联盟链初识以及Fabric环境搭建流程

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这篇文章首先简单介绍了联盟链是什么，再详细的介绍了Fabric环境搭建的整个流程。

区块链分类：

以参与方式分类，区块链可以分为：公有链、联盟链和私有链。

定义：

我们知道区块链就是一个分布式的，去中心化的公共数据库（或称公共账本）。而联盟链是区块链的一个分支，所以它本身也是一个分布式的，去中心化的公共数据库，跟其他链的区别就是它是针对特定群体的成员和有限的第三方，其内部指定多个预选节点为记账人，其共识过程受到预选节点控制的区块链

本质

联盟链本质仍然是一种私有链，只不过它要比单个小组织开发的私有链更大，但是却没有公有链这么大的规模，可以理解为它是介于公有链和私有链的一种区块链。

联盟链的特点

• 交易速度快
  我们知道对于公有链来说，要想达成共识，必须得由区块链中的所有节点来决定，本身公有链的节点数量就非常庞大，所以处理速度很慢。但对于联盟链来说，由于其节点不多的原因，而且只要当网络上2/3的节点达成共识，就可以完成交易，交易速度自然也就快很多。
• 数据默认不会公开
  不同于公有链，联盟链上的信息并不是所有有访问条件的人就可以访问的，联盟链的数据只限于联盟里的机构及其用户才有权限进行访问。
• 部分去中心化
  与公有链不同，联盟链某种程度上只属于联盟内部的所有成员所有，且很容易达成共识，因为其节点数毕竟是有限的。

联盟链的应用

R3：由40多加银行参与的区块链联盟R3，包括世界著名的银行（如摩根大通、高盛、瑞信、伯克莱、汇丰银行等），IT巨头（如IBM、微软）。
超级账本（Hyperledger）:由 Linux基金会在2015年12月主导发起该项目， 成员包括金融，银行，物联网，供应链，制造和科技行业的领头羊。

Fabric介绍

我们知道智能合约比较成功的就是以太坊了。以太坊主要是公有链，其实对企业应用来说并不是特别合适，而且本身并没有权限控制功能，面向企业的，主要还是HyperLedger Fabric，当然还有R3的Corda。这里我们主要是讲Fabric。
Fabric是一个面向企业应用的区块链框架，基于Fabric的开发可以粗略分为几个层面：
1. 参与Fabric的底层开发，这主要是fabric，fabric-ca和sdk等核心组件。
2. 参与Fabric周边生态的开发，如支持如支持fabric的工具explorer, composer等。
3. 利用fabric平台开发应用，这就是利用fabirc提供的各种sdk来为应用服务（应用开发）
大部分企业会参与2-3的内容，以3为主来服务应用场景，以2为辅。因为现在除了区块链核心功能尚未完善外，对区块链的管理，运维，监控，测试，优化，调试等工具非常匮乏。企业将不得不面对自己开发一些工作。

Fabric环境依赖

fabric官方推荐的开发环境是基于docker搭建的,使用docker搭建需要一下前置条件：

• docker一一Docker version 17.06.2-ce 或以上版本
• Docker Compose一一1.14或以上版本
• Go一一1.10或以上版本， Node.js一一8.9.x或以上版本
• Python一一主要是python-pip

Fabric环境搭建具体步骤：

这里使用的是Ubuntu 16.04.4版本

1.安装go及环境变量配置
(1)下载最新版本的go二进制文件

$ wget https://dl.google.com/go/go1.9.2.linux-amd64.tar.gz

(2)解压文件

$ sudo tar -C /usr/local -xzf go1.9.2.linux-amd64.tar.gz

(3)配置环境变量

vim ~/.profile

添加以下内容：

export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin 
export GOROOT=/usr/local/go 
export GOPATH=$HOME/go 
export PATH=$PATH:$HOME/go/bin

编辑保存并退出vi后，记得使这些环境变量生效

source ~/.profile

2.安装docker
Fabric的chaincode是运行在docker里的。
(1) 由于apt官方库里的docker版本可能比较旧，所以先卸载可能存在的旧版本：

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

(2) 更新apt包索引：

sudo apt-get update

(3) 安装以下包以使apt可以通过HTTPS使用存储库（repository）：

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

(4) 添加Docker官方的GPG密钥：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
备注：可验证秘钥指纹 9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88
使用如下命令验证：
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

(5) 使用下面的命令来设置stable存储库：

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

(6) 再更新一下apt包索引：

sudo apt-get update

(7) 安装最新版本的Docker CE：

sudo apt-get install -y docker-ce
注意：在生产系统上，可能会需要应该安装一个特定版本的Docker CE，而不是总是使用最新版本：
列出可用的版本：apt-cache madison docker-ce
选择要安装的特定版本，第二列是版本字符串，第三列是存储库名称，它指示包来自哪个存储库，以及扩展它的稳定性级别。要安装一个特定的版本，将版本字符串附加到包名中，并通过等号(=)分隔它们：
sudo apt-get install docker-ce=<VERSION>

(8) 测试是否安装成功

docker --version

(9) 使用阿里提供的镜像,否则后面下载Fabric镜像会非常慢
cd到/etc/docker目录下,创建文件daemon.json，输入下面的内容：

{
 "registry-mirrors": ["https://obou6wyb.mirror.aliyuncs.com"]
}

保存并退出，接着执行：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

(10) 查看docker服务是否启动：

systemctl status docker

(11) 若未启动，则启动docker服务：

sudo service docker start或者sudo systemctl start docker

3.安装最新版本的Docker-compose
(1) Docker-compose是支持通过模板脚本批量创建Docker容器的一个组件。在安装Docker-Compose之前，需要安装Python-pip，运行脚本：

sudo apt-get install python-pip

(2) 安装Docker-compose：

pip install docker-compose

(3) 验证是否成功：

sudo docker-compose --version

(这部分还可以看下此篇文章https://blog.csdn.net/so5418418/article/details/78355868)

4.Fabric源码下载
(1) 新建存放测试、部署代码的目录。

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

(2) cd到刚创建的目录

cd ~/go/src/github.com/hyperledger

(3) 下载Fabric,这里使用使用git命令下载源码：

git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

特别注意这里：
直接使用上面的git clone下载会非常慢，因为github.global.ssl.fastly.Net域名被限制了。只要找到这个域名对应的ip地址，然后在hosts文件中加上ip–>域名的映射，刷新DNS缓存就可以了。
解决办法：
步骤【1】:查询域名global-ssl.fastly.Net和 github.com 公网地址
可以使用https://www.ipaddress.com/ 这个查。
分别查找下面这两个域名的ip地址：

    github.global.ssl.fastly.net
    github.com

步骤【2】:将ip地址添加到hosts文件

sudo vim /etc/hosts

在文件下方输入下面内容并保存，前面两个ip就是我们刚才上面查找到的ip：

151.101.185.194 github.global.ssl.fastly.net
192.30.253.113 github.com

步骤【3】：修改完hosts还不会立即生效，你需要刷新DNS缓存，告诉电脑我的hosts文件已经修改了。
输入指令：
sudo /etc/init.d/networking restart 即可，如果不行也可以尝试重启一下电脑。
接下来再去git clone就快很多了。

(4) 由于Fabric一直在更新，新版本的并不稳定，所有我们并不需要最新的源码，需要切换到v1.0.0版本的源码：

git checkout v1.0.0

5.下载Fabric Docker镜像
(1) 前面步骤4下载完成后，我们可以看到当前工作目录(~/go/src/github.com/hyperledger/)下多了一个fabric的文件夹,
接下来我们cd到~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli目录下执行：

source download-dockerimages.sh -c x86_64-1.0.0 -f x86_64-1.0.0 

(注：一定要下载完所有镜像并且镜像版本要和Fabric版本一致如何没有下载问继续执行source download-dockerimages.sh命令直到在完如图所有镜像)，执行完所有会用到的Fabric docker镜像都会下载下来了。
运行以下命令检查下载的镜像列表：

docker images

注意：如果下载时遇到权限问题，需要切换到root用户下：su root
(2) 重启docker

service docker restart

6.测试Fabric环境是否成功
在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli下执行如下命令启动测试

./network_setup.sh up

这个指令具体进行了如下操作：

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，并保存在channel-artifacts文件夹。基于configtx.yaml生成创世区块和通道相关信息，并保存在channel-artifacts文件夹。
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。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1Orderer+4Peer+1CLI的Fabric容器。基于docker-compose-cli.yaml启动1Orderer+4Peer+1CLI的Fabric容器。

在CLI启动的时候，会运行scripts/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。

运行完如果出现下图所示，说明整个Fabric网络已经通了。

这里记录本人测试Fabric环境是否成功时遇到的问题

1. 如果发现运行 ./network_setup.sh up命令 后提示在...fabric/release/linux-amd64/bin文件夹下找不到指定文件
解决办法：
可以在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/scripts文件下找到 bootstrap.1.0.0.sh文件，手动运行它 ./bootstrap.1.0.0.sh， 此时可以在当前文件夹生成一个bin文件夹，bin里面的文件就是我们需要的，将它拷贝到前面的...fabric/release/linux-amd64/bin文件夹下

2. 如果出现：Error on outputBlock: Error writing genesis block: open ./channel-artifacts/genesis.block: is a directory不能生成创世块的错误。
解决办法：
可以在~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli/channel-artifacts目录下，将genesis.block这个目录删除，rm -rf genesis.block/

3. 如果出现：.ERROR: for orderer.example.com Cannot start service orderer.example.com: b'OCI runtime create failed: container_linux.go:348: starting container process caused "process_linux.go:402: container init caused \"rootfs_linux.go:58:
解决办法：
执行./network_setup.sh down 清除网络后再启动即可

接下来我们手动测试下Fabric网络：

fabric提供了SDK和CLI两种交互方式，这里我们使用的是CLI。
这里我们使用官方提供的小例子进行测试，在官方例子中，channel名字是mychannel，链码（智能合约）的名字是mycc。
首先要登录到CLI这个容器中，才能执行Fabric的CLI命令：

docker exec -it cli bash

这时用户名变为root@caa22f87a5bf，当前目录变为/opt/go/src/github.com/hyperledger/fabric/peer#，接着可执行peer命令，体验区块链的命令行使用方式。
1.查看a账户的余额

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

此时我们可以看到控制台输出有：

Query Result: 90

这里90就是a账户的余额
2.调用链码，转账
这里我们让b账户向a账户转账10：

peer chaincode invoke -o orderer.example.com:7050  --tls true --cafile /opt/go/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","10"]}'

转账成功后，我们可以看到有输出如下提示：

DEBU 009 ESCC invoke result: version:1 response:<status:200 message:"OK" 

接下来我们使用前面的命令继续查看a账户的余额，输出结果如下：

Query Result: 100

很明显我们已经转账成功了。
退出cli容器：
直接执行

exit

最后如果我们要关闭Fabric网络，cd到~/go/src/github.com/hyperledger/fabric/examples/e2e_cli下（注意这里的路径按自己前面创建的，不一定要和我一样），执行：

./network_setup.sh down

参看链接：
https://blog.csdn.net/github_...
https://www.cnblogs.com/premi...
https://www.cnblogs.com/gao90...
https://blog.csdn.net/so54184...
https://blog.csdn.net/iflow/a...
https://blog.csdn.net/vivian_...