Hyperledger Fabric開發（二）：創建網絡

運行fabric-samples項目中的一個例子：first-network，創建第一個網絡（Building Your First Network）。
該網絡共有4個peer節點，劃分爲2個組織（organizations），以及1個單獨的orderer節點，另外還需要一個容器來執行創建和加入channel、部署和執行chaincode等命令。
運行該例子需要下載的文件有：fabric-samples項目，特定的平臺二進制文件，所需的鏡像文件。

準備

項目下載

在已設置的GOPATH路徑下從github克隆fabric-samples項目

mkdir -p ~/go/src/github.com/hyperledger
cd ~/go/src/github.com/hyperledger
git clone -b master https://github.com/hyperledger/fabric-samples.git
cd fabric-samples

平臺文件和鏡像文件

一、腳本自動化下載

1.官方文檔提供了極爲簡便的命令，運行即可完成下載

curl https://goo.gl/6wtTN5 | bash -s 1.1.0-alpha

版本可自由選擇，這裏選的是1.1.0-alpha

2.由於上面的curl命令使用的是google的短網址，在國內下載緩慢，文檔提供了可替換的url，命令如下：

curl -sSL https://github.com/hyperledger/fabric/blob/master/scripts/bootstrap.sh | bash -s 1.1.0-alpha

3.上面的下載本質上是利用fabric項目中的bootstrap.sh腳本，所以也可以直接運行https://github.com/hyperledger/fabric/blob/master/scripts/bootstrap.sh。最後將下載後的bin目錄至於fabric-samples中並添加到系統環境變量。

二、手動分步下載

1.特定的二進制平臺文件（Platform-specific Binaries）
先下載平臺文件，打開bootstap.sh腳本文件查看源碼，可以找到下載地址，選擇合適的版本，當前最新是darwin-amd64-1.1.0-alpha/，然後選擇hyperledger-fabric-darwin-amd64-1.1.0-alpha.tar.gz
解壓後可獲得bin目錄，其中包含文件cryptogen, configtxgen, configtxlator和peer。將bin目錄至於fabric-sample目錄下並加入系統環境變量，打開配置文件vim ~/.bash_profile後添加

export PATH=$HOME/hyperledger/fabric-samples/bin:$PATH

2.鏡像文件下載（images)
所需的鏡像文件有peer, orderer, ca, ccenv, javaenv, kafka, zookeeper, couchdb和tools。通過docker pull命令從docker hub中逐一拉取鏡像，例如：

docker pull hyperledger/fabric-peer:x86_64-1.1.0-alpha

注意後面要帶上標籤，否則會下載失敗，全部拉取完成後，爲了保證網絡的成功運行，需要給每個鏡像打上latest標籤。格式和示例如下：

docker tag IMAGEID(鏡像id) REPOSITORY:TAG（倉庫：標籤)
docker tag f00c5d490d19 docker.io/hyperledger/fabric-peer:latest

運行

1.生成配置信息

cd ~/hyperledger/fabric-samples
./byfn.sh -m generate

該命令利用平臺文件中的crypotogen和configtxgen工具主要完成以下工作：生成網絡成員所需的證書和密鑰，生成創世排序區塊（Orderer Genesis block），以及生成一系列配置channel所需的配置交易（configuration transactions），並且生成Org1和Org2的Anchor節點更新交易。成功執行後，生成crypto-config目錄和channel-artifacts目錄。

2.啓動網絡

./byfn.sh -m up

該行命令利用docker-compose up命令運行所有鏡像，主要完成的工作有：構建4個peer節點和1個orderer節點，創建channel並把4個peer節點加入其中，在各peer節點上安裝chaincode並執行相關操作。

3.結束運行

./byfn.sh -m down

該命令會終止所有正在運行的容器，刪除生成的配置文件，並刪除chaincode鏡像。

分析

1.證書生成器

使用二進制平臺文件中的cryptogen工具來爲網絡中的實體生成證書（certificates），這些證書是身份的象徵，它們允許我們的實體在交流和交易的時候進行簽名（sign）和身份驗證（verify authentication）。
cryptogen工具讀取包含網絡拓撲信息的crypto-config.yaml配置文件來生成相關證書，併爲組織和這些組織的成員生成一組證書和密鑰。每個組織都分配了一個唯一的根證書（ca-cert），它將特定成員（peers and orderer）綁定到該組織。在這個典型的網絡中，成員將使用證書授權（Certificate Authority）生成屬於自己的證書，Hyperledger Fabric中的交易和通信由實體的私鑰（keystore）簽名，然後通過公鑰（signcerts）進行驗證。

2.配置交易生成器

configtxgen tool用來生成4個配置文件：
orderer genesis block：排序服務（ordering service）的創世區塊。
channel configuration transaction：通道配置交易，會在channel創建時廣播給orderer。
two anchor peer transactions：指定通道上兩個組織的錨節點（Anchor Peer）。
configtxgen tool讀取配置文件configtx.yaml，該文件包含該簡單網絡的定義。
1.文件頂部的Profiles部分有兩個頭部，一個是TwoOrgsOrdererGenesis用於生成orderer genesis block，一個是TwoOrgsChannel，用於生成channel配置交易，這兩個頭部會在生成配置信息作爲參數傳遞進去。
2.文件的Organizations部分顯示該網絡有3個成員，OrdererOrg，Org1，Org2。文件指定了一個聯盟（SampleConsortium），由兩個Peer Orgs組成。每個Org中指定了MSP的目錄位置，其中兩個Peer Org裏還指定了AnchorPeers，該值定義了能夠用於跨越組織通信（cross org gossip communication）的節點的位置。該部分將會在後續的配置中被引用。
3.文件的Orderer部份定義了一些將會用作排序相關操作參數的值，它們被編碼（encode）入配置交易或者創世區塊中。
配置文件中保存了網絡每個成員（組織和節點）的MSP目錄，因此可以將每個組織的根證書（cacerts）存儲在orderer genesis block中，當網絡實體與ordering service通信時，就能對實體的數字簽名進行驗證。過程是：通過創世排序區塊中的CA證書得到CA公鑰，然後用CA公鑰對交易或通信中的證書進行驗證，身份驗證成功後得到實體節點的公鑰，然後用該公鑰來驗證信息的完整性。

3.手動運行工具

生成證書
當前路徑位於first-network目錄下，bin文件在上一級目錄fabric-samples中，運行以下命令後證書和祕鑰（也就是MSP material）會被輸出到crypto-config目錄中。
```
../bin/cryptogen generate --config=./crypto-config.yaml
```
生成創世區塊
首先需要告訴configtxgen去哪找到需要的配置文件configtx.yaml，所以要在執行命令前先設置一個環境變量
```
export FABRIC_CFG_PATH=$PWD
../bin/configtxgen -profile TwoOrgsOrdererGenesis -outputBlock ./channel-artifacts/genesis.block
```

創建channel配置交易（channel.tx）
執行命令前需要設置$CHANNEL_NAME環境變量。

export CHANNEL_NAME=mychannel
../bin/configtxgen -profile TwoOrgsChannel -outputCreateChannelTx ./channel-artifacts/channel.tx -channelID $CHANNEL_NAME

接下來，在我們正在構建的channel上定義兩個anchor peer（for Org1 and Org2）。

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

生成的order genesis block 和 channel transaction artifacts都將輸出到channel-artifacts目錄下。最終目錄包含4個文件：genesis.block，channel.tx，Org1MSPanchors.tx和Org2MSPanchors.tx。

4.啓動網絡

注意： 在運行之前，需要修改docker-compose-cli.yaml文件，註釋掉以下一行：
```
command: /bin/bash -c './scripts/script.sh ${CHANNEL_NAME} ${DELAY}; sleep $TIMEOUT'
```
該行代碼會使cli容器運行的時候自動運行腳本script.sh，會進行創建channel，加入節點等等一系列操作，此時如果再進行手動執行，並把CHANNEL_NAME設置爲mychannel，就會出現channel名稱重複問題，從而報錯 Error: got unexpected status: BAD_REQUEST。

運行docker-compose命令啓動網絡
```
docker-compose -f docker-compose-cli.yaml up -d
```
如果cli容器處於睡眠狀態，可通過docker run cli重新運行。

創建channel並加入節點
CLI容器針對peer0.org1.example.com操作所需要的環境變量已經設置好了，但如果需要對其他peer或者orderer節點進行操作，則需要提供這些變量值。
首先進入CLI容器中：

docker exec -it cli bash

接下來先定義CHANNEL_NAME變量，然後創建channel，將channel.tx作爲創建channel請求的一部分發送給orderer，其中-c參數是channel name，-f參數是channel配置交易（channel.tx），--cafile參數指定了orderer的根證書路徑，用於驗證TLS握手。

export CHANNEL_NAME=mychannel
peer channel create -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/channel.tx --tls --cafile /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem

上述命令將生成一個<channel-ID.block>，在這裏是mychannel.block，現在將節點peer0.org1.example.com加入channel。

peer channel join -b mychannel.block

當需要加入其它節點的時候，需要將環境變量傳入，這裏繼續加入peer0.org2.example.com。

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin@org2.example.com/msp CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051 CORE_PEER_LOCALMSPID="Org2MSP" 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 peer channel join -b mychannel.block

更新anchor peers
下面的命令將更新channel的定義從而定義anchor peers，本質上只是在channel的genesis block之上添加了一些配置信息。
定義Org1的anchor peer: peer0.org1.example.com

peer channel update -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/Org1MSPanchors.tx --tls --cafile /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem

定義Org2的anchor peer：peer0.org2.example.com，同樣的，需要加上環境變量

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin@org2.example.com/msp CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051 CORE_PEER_LOCALMSPID="Org2MSP" 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 peer channel update -o orderer.example.com:7050 -c $CHANNEL_NAME -f ./channel-artifacts/Org2MSPanchors.tx --tls --cafile /opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/ordererOrganizations/example.com/orderers/orderer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem

安裝並實例化（instantiate）鏈碼（chaincode）
這裏使用的是已經存在的chaincode，應用通過chaincode與區塊鏈進行交互，我們需要在每個peer節點上安裝chaincode，源碼會被存放在節點的文件系統中，然後在channel上實例化chaincode。
注意： 文檔中chaincode在cli容器文件系統內的地址是
github.com/chaincode/chaincode_example02/go/
，而我的實際路徑爲github.com/hyperledger/fabric/examples/chainco de/go/chaincode_example02。（更新於4.12，release-1.1版本的路徑與文檔中一致）
安裝Golang語言編寫的chaincode：
```
peer chaincode install -n mycc -v 1.0 -p github.com/hyperledger/fabric/examples/chaincode/go/chaincode_example02
```
實例化chaincode，這會在channel上初始化chaincode，併爲目標節點運行一個chaincode容器。注意-P參數設置了endorsement的策略，這裏是OR ('Org0MSP.peer','Org1MSP.peer')，表示需要屬於Org1**或者**Org2的1個peer進行1次背書（endorsement）。實例化命令如下：
```
peer chaincode instantiate -o orderer.example.com:7050 --tls --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 $CHANNEL_NAME -n mycc -v 1.0 -c '{"Args":["init","a", "100", "b","200"]}' -P "OR ('Org1MSP.peer','Org2MSP.peer')"
```
查詢（Query）
首先查詢a的值，以確保chaincode成功實例化並且狀態數據庫（state DB）被成功填充。
```
peer chaincode query -C $CHANNEL_NAME -n mycc -c '{"Args":["query","a"]}'
```
查詢結果爲 Query Result: 100

調用（Invoke）
從a賬戶轉移10個數額到b賬戶，這個命令將會把交易發送至orderer節點並創建新的block，同時更新stateDB。

peer chaincode invoke -o orderer.example.com:7050  --tls --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 $CHANNEL_NAME -n mycc -c '{"Args":["invoke","a","b","10"]}'

再次調用Query命令可得到結果Query Result: 90。

5.運行過程分析

以下是通過./byfn.sh -m up啓動網絡時，運行script.sh腳本所進行步驟：

script.sh腳本在CLI容器內執行，該腳本執行了createChannel命令，提供了channel的名字，並且使用channel.tx作爲配置文件，來創建一個channel。
createChannel的輸出是一個genesis block，存儲在peer的文件系統中。block中存儲了channel的配置信息（由channel.tx指定）。
joinChannel命令將4個peer加入channel中，用上面創建的genesis block作爲輸入，創建了一條以該創世區塊爲開始的chain。
更新兩個org的anchor peers，將Org1MSPanchors.tx和Org2MSPanchors.tx發送給ordering service以實現更新。
chaincode (chaincode_example02）被安裝在peer0.org1和peer0.org2中。使chaincode在peer0.org2中實例化，將chaincode添加到channel中，運行容器dev-peer0.org2.example.com-mycc-1.0。
查詢（query）peer0.org1節點中a的值，結果爲100, 由於chaincode在該節點已經完成install，所以該查詢操作會運行一個chaincode容器。接着在該節點中（invoke）從a的賬戶向b轉移10金額。
在peer1.org2中下載chaincode。向該節點發送查詢a的操作，同樣又會運行第3個新的chaincode容器。得到查詢的值爲90。注意這裏的每個fabric節點中，是沒有數據庫副本的（database replicas），即對數據庫的寫入是可以保證數據一致性。

Hyperledger Fabric開發（二）：創建網絡

準備

項目下載

平臺文件和鏡像文件

運行

1.生成配置信息

2.啓動網絡

分析

1.證書生成器

2.配置交易生成器

3.手動運行工具

4.啓動網絡

5.運行過程分析

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