基于ubuntu16.04快速构建Hyperledger Fabric网络

前言

最近在参加一个比赛,使用到了区块链的开源软件hyperledger,由于之前从未接触过区块链,以及和区块链开发相关的内容,所有在网上查阅了大量的资料,并且通过学习yeasy(杨宝华)开源的入门书籍区块链技术指南以及进阶学习的《区块链原理、设计与应用》,对区块链的一些相关概念有了一定认识。这里记录的是我安装hyperledger fabric的所有步骤,同时也是一个快速搭建单机环境的参考教程。

准备好机器环境

本人的区块链网络部署在VMware搭建的ubuntu16.04的环境下(推荐使用该版本的系统),详细的系统版本为ubuntu-16.04.4-desktop-amd64.iso,是从网易开源镜像站下载的。对于如何使用VMware安装虚拟机以及让虚拟机访问网络,网上有许多教程,这里就不重复讲了。

当将系统安装完成后,需要更换源,使用desktop版的可以直接在设置里面选择最佳服务器,如下图所示
选择最佳服务器
若使用的是服务器版本,则可以使用如下命令换成高速的源

  • 先备份原来的源文件
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sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
  • 打开sources.list文件,删除原来的内容
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sudo vim /etc/apt/sources.list
  • 任选下面一组源文件复制到sources.list中

网易源

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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

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# 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

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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

复制进去后,使用:wq保存,然后使用如下命令更新一下

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sudo apt-get install update

执行完成后环境就基本上准备好了,如果使用的是服务器版本,觉得使用不方便的话,可以使用xshell之类的远程连接工具连接你的虚拟机。如果你的环境搭建再云服务器上,例如阿里云或者腾讯云,可以不用更新源,直接在自己的主机上使用远程连接工具连接上云主机,环境就算完成了(若在本地不能连接上云主机,或者虚拟机,检查一下ssh是否已经安装并启动,若没有,可以参加网上的教程,配置远程连接)。

安装GO语言环境

不推荐使用apt的方式安装GO,原因是这样安装的版本比较老,推荐安装最新版的GO,具体安装命令如下

  • 下载最新的GO安装包,具体的最新版本号可以从Golang官网上查看
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wegt https://dl.google.com/go/go1.10.2.linux-amd64.tar.gz
  • 解压安装包到/usr/local目录下
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sudo tar -C /usr/local -xzf go1.10.2.linux-amd64.tar.gz
  • 编辑当前用户的环境变量
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vim ~/.profile

添加如下内容

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export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
export GOROOT=/usr/local/go
#这里配置的GOPATH目录为家目录的的go文件夹
export GOPATH=$HOME/go
export PATH=$PATH:$HOME/go/bin

使用:wq保存后使用如下命令将保存立即刷新

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source ~/.profile
  • 建立GOPATH目录
    由于在环境变量中配置了GOPATH目录的位置,所以我们需要在家目录下创建该文件夹
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cd ~
mkdir go
  • 查看go版本,测试环境配置是否成功
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$ go version
go version go1.10 linux/amd64

安装Docker

这里使用的Docker官方文档来安装docker

  • 如果系统中有旧版本的Docker,需要先使用如下命令卸载
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$ sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io
  • 更新apt包索引
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sudo apt-get update
  • 安装软件包以允许apt通过HTTPS使用远程库
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sudo apt-get install \
apt-transport-https \
ca-certificates \
curl \
software-properties-common

若出现无法识别命令,可以先将该命令复制到一个文本文件中,将\去掉,将所有语句放在同一行下,然后复制执行。

  • 添加Docker的官方GPG密钥
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$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
  • 通过搜索指纹的最后8个字符,确认您现在拥有指纹识别码9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88
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$ 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
  • 使用以下命令设置稳定版本的远程库
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$ sudo add-apt-repository \
"deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) \
stable"
  • 再次更新apt包索引
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sudo apt-get update
  • 使用apt安装docker-ce
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sudo apt-get install docker-ce
  • 查看docker版本,测试环境配置是否成功
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$ 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

安装完成之后,需要将当前用户添加到docker用户组,然后为该用户添加sudo权限

  • 若没有创建docker用户组,可以使用如下命令创建一个GID999,组名为docker的用户组
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sudo groupadd –g 999 docker
  • 将当前用户(ubuntu)添加到docker用户组并分配sudo权限
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sudo usermod -aG docker ubuntu

注销后重新登录,然后添加阿里云的Docker Hub镜像(注意,不同版本的添加方法不同,见阿里云容器 Hub

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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

如果觉得阿里云镜像不好用,可以选择DaoClound的镜像,配置方式见DaoCloud官方文档

安装Docker-Compose

Docker-Compose是支持通过模板脚本批量创建的一个组件。在安装 Docker-Compose之前,需要安装python-pip

  • 安装python-pip
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sudo apt-get python-pip
  • 下载 Docker-Compose,这里使用的是国内的DaoClound加速器进行下载

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

  • Docker-Compose文件夹移动到/usr/local/bin目录下

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

  • Docker-Compose附上可执行权限
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chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

下载Fabric源码

  • 先在GOPATH下创建对应的目录
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$ mkdir -p ~/go/src/github.com/hyperledger
  • 切换到对应目录,使用Git命令将fabric的源码从github上克隆下来
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cd ~/go/src/github.com/hyperledgergit clone https://github.com/hyperledger/fabric.git
  • 由于Fabric一直在更新,而我们并不需要使用最新的源码,所有将版本切换到v1.0.0
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$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric
git checkout v1.0.0

下载Fabric Docker镜像

由于刚才设置了Docker Hub镜像的地址,并且官方文件中也提供了批量下载的脚本,所有我们只需运行下面命令即可

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$ 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

由于刚才设置的是国内的镜像站,在本地网速还不错的情况下下载数度还是很快的。当下载完成后,使用如下命令检查镜像列表

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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

出现以上结果说明镜像已经下载成功

启动Fabric网络并运行e2e_cli项目

  • 进入e2e_cli目录,并执行启动命令
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$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli/
$ ./network_setup.sh up

这个过程做了如下操作

1.编译生成Fabric公私钥,证书的程序,程序在目录:fabric/release/linux-amd64/bin

2.基于configtx.yaml生成创世区块和通道相关信息,并保存到channel-artifacts文件夹中

3.基于crypto-config.yaml生成公私钥和证书信息,并保存在crypto-config文件夹中

4.基于docker-compose-cli.yaml启动1 Orderer + 4 Peer + 1 CLIFabric容器

5.在CLI启动的时候,会运行srcipt/script.sh文件,这个脚本文件包含了创建Channel,加入Channel,安装Example02,运行Example02等功能

最后运行完成,我们会看到如下截图,说明网络启动成功了
网络启动成功

手动测试一下Fabric网络

我们以安装好的Example02进行测试,在官方例子中,channel的名字是mychannel,链码的名字是mycc,我们首先重新打开一个命令行,然后进入CLI

  • 输入以下命令即可
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$ docker exec -it cli bash
  • 运行以下命令可以查询a账户的余额
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$ peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","a"]}'

查询结果如下图所示
查询结果
可以看到a账户的余额现在是90

  • 运行以下命令可以查询b账户的余额
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$ peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","b"]}'

查询结果如下图所示
查询结果
可以看到b账户的余额现在是210

  • 现在将b账户的余额转100给a账户,运行如下命令
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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"]}'

执行结果如下图所示
执行结果
可以看到执行成功了

  • 再次查询a账户的余额
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$ peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","a"]}'

查询结果如下图所示
查询结果
可以看到a账户的余额现在是190,比之前多了100

  • 再次查询b账户的余额
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$ peer chaincode query -C mychannel -n mycc -c '{"Args":["query","b"]}'

查询结果如下图所示
查询结果
可以看到b账户的余额现在是110,比之前少了100

调用链码一切正常

关闭区块链网络

  • 退出CLI容器
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root@4941e8bd4bd6:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer# exit
  • 关闭Fabric网络
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$ cd ~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli
$ ./network_setup.sh down

最后出现如下图说明关闭区块链网络成功
关闭区块链网络

总结

至此,部署以及测试fabric的环境已经全部完成,下一篇博客我将记录如何在此基础上部署及运行IBM官方区块链例子marbles(弹珠资产)

参考