和证书。

生成创世区块以及通道相关的配置文件

返回到fabric目录，执行make configtxgen命令，生成configtxgen可执行程序

接下来还是进入cd examples/e2e_cli/目录
生成创世区块：

../../build/bin/configtxgen -profile TwoOrgsOrdererGenesis -outputBlock ./channel-artifacts/genesis.block

生成通道相关的配置文件：

../../build/bin/configtxgen -profile TwoOrgsChannel -outputCreateChannelTx ./channel-artifacts/channel.tx -channelID mychannel

生成org1和org2锚节点所需的配置文件：

../../build/bin/configtxgen -profile TwoOrgsChannel -outputAnchorPeersUpdate ./channel-artifacts/Org1MSPanchors.tx -channelID mychannel -asOrg Org1MSP
../../build/bin/configtxgen -profile TwoOrgsChannel -outputAnchorPeersUpdate ./channel-artifacts/Org2MSPanchors.tx -channelID mychannel -asOrg Org2MSP

执行完上述命令后，再执行tree channel-artifacts/（需安装tree命令yum install tree），可以看见如下图生成的文件的目录结构：

启动

启动所需的一切都准备完毕，接下来我们启动fabric网络

docker-compose -f docker-compose-cli.yaml up

另起一个终端，执行docker ps，可以看到如下图，启动了1个orderer，4个peer（分属2个org），1个cli

创建通道

进入cli容器：docker exec -it cli bash
为了方便接下来我们的操作，先设置一些环境变量：

export ORDERER_CA=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem
export CHANNEL_NAME=mychannel

创建通道：

peer channel create -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/channel.tx --tls true --cafile $ORDERER_CA

执行完该命令后系统会打印出下图，并且会在cli中生成1个mychannel.block文件，在后续中，其他的节点想要加入我们创建的这个通道，就必须使用这个文件。

将节点加入通道

  • 在docker-compose-cli.yaml文件中其实指明了启动时就默认连接的是org1.peer0节点，所以直接将其加入通道即可
peer channel join -b $CHANNEL_NAME.block

执行结果如下：

  • 在这里我们只是将org1.peer0节点加入了mychannel这个通道，同样我们再将org1.peer1节点也加入通道，不过这里就需要修改环境变量，使其指向我们需要加入通道的节点后，再将节点加入通道。
export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin\@org1.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer1.org1.example.com:7051

peer channel join -b $CHANNEL_NAME.block

执行结果如下：

  • 将org2.peer0节点加入通道：
export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org2MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin\@org2.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051

peer channel join -b $CHANNEL_NAME.block

执行结果如下：

  • 将org2.peer1节点加入通道：
export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org2MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin\@org2.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer1.org2.example.com:7051

peer channel join -b $CHANNEL_NAME.block

执行结果如下：

更新锚节点

锚节点的作用是为了方便组织(org)之间的通信，1个组织(org)可以拥有1个或多个锚节点负责与其他组织进行通信，然后将结果同步到其他节点。
更新org1的锚节点org1.peer0，首先连接到org1.peer0再执行更新

export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin\@org1.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org1.example.com:7051

peer channel update -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/Org1MSPanchors.tx --tls true --cafile $ORDERER_CA

更新org2的锚节点org2.peer0，首先连接到org2.peer0再执行更新

export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org2MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin\@org2.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051

peer channel update -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/Org2MSPanchors.tx --tls true --cafile $ORDERER_CA

部署测试链码

在上上一步中我们已经将org1和org2的一共4个peer都加入名为mychannel的这个通道，接下来我们开始安装链码，此时我们在上一步命令执行结束后仍连接的是org2.pee1节点，因为链码安装时并没有产生交易，因此是不会影响通道内的其他节点，可以说链码安装其实是一个本地化操作，所以，如果我们想在不同的节点中调用链码的话，就需要安装4次链码（因为我们目前只有4个节点）

  • 安装链码：
peer chaincode install -n mycc -v 1.0 -p github.com/hyperledger/fabric/examples/chaincode/go/chaincode_example02

执行结果如下：

  • 实例化链码（-o：指定orderer的地址）
    链码实例化其实可以看作是一笔特殊的交易，链码在某个节点实例化以后，其信息就会被广播到通道内的所有节点，如果另外1个节点又再一次对这个链码实例化的话就会冲突。
peer chaincode instantiate -o orderer.example.com:7050 --tls true --cafile $ORDERER_CA -C $CHANNEL_NAME -n mycc -v 1.0 -c '{"Args":["init", "a", "100", "b", "200"]}' -P "OR        ('Org1MSP.member', 'Org2MSP.member')"
  • 调用链码
    上面一步我们的链码实例化已经完成，初始时a账户100元，b账户200元，我们先查询一下a的余额，验证一下
peer chaincode query -C $CHANNEL_NAME -n mycc -c '{"Args":["query", "a"]}'

执行结果如下：

接下来我们调用链码使a给b转账50元

peer chaincode invoke -o orderer.example.com:7050 --tls true --cafile $ORDERER_CA -C $CHANNEL_NAME -n mycc -c '{"Args":["invoke", "a","b","50"]}'

执行结果如下：

现在我们需要在另外1个节点org1.peer0上查询org2.peer1节点上发生的交易是否成功
需要先连接到org1.peer0上，需要再一次安装链码，但不需要实例化

export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"
export CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt
export CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/users/Admin\@org1.example.com/msp
export CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org1.example.com:7051

peer chaincode install -n mycc -v 1.0 -p github.com/hyperledger/fabric/examples/chaincode/go/chaincode_example02

再一次安装完链码后我们调用链码查询a的余额

peer chaincode query -C $CHANNEL_NAME -n mycc -c '{"Args":["query", "a"]}'

执行结果如下：

最后我们查看正在运行中的容器，可以看到如下：

错误

  1. 执行make cryptogen命令如有报错

    解决方案：yum install libtool-ltdl-devel


最后呢，说明一下，作者也是刚入坑的小白，这篇文章也就是分享一下个人的理解，方便以后查看。如果对你有帮助的话，非常荣幸，如果有不对的地方，欢迎留言指正！

参考文章

博客园深蓝居

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