基於ubuntu16.04快速構建Hyperledger Fabric網絡

前言

最近在參加一個比賽,使用到了區塊鏈的開源軟件hyperledger,因爲以前從未接觸過區塊鏈,以及和區塊鏈開發相關的內容,全部在網上查閱了大量的資料,而且經過學習yeasy(楊寶華)開源的入門書籍區塊鏈技術指南以及進階學習的《區塊鏈原理、設計與應用》,對區塊鏈的一些相關概念有了必定認識。這裏記錄的是我安裝hyperledger fabric的全部步驟，同時也是一個快速搭建單機環境的參考教程。

準備好機器環境

本人的區塊鏈網絡部署在VMware搭建的ubuntu16.04的環境下（推薦使用該版本的系統），詳細的系統版本爲ubuntu-16.04.4-desktop-amd64.iso,是從網易開源鏡像站下載的。對於如何使用VMware安裝虛擬機以及讓虛擬機訪問網絡，網上有許多教程，這裏就不重複講了。
當將系統安裝完成後，須要更換源，使用desktop版的能夠直接在設置裏面選擇最佳服務器,以下圖所示

若使用的是服務器版本,則可使用以下命令換成高速的源

• 先備份原來的源文件

$ sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

• 打開sources.list文件,刪除原來的內容

$ sudo vim /etc/apt/sources.list

• 任選下面一組源文件複製到source.list中

  網易源

deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse

阿里源

# deb cdrom:[Ubuntu 16.04 LTS _Xenial Xerus_ - Release amd64 (20160420.1)]/ xenial main restricted  
deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main restricted #Added by software-properties  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted  
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted multiverse universe #Added by software-properties  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted  
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted multiverse universe #Added by software-properties  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial universe  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates universe  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial multiverse  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates multiverse  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse #Added by software-properties  
deb http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner  
deb-src http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted  
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted multiverse universe #Added by software-properties  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security universe  
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security multiverse

搜狐源

deb http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse  
deb http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse  
deb-src http://mirrors.sohu.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse

複製進去後,使用:wq保存,而後使用以下命令更新一下

$ sudo apt-get update

執行完成後環境就基本上準備好了,若是使用的是服務器版本,以爲使用不方便的話,可使用xshell之類的遠程鏈接工具鏈接你的虛擬機。若是你的環境搭建再雲服務器上，例如阿里雲或者騰訊雲，能夠不用更新源，直接在本身的主機上使用遠程鏈接工具鏈接上雲主機，環境就算完成了（若在本地不能鏈接上雲主機，或者虛擬機，檢查一下ssh是否已經安裝並啓動,若沒有，能夠參加網上的教程，配置遠程鏈接）。

安裝GO語言環境

不推薦使用apt的方式安裝GO,緣由是這樣安裝的版本比較老，推薦安裝最新版的GO,具體安裝命令以下

• 下載最新的GO安裝包，具體的最新版本號能夠從Golang官網上查看

$ wegt https://dl.google.com/go/go1.10.2.linux-amd64.tar.gz

• 解壓安裝包到/usr/local目錄下

$ sudo tar -C usr/local -xzf go1.10.2.linux-amd64.tar.gz

• 編輯當前用戶的環境變量

$ vim ~/.profile

添加以下內容

export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
export GOROOT=/usr/local/go
#這裏配置的GOPATH目錄爲家目錄的的go文件夾
export GOPATH=$HOME/go
export PATH=$PATH:$HOME/go/bin

使用:wq保存後使用以下命令將保存當即刷新

$ source ~/.profile

• 創建GOPATH目錄
  因爲在環境變量中配置了GOPATH目錄的位置，因此咱們須要在家目錄下建立該文件夾

$ cd ~
$ mkdir go

• 查看go版本，測試環境配置是否成功

$ go version
go version go1.10 linux/amd64

安裝Docker

這裏使用的Docker的官方文檔來安裝docker

• 若是系統中有舊版本的Docker,須要先使用以下命令卸載

$ sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io

• 更新apt包索引

$ sudo apt-get update

• 安裝軟件包以容許apt經過HTTPS使用遠程庫

$ sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    software-properties-common

若出現沒法識別命令，能夠先將該命令複製到一個文本文件中，將\去掉，將全部語句放在同一行下，而後複製執行。

• 添加Docker的官方GPG密鑰

$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

• 經過搜索指紋的最後8個字符，確認您如今擁有指紋識別碼9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88

$ sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

pub   4096R/0EBFCD88 2017-02-22
      Key fingerprint = 9DC8 5822 9FC7 DD38 854A  E2D8 8D81 803C 0EBF CD88
uid                  Docker Release (CE deb) <docker@docker.com>
sub   4096R/F273FCD8 2017-02-22

• 使用如下命令設置穩定版本的遠程庫

$ sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"

• 再次更新apt包索引

$ sudo apt-get update

• 使用apt安裝docker-ce

$ sudo apt-get install docker-ce

• 查看docker版本，測試環境配置是否成功

$ docker version
Client:
 Version:      18.03.1-ce
 API version:  1.37
 Go version:   go1.9.5
 Git commit:   9ee9f40
 Built:        Thu Apr 26 07:17:20 2018
 OS/Arch:      linux/amd64
 Experimental: false
 Orchestrator: swarm

Server:
 Engine:
  Version:      18.03.1-ce
  API version:  1.37 (minimum version 1.12)
  Go version:   go1.9.5
  Git commit:   9ee9f40
  Built:        Thu Apr 26 07:15:30 2018
  OS/Arch:      linux/amd64
  Experimental: false

安裝完成以後，須要將當前用戶添加到docker用戶組，而後爲該用戶添加sudo權限

• 若沒有建立docker用戶組，可使用以下命令建立一個GID爲999，組名爲docker的用戶組

$ sudo groupadd –g 999 docker

• 將當前用戶(ubuntu)添加到docker用戶組並分配sudo權限

$ sudo usermod -aG docker ubuntu

註銷後從新登陸，而後添加阿里雲的Docker Hub鏡像（注意，不一樣版本的添加方法不一樣，見阿里雲容器 Hub）

$ sudo mkdir -p /etc/docker
$ sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
    "registry-mirrors": ["https://obou6wyb.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart docker

若是以爲阿里雲鏡像很差用，能夠選擇DaoClound的鏡像,配置方式見DaoCloud官方文檔

安裝Docker-Compose

Docker-Compose是支持經過模板腳本批量建立的一個組件。在安裝 Docker-Compose以前，須要安裝python-pip

• 安裝python-pip

$ sudo apt-get python-pip

• 下載 Docker-Compose，這裏使用的是國內的DaoClound加速器進行下載

$ curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/1.12.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > ~/docker-compose

• 將Docker-Compose文件夾移動到/usr/local/bin目錄下

$ sudo mv ~/docker-compose /usr/local/bin/docker-compose

• 爲Docker-Compose附上可執行權限

$ chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

下載Fabric源碼

• 先在GOPATH下建立對應的目錄

$ mkdir -p ~/go/src/github.com/hyperledger

• 切換到對應目錄，使用Git命令將fabric的源碼從github上克隆下來

$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger
$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

• 因爲Fabric一直在更新，而咱們並不須要使用最新的源碼，全部將版本切換到v1.0.0

$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric
$ git checkout v1.0.0

下載Fabric Docker鏡像

因爲剛纔設置了Docker Hub鏡像的地址，而且官方文件中也提供了批量下載的腳本，全部咱們只需運行下面命令便可

$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli/
$ source download-dockerimages.sh -c x86_64-1.0.0 -f x86_64-1.0.0

因爲剛纔設置的是國內的鏡像站，在本地網速還不錯的狀況下下載數度仍是很快的。當下載完成後，使用以下命令檢查鏡像列表

$ docker images
REPOSITORY                              TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
dev-peer0.org1.example.com-marbles-v4   latest              089d43e100c9        5 hours ago         173MB
dev-peer0.org1.example.com-fabcar-1.0   latest              6047921ee993        7 hours ago         173MB
hyperledger/fabric-tools                latest              0403fd1c72c7        10 months ago       1.32GB
hyperledger/fabric-tools                x86_64-1.0.0        0403fd1c72c7        10 months ago       1.32GB
hyperledger/fabric-couchdb              latest              2fbdbf3ab945        10 months ago       1.48GB
hyperledger/fabric-couchdb              x86_64-1.0.0        2fbdbf3ab945        10 months ago       1.48GB
hyperledger/fabric-kafka                latest              dbd3f94de4b5        10 months ago       1.3GB
hyperledger/fabric-kafka                x86_64-1.0.0        dbd3f94de4b5        10 months ago       1.3GB
hyperledger/fabric-zookeeper            latest              e545dbf1c6af        10 months ago       1.31GB
hyperledger/fabric-zookeeper            x86_64-1.0.0        e545dbf1c6af        10 months ago       1.31GB
hyperledger/fabric-orderer              latest              e317ca5638ba        10 months ago       179MB
hyperledger/fabric-orderer              x86_64-1.0.0        e317ca5638ba        10 months ago       179MB
hyperledger/fabric-peer                 latest              6830dcd7b9b5        10 months ago       182MB
hyperledger/fabric-peer                 x86_64-1.0.0        6830dcd7b9b5        10 months ago       182MB
hyperledger/fabric-javaenv              latest              8948126f0935        10 months ago       1.42GB
hyperledger/fabric-javaenv              x86_64-1.0.0        8948126f0935        10 months ago       1.42GB
hyperledger/fabric-ccenv                latest              7182c260a5ca        10 months ago       1.29GB
hyperledger/fabric-ccenv                x86_64-1.0.0        7182c260a5ca        10 months ago       1.29GB
hyperledger/fabric-ca                   latest              a15c59ecda5b        10 months ago       238MB
hyperledger/fabric-ca                   x86_64-1.0.0        a15c59ecda5b        10 months ago       238MB
hyperledger/fabric-baseos               x86_64-0.3.1        4b0cab202084        12 months ago       157MB

出現以上結果說明鏡像已經下載成功

啓動Fabric網絡並運行e2e_cli項目

• 進入e2e_cli目錄，並執行啓動命令

$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli/
$ ./network_setup.sh up

這個過程作了以下操做

1.編譯生成Fabric公私鑰，證書的程序，程序在目錄：fabric/release/linux-amd64/bin下

2.基於configtx.yaml生成創世區塊和通道相關信息，並保存到channel-artifacts文件夾中

3.基於crypto-config.yaml生成公私鑰和證書信息，並保存在crypto-config文件夾中

4.基於docker-compose-cli.yaml啓動1 Orderer + 4 Peer + 1 CLI的Fabric容器

5.在CLI啓動的時候，會運行srcipt/script.sh文件，這個腳本文件包含了建立Channel,加入Channel，安裝Example02,運行Example02等功能

最後運行完成，咱們會看到以下截圖，說明網絡啓動成功了

手動測試一下Fabric網絡

咱們以安裝好的Example02進行測試,在官方例子中，channel的名字是mychannel,鏈碼的名字是mycc,咱們首先從新打開一個命令行，而後進入CLI，

• 輸入如下命令便可

$ docker exec -it cli bash

• 運行如下命令能夠查詢a帳戶的餘額

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

查詢結果以下圖所示

能夠看到a帳戶的餘額如今是90

• 運行如下命令能夠查詢b帳戶的餘額

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

查詢結果以下圖所示

能夠看到b帳戶的餘額如今是210

• 如今將b帳戶的餘額轉100給a帳戶，運行以下命令

peer chaincode invoke -o orderer.example.com:7050  --tls true --cafile /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem  -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["invoke","b","a","100"]}'

執行結果以下圖所示

能夠看到執行成功了

• 再次查詢a帳戶的餘額

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

查詢結果以下圖所示

能夠看到a帳戶的餘額如今是190,比以前多了100

• 再次查詢b帳戶的餘額

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

查詢結果以下圖所示

能夠看到b帳戶的餘額如今是110,比以前少了100

調用鏈碼一切正常

關閉區塊鏈網絡

• 退出CLI容器

root@4941e8bd4bd6:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer# exit

• 關閉Fabric網絡

$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli
$ ./network_setup.sh down

最後出現以下圖說明關閉區塊鏈網絡成功

總結

至此，部署以及測試fabric的環境已經所有完成，下一篇博客我將記錄如何在此基礎上部署及運行IBM官方區塊鏈例子marbles(彈珠資產)

參考

• 快速搭建一個Fabric 1.0的環境
• Hyperledger Fabric 1.0 從零開始（五）——運行測試e2e
• 超級帳本搭建流程fabric-sample first-network