区块链解读6-区块链框架分析+超级账本（Hyperledger Fabric）基础

解读区块链，区块链框架分析+超级账本（Hyperledger Fabric）基础
写了几篇区块链基础知识点的文章，自己也在尝试搭建环境，本人不是区块链从业者、区块链技术只是出于个人兴趣，现在开始文章分两部分，一部分继续区块链概念的解读，另一部分记录自己实践操作。
区块链框架：
目前对区块链的框架有很多不同的认识，比较得到共识的一般有四层或者五层架构。
五层架构：

来源于：http://blog.csdn.net/sportshark/article/details/53364690
应用层：主要客户端完成记账转账验证的功能。
激励层：这一层个人感觉完全是为比特币的挖矿定义的，块的生产有一定的奖励，也就是数字货币发行方式，另外区块链中环境中也认为是一种交易费，类似ETH中的GAS。
共识层：这一层主要为了保证分布式系统的一致性，保证网络中即使有恶意节点也能达成共识，同时避免“双花”问题和保证区块生成时间。
网络层：P2P网络点对点技术，这个不是个新鲜事物，很多年前的BT电影下载就是用的这个技术。
数据层：这一层包含了区块数据、链结构、数字签名、哈希函数、merkle树等一系列加密和存储技术。

四层架构中有两种定义：
四层架构一：

来源于：http://www.8btc.com/ebook-blockchain
作者是定义为三层架构，协议层、扩展层、应用层。然后协议层再分为存储层和网络层，我这里简单就把归纳为四层。
协议层：最底层技术理解为底层操作系统、技术归纳在一个层中，包含了网络和存储的，大致主要有P2P网络、网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储。
扩展层：这一层理解为操作系统中的驱动，包换一些智能合约、侧链，图片、文档等、主要区块链产品开发在依托协议层在扩展层具体实现。
应用层：这个和上面的五层中的应用层定义类似。
还有一种四层架构，比较官方，软件工程与评估中心出的《区块链 参考架构》
原文：http://www.cesi.cn/201705/2478.html
里面定义了“四横四纵”的层级结构（包括用户层、服务层、核心层、基础层，以及包含开发、运营、安全、审计和监管的跨层功能）描述了区块链系统的典型功能组件。

笔者个人认为区块链的架构从初学者来看，其实可以简化五层架构，就分为应用层、共识层、网络层、数据层。
应用层：各种业务是操作，包括智能合同，数字货币以及将来的各行业的应用。
共识层：区块链中是分布式系统，共识机制尤为重要，这一层POW、RAFT、POS、CASPER、DPOS等共识机制。
网络层：网络编程、P2P网络传输、数据的验证。
数据层：区块数据、链结构、数字签名、哈希函数、merkle树等一系列加密和存储技术。

超级账本（Hyperledger Fabric）基础
其实写这一块笔者很忐忑，怕有太多理解不到位的东西，首先从搭建Hyperledger Fabric开发环境开始吧，稍后对系统历史和整体架构再作说明。
笔者笔者环境为vmware workstation+redhat7.2 +fabric版本1.0
更新操作系统 yum update
安装docker（docker是个好东西，因为学习区块链接触到docker，接下来准备好好看下docker相关内容。可以的话也会写一些关于docker的东西分享交流）
Docker：Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。Docker 是 PaaS 提供商 dotCloud 开源的一个基于 LXC 的高级容器引擎，源代码托管在 Github 上, 基于go语言并遵从Apache2.0协议开源。
因为只是搭建环境，故笔者用root用户作为了操作用户。

curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh 获取docker

安装完成后查看版本：docker version

接下来安装docker-compose
介绍：先简单理解 docker 的使用过程，它分为镜像构建与容器启动。
镜像构建：即创建一个镜像，它包含安装运行所需的环境、程序代码等。这个创建过程就是使用 dockerfile 来完成的。
容器启动：容器最终运行起来是通过拉取构建好的镜像，通过一系列运行指令（如端口映射、外部数据挂载、环境变量等）来启动服务的。针对单个容器，这可以通过 docker run 来运行。
而如果涉及多个容器的运行（如服务编排）就可以通过 docker-compose 来实现，它可以轻松的将多个容器作为 service 来运行（当然也可仅运行其中的某个），并且提供了 scale (服务扩容) 的功能。
简单总结：
dockerfile: 构建镜像；
docker run: 启动容器；
docker-compose: 启动服务
安装docker-compose前准备：
安装python-pip（pip是一个安装和管理 Python 包的工具）
安装epel扩展源（epel源比官方的源软件更丰富，比源码编译安装简单方便，适合于redhat、centos系统）

sudo yum -y install epel-release

安装python-pip

sudo yum -y install python-pip

安装完成后，清除cache

sudo yum clean all

安装docker-compose并添加执行权限

curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/1.9.0/docker-compose-uname -s-uname -m > /usr/local/bin/docker-compose

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

安装完成后查看版本信息：#docker-compose -v
如果出现权限不对：docker-compose用到了docker，docker的操作需要sudo权限，把docker加入用户组

sudo groupadd docker

sudo usermod -aG docker $USER

下载一个compose模板

git clone https://github.com/yeasy/docker-compose-files

安装GO环境

curl -0 https://storage.googleapis.com/golang/go1.8.3.linux-amd64.tar.gz

解压到/usr/local #tar -C /usr/local -xzf go1.8.3.linux-amd64.tar.gz
配置环境变量 /etc/profile

根目录 export GOROOT=/usr/local/go

bin目录 export GOBIN=GOROOT/bin #工作目录 export GOPATH=/home/go PATH=PATH:GOPATH:GOBIN:$GOPATH

查看go版本和env信息：

拉取Fabric源码：
git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

cd $GOPATH/src/github.com/hyperledger/fabric
make configtxgen

如果出错：’ltdl.h’ file not found

sudo apt install libtool libltdl-dev

然后再运行make

make configtxgen

为了快速部署通过脚本执行配置过程
直接进入/examples/e2e_cli目录

使脚本可执行

chmod +x download-dockerimages.sh

执行脚本

./download-dockerimages.sh拉取镜像。

之前有一个环境搭建完成，后来由于电脑硬盘出了点小问题，所以环境重新开始弄了，不知道为什么，我在下载镜像的时候比较慢，写完本文的时候还没有拉取完成，故接下来的步骤在以后的文章中再分享。

笔者初学区块链，很多东西也是慢慢摸索，之所以写下这些基本概念一方面作为自己学习的整理，另一方面也希望更多交流学习的机会。有兴趣可以关注我公众号或者加我微信交流