Hyperledger系列（九）构建你的第一个区块链网络

Building Your First Network 步骤详解介绍

build your first network (BYFN) 包含的内容

第一个Hyperledger Fabric network由下面内容组成：

• 4 个peers，代表2个不同的organizations。
• 1 个orderer 节点。
• 启动1个 container， 执行脚本，将peers加入Channel，部署和实例化Chaincode，并根据部署的Chaincode，驱动transactions的执行。

准备工作

1. https://github.com/xiaofateng/knowledge-without-end/blob/master/区块链/Hyperledger/Hyperledger%20Fabric%20源码和镜像下载.md
2. 修改fabric-samples/first-network目录下的docker-compose-cli.yaml日志级别为debug

cli:
  container_name: cli
  image: hyperledger/fabric-tools:$IMAGE_TAG
  tty: true
  stdin_open: true
  environment:
    - GOPATH=/opt/gopath
    - CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock
    - CORE_LOGGING_LEVEL=DEBUG
    #- CORE_LOGGING_LEVEL=INFO

Crypto Generator

我们将使用cryptogen工具（这个工具只是在测试的时候使用，线上一般使用Fabric CA等）为我们的各种network entitie（网络实体）生成加密资料（x509证书和签名密钥）。 这些certificates（证书）是身份的代表，它们允许在我们的实体，进行通信和transact时进行签名/验证身份。

Cryptogen使用包含网络拓扑的文件 - crypto-config.yaml，并允许我们为Organizations和属于这些Organizations的组件生成一组certificates and keys（证书和密钥）。

每个Organizations都配备了一个独特的根证书（ca-cert），将特定的组件（peers and orderers）绑定到该Org。 通过为每个Org分配一个唯一的CA证书，我们正在模拟一个典型的网络，其中一个Member将使用自己的Certificate Authority（证书授权）。 Hyperledger Fabric中的Transactions和通信由实体的private key（私钥，存储的文件名是 keystore）签名，然后通过public key（公钥，存储的文件名是 signcerts）进行验证。

你会注意到这个文件中的 count 变量。我们用它来指定每个Organization的peers数量; 在我们的案例中，每个Organization有两个peers。

在运行该工具之前，让我们快速浏览一下crypto-config.yaml的代码片段。 特别注意OrdererOrgs header下的“Name”, “Domain” 和 “Specs”：

OrdererOrgs:
#---------------------------------------------------------
# Orderer
# --------------------------------------------------------
- Name: Orderer
  Domain: example.com
  CA:
      Country: US
      Province: California
      Locality: San Francisco
  #   OrganizationalUnit: Hyperledger Fabric
  #   StreetAddress: address for org # default nil
  #   PostalCode: postalCode for org # default nil
  # ------------------------------------------------------
  # "Specs" - See PeerOrgs below for complete description
# -----------------------------------------------------
  Specs:
    - Hostname: orderer
# -------------------------------------------------------
# "PeerOrgs" - Definition of organizations managing peer nodes
 # ------------------------------------------------------
PeerOrgs:
# -----------------------------------------------------
# Org1
# ----------------------------------------------------
- Name: Org1
  Domain: org1.example.com
  EnableNodeOUs: true

网络实体的命名约定如下 - “{{.Hostname}}.{{.Domain}}”。 因此，使用我们的ordering node作为参考点，我们看到一个名为 - orderer.example.com的ordering node，它与Orderer的MSP ID绑定。

运行cryptogen工具后，生成的证书和密钥将被保存到名为crypto-config的文件夹中。

执行cryptogen命令

下面执行命令(假设当前路径是hyperledger/fabric-samples/first-network)：

../../bin/cryptogen generate --config=./crypto-config.yaml

执行命令后，为各个节点生成的证书如下：

hyperledger/fabric-samples/first-network/crypto-config目录的层级结构如下：

目录/hyperledger/fabric-samples/first-network/crypto-config/ordererOrganizations/example.com的详细结构如下：

peerOrganizations目录的内容与上面类似。

Configuration Transaction Generator

configtxgen tool 创建4个配置artifacts：

• orderer genesis block
• channel configuration transaction
• 两个 anchor peer transactions，每个Org一个。

orderer block是ordering service的创世区块。

在 Channel 创建的时候，channel configuration transaction 文件广播到 orderer（因为orderer负责创建Channel）。

anchor peer transactions, 指定在这个Channel上，每个Org的Anchor Peer on this channel。

Configtxgen工具使用 - configtx.yaml文件 - 它包含示例网络的定义信息。 有三个成员 - 一个Orderer Org（OrdererOrg，Orderer也是一个专门的org）和两个Peer Orgs（Org1＆Org2），每个管理和维护两个peer节点。 该文件还指定了由两个Peer Orgs组成的联盟 - SampleConsortium。（联盟是org组成的）

请特别注意本文件顶部的“Profiles”部分。 你会注意到我们有两个独特的headers。 一个用于orderer genesis block - TwoOrgsOrdererGenesis 。一个用于我们的Channel - TwoOrgsChannel。

这些headers非常重要，因为我们将在创建artifacts时将它们作为参数传递给它们。

请注意，我们的SampleConsortium在system-level profile中定义，然后由我们的channel-level profile引用。 channel存在于一个联盟的范围内，所有联盟必须在整个网络范围内进行界定。

该文件还包含两个值得注意的附加规范。 首先，我们为每个Peer Org指定Anchor peers（peer0.org1.example.com＆peer0.org2.example.com）。 其次，我们指向每个成员的MSP目录的位置，这反过来又允许我们将每个组织的根证书存储在orderer genesis block。 这是一个重要的概念。 现在任何与ordering service通信的网络实体都可以验证其数字签名。

执行configtxgen命令生成orderer genesis block

首先指定configtx.yaml文件的位置，目前好像不支持在命令中指定。
export FABRIC_CFG_PATH=$PWD

然后执行命令：

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

生成的orderer genesis block存储在了./channel-artifacts/目录下。

执行configtxgen命令创建Channel Configuration Transaction

创建 channel.tx artifact

首先设置CHANNEL_NAME变量，或者在命令中指定
export CHANNEL_NAME=mychannel

然后执行命令：

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

channel.tx artifact 包含了我们sample channel的定义。
生成的 channel.tx 在./channel-artifacts目录下面。

指定Anchor peer

export CHANNEL_NAME=mychannel

为 Org1 指定 Anchor peer

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

为 Org2 指定 Anchor peer

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

最终channel-artifacts目录文件内容如下：

Start the network（启动网络）

我们将使用脚本启动我们的网络。
docker-compose 文件引用了 我们之前下载的images,
并且使用之前生成的genesis.block， bootstraps（自举启动）orderer。

首先，启动网络的命令:
docker-compose -f docker-compose-cli.yaml up -d

如果想要查看网络的实时日志，就不要使用 -d 选项。

启动后，会有6个 docker containers，如下图：

CLI container 会坚持闲置1000秒，当它没有后，可以通过下面的命令重启：
docker start cli

环境变量

下文中的，为了peer0.org1.example.com的CLI命令正常使用，需要先定义下面给出的四个环境变量。
这些用于peer0.org1.example.com的变量，已经被嵌入到CLI容器中。因此我们可以在不传递它们的情况下进行操作。

但是，如果您想将发出调用给其它peers 或 the orderer，则需要相应地提供这些值。
检查docker-compose-base.yaml：

# Environment variables for PEER0
CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/users/[email protected]/msp
CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org1.example.com:7051
CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"
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

创建和加入Channel

前面，我们在 Create a Channel Configuration Transaction 部分，使用 configtxgen工具创建了channel configuration transaction。 你可以重复该过程以创建其它channel configuration transaction，（使用相同或不同的configtx.yaml配置文件）。 然后，可以重复本节中定义的流程，在网络中建立其它Channel。

我们将使用docker exec命令进入CLI容器：
docker exec -it cli bash

如果成功，您应该看到以下内容：
root@0d78bb69300d:/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer#

接下来，我们把，在Create a Channel Configuration Transaction部分中，创建的channel configuration transaction artifact（我们称之为channel.tx），作为创建Channel请求的一部分，传递给orderer。

我们用-c指定我们的channel名称，用-f指定我们的channel configuration transaction。 本文中，它是channel.tx，但是您可以使用不同的名称来挂载自己的configuration transaction。 我们将再次在CLI容器中设置CHANNEL_NAME环境变量，以便我们不必显式传递此参数：

export CHANNEL_NAME=mychannel
# channel.tx 文件，挂载在你的CLI container的channel-artifacts目录中。
# 为了确认 TLS handshake ，我们也传递了 orderer ca-cert 的路径。

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

注意命令中的 -- cafile 参数。它是orderer’s root cert的local path, 允许验证 TLS handshake。

这个命令返回一个genesis block - - 我们将用它来加入该Channel。 它包含在channel.tx中指定的配置信息。如果您未修改默认Channel名字，那么该命令将返回一个标题为mychannel.block的原型。

现在，让我们把 peer0.org1.example.com 加入到 channel中。

 peer channel join -b mychannel.block

如果要把peer0.org2.example.com加入到Channel中，记得把上面的环境变量作相应的修改。然后执行执行同样命令即可：

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/[email protected]/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

以下命令是Channel更新，它们将传播到Channel的定义。实质上，我们在channel’s genesis block的顶部添加额外的配置信息。请注意，我们没有修改生成块，而只是将 delta（增量） 添加到，定义anchor peers的链中。

更新Channel定义以将Org1的anchor peer定义为peer0.org1.example.com：(与Channel create命令基本一样，只是把create 变为 update)

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

现在更新，将Org2的anchor peer定义为peer0.org2.example.com。
与Org1 peer的peer channel join命令一样，我们需要设置适当的环境变量。

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/[email protected]/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

安装并实例化Chaincode

本文中，我们将利用一个简单的现有的Chaincode。

应用程序通过Chaincode与区块链ledger进行交互。 因此，我们需要在每个将执行并endorse我们的transactions的peer上，安装Chaincode，然后在Channel上实例化Chaincode。

首先，将示例Go或Node.js Chaincode安装到一个peer上。 这些命令将指定的源代码，放在peer的文件系统上。

注意,对于每个Chaincode名称和版本，只能安装一个版本的源代码（即不能安装一份代码的多个版本）。 源代码在peer的文件系统中，文件系统的上下文（或者文件名字）是Chaincode名称和版本，它是语言不可知的。 同样，实例化的Chaincode容器将反映peer上已安装的是哪个语言的源码。

Golang

# 这个命令安装 Go chaincode
peer chaincode install -n mycc -v 1.0 -p github.com/chaincode/chaincode_example02/go/

Node.js

# 这个命令安装 Node.js chaincode
# 注意，使用 -l 选项指定语言
peer chaincode install -n mycc -v 1.0 -l node -p /opt/gopath/src/github.com/chaincode/chaincode_example02/node/

接下来，实例化channel上的chaincode。
这将初始化channel上的chaincode，设置chaincode的endorsement policy，并为目标peer启动chaincode容器。 -P参数，指定我们的policy，指定所需的transaction endorsement，以验证此chaincode。

在下面的命令中，我们将policy指定为-P“OR”（'Org0MSP.peer'，'Org1MSP.peer'）“。
这意味着我们需要来自属于Org1或Org2的peer的“endorsement（认可）”。
如果我们将语法更改为AND，那么我们需要两个都认可。

Golang

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')"

Node.js

注意，Node.js chaincode 的实例化会花费一些时间。命令并没有挂起; 而是在编译镜像时候，安装fabric-shim layer。

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 -l node -v 1.0 -c '{"Args":["init","a", "100", "b","200"]}' -P "OR ('Org1MSP.peer','Org2MSP.peer')"

Query

下面查询一下数据，确保 chaincode 实例化成功了，state DB 里面也产生数据了。语法如下:

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

Invoke

现在，从 a 向 b 转账10元。 这个 transaction will cut a new block 并更新 state DB。语法如下：

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"]}'

再次查询，看转账是否成功：

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

总结

上面的分部命令，都在script.sh中，通过如下命令执行
./byfn.sh up
使用下面的命令，清理网络：
./byfn.sh down

直到对该chaincode执行init或transaction - 读取/写入（例如，查询“a”的值），chaincode container才会在peer上被启动。

查看 CLI Docker container 日志命令：
docker logs -f cli

查看chaincode日志命令，需要单独查看每个 chaincode container ：

docker logs dev-peer0.org2.example.com-mycc-1.0

下面是返回的具体日志:
04:30:45.947 [BCCSP_FACTORY] DEBU : Initialize BCCSP [SW]
ex02 Init
Aval = 100, Bval = 200

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更多区块链知识：
https://github.com/xiaofateng/knowledge-without-end/tree/master/区块链/Hyperledger

本文参考：
http://hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/latest/build_network.html#create-join-channel