基於docker的以太坊集群的私有鏈開發環境

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https://www.jianshu.com/p/7994db7a2b89?from=singlemessage

https://blog.csdn.net/hqzxsc2006/article/details/79526911

 

閱讀完本文，你將可以在一台物理機上搭建起一個完整的以太坊私鏈，並且部署自己的合約。用以開發、調試、學習以太坊。

本文涉及的知識和技術有：

• Docker：一種時下流行的容器
• geth：以太坊客戶端的go實現
• truffle：以太坊合約

Docker環境搭建

關於如何搭建Docker環境，可以參考我之前的一篇文章。以下的內容都是基於該文搭建的環境。如果你已經有了可以運行的Docker環境，可以忽略。

文章地址：https://www.jianshu.com/p/7ca57e4f66c5

主機配置

此處需要補充一點的是，如果您使用的是虛擬機、雲主機或者老破小機器，需要確保分配給主機的內存至少2GB或以上。因為以太坊為了抵御比特大陸這樣的ASIC礦機對算力的壟斷，采用了和比特幣完全不同的PoW算法——ethash。該算法的特點是算力不敏感，內存敏感。該算法目前需要在內存創建大約1GB的DAG用來做PoW運算，且DAG會隨着區塊的增加呈階梯狀增長，因此建議至少給挖礦節點的宿主機器分配至少2GB的內存，且保留擴大內存容量的靈活性。

獲取geth鏡像

docker hub上有現成的geth鏡像。直接獲取。

docker pull ethereum/client-go:v1.8.12

試運行一下

docker run -it --rm -v /workspace:/workspace --entrypoint /bin/sh ethereum/client-go:v1.8.12

此處修改鏡像默認的entrypoint是為了不讓節點自動運行。我們稍后會對節點進行自定義配置使其成為私有鏈節點。
-v將本地的/workspace目錄掛載成容器的/workspace目錄，用來在容器和宿主機器之間共享文件

創建Docker網絡

舊版本的docker容器相互之間是依靠link建立關系。
新版本docker推薦創建自有網路，再將需要互聯的容器配置到相同的網絡中。
於是，我們創建一個名為“ethnet“的網絡。該網絡配置如下：

• 子網172.18.0.0/16
  • IP段172.18.0.0
  • 掩碼255.255.0.0
  • IP范圍172.18.0.1~172.18.255.254
  • IP廣播172.18.255.255

docker network create -d bridge --subnet=172.18.0.0/16 ethnet
docker network ls

 

配置以太坊網絡

運行如下命令進入一個容器：

docker run -it --rm --network ethnet --ip 172.18.0.40 -v /workspace:/workspace --entrypoint /bin/sh ethereum/client-go:v1.8.12

--network ethnet參數指定了該容器加入剛才創建的ethnet網絡
--ip 172.18.0.5指定了一個固定IP給該容器。

創建賬戶

首先，在容器內的/workspace目錄創建如下目錄結構和文件：

dapp\ dapp\miner\ dapp\data\ dapp\genesis.json 

然后運行如下命令創建賬戶：

cd /workspace/dapp/miner geth -datadir ./data account new 

輸入兩次password，獲得地址。將地址記錄下來，后面要用到。

重復如上步驟可以創建多個賬戶。

創建4個賬戶：

Address0: {6da7e585f389c24010445bd1578362dc1c6be44d} 
Address1: {97cb4a1f2a3748df3de2ad1e0ca32d66639da852}
Address2: {2d7b7417447ae079255dee15d3fc8c41d06bdb72}
Address3: {edf470defd86bbd2bf7ca9320f19d327c86ba1c6}

創建創世區塊

編輯剛才創建的文件dapp\genesis.json

{
  "config": {
    "chainId": 88,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc"      : {
    "0x6da7e585f389c24010445bd1578362dc1c6be44d": {"balance": "100000000000000000000"},
    "0x97cb4a1f2a3748df3de2ad1e0ca32d66639da852": {"balance": "1000000000000000000"},
    "0x2d7b7417447ae079255dee15d3fc8c41d06bdb72": {"balance": "1000000000000000000"},
    "0xedf470defd86bbd2bf7ca9320f19d327c86ba1c6": {"balance": "1000000000000000000"}
  },
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x400",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000000",
  "mixhash"    :
  "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" :
  "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

• genesis.json是用來創建創世區塊的配置文件
• 加入同一私鏈的節點必須使用同一配置文件
• chainid是私鏈網絡的標識，可以是任意數字。
• 即使chainid相同，如果genesis.json配置不一樣，也將是兩個不兼容的網絡
• alloc下面列舉了4個賬戶地址，分別是上一步驟創建並記錄下來的地址。
• balance是創世區塊為每個賬戶分配的初始以太幣。這里看似分配了很多，其實單位是wei。1eth=10^18wei。也就是除了第一個賬戶給了100eth外，其它幾個賬戶分別只擁有1eth。這里給第一個賬戶多分點，是因為我們之后需要用它來部署合約。

完成以太坊網絡配置

此時可以退出剛才的容器。由於我們運行容器是加了--rm參數，剛才的容器會被刪除，但宿主機的/workspace下的文件會被保存下來。

挖礦

上述步驟只是配置好了一個以太坊私有網絡，並沒有真正創建網絡。我們知道，以太坊網絡是一個分布式的網絡，有了礦工，才有的網絡。於是，我們首先得有一個礦工。

創建“主”礦工節點

我們接下來打算創建的礦工節點，成為“主”礦工，因為它需要擁有如下特性：

• 它是一個容器，並且是持久的容器
• 它會自動讀取genesis.json文件，並初始化以太坊網絡
• 它能夠連接其它節點（容器）
• 它能夠接受各種rpc調用，並能夠部署合約
• 它已經配置好挖礦賬戶，可以一鍵挖礦

於是，我們按照這個要求，開始一步步創建礦工節點。

創建entrypoint腳本

創建一個文件：/workspace/dapp/init.sh
文件內容如下：

#!/bin/sh
geth -datadir ~/data/ init /workspace/traceability/genesis.json

if [  $# -lt 1 ]; then 
  exec "/bin/sh"
else
  exec /bin/sh -c "$@"
fi

給init.sh賦予執行權限：

chmod 775 init.sh

 

該腳本的功能是讓以太坊節點（容器）自動初始化以太坊網絡，並且接受一個自動運行腳本作為輸入。

創建自動運行腳本

創建一個文件：/workspace/dapp/mine.sh
內容如下：

#!/bin/sh
cp -r /workspace/dapp/miner/data/keystore/* ~/data/keystore/
geth -datadir ~/data/ --networkid 88 --rpc --rpcaddr "172.18.0.50" --rpcapi admin,eth,miner,web3,personal,net,txpool --unlock "0x6da7e585f389c24010445bd1578362dc1c6be44d" --etherbase "0x6da7e585f389c24010445bd1578362dc1c6be44d" console

 給mine.sh賦予執行權限：

chmod 775 mine.sh

 

• 第一行命令是將剛才生成的賬戶私鑰文件拷貝到容器的home目錄下。因為/workspace是宿主目錄掛載的，並不是linux文件系統，直接將datadir指定到該目錄會導致geth報錯。
• 第二行命令是啟動以太坊節點的命令。
  • --networkid 88指定了networkid，這個必須與genesis.json內設置保持一致
  • --rpc --rpcaddr "172.18.0.50" --rpcapi .... 這些參數表示該節點接受rpc，並且指定了rpc的協議
  • --unlock "0x..." 加入該參數會需要用戶輸入賬戶密碼。密碼校驗后會解鎖該賬戶。賬戶解鎖后，該節點就能使用此賬戶的私鑰進行簽名加密等動作，用以進行交易、發布合約等。
  • --etherbase 參數指定了挖礦收益賬戶

創建容器

docker run -it --name=miner --network ethnet --ip 172.18.0.50 --hostname node -v /workspace:/workspace --entrypoint /workspace/dapp/init.sh ethereum/client-go:v1.8.12 /workspace/dapp/mine.sh

 

該命令會創建一個持久化的容器。容器的entrypoint和自動運行腳本指定為我們剛創建的那兩個腳本。

創建“從”礦工節點

只有一個節點的網絡，怎么看都不像“分布式”網絡。所以我們需要創建更多的節點來形成一個“分布式網絡”。我們稱這些節點叫做“從”礦工。
這類礦工不需要交易，不需要發布合約，因此不需要unlock賬戶，也不需要接受rpc。它們只知道埋頭挖礦。

創建自動運行腳本

“從”礦工節點和“主”礦工節點共享entrypoint，以保證它們創建出完全相同的網絡。
只有自動運行腳本不太一樣，/workspace/dapp/node.sh：

#!/bin/sh
cp -r /workspace/dapp/miner/data/keystore/* ~/data/keystore/
geth -datadir ~/data/ --networkid 88 console

 給node.sh賦予執行權限：

chmod 775 node.sh

創建容器

節點1：

docker run -it --name=node1 --network ethnet --ip 172.18.0.51 --hostname node1 -v /workspace:/workspace --entrypoint /workspace/dapp/init.sh ethereum/client-go:v1.8.12 /workspace/dapp/node.sh

節點2：

docker run -it --name=node2 --network ethnet --ip 172.18.0.52 --hostname node2 -v /workspace:/workspace --entrypoint /workspace/dapp/init.sh ethereum/client-go:v1.8.12 /workspace/dapp/node.sh

操作節點

以上創建出了多個以太坊節點，運行在同一網絡下。每個節點都可以執行如下操作。供參考。

節點發現

查看節點信息

geth -datadir ~/data/ --networkid 88 console
>admin.nodeInfo.enode

 

配置靜態節點文件

~/data/geth/static-nodes.json

 

[
//miner:
"enode://9c4cd381d661cae558b18416b90a4c61e870519f55bde9688fd43b0e1047e1e577bb92ddcf664086e13c761fd9074dc2ee38f1988e1b2d0ac7c7d6c182a0b002@[::]:30303",
//node1:
"enode://863ce25a410afe973cfb2efd866b2c7726f8fc6134866cdaec86a9a5c13fa1ef414b05df95f3f0f2460d7f0d30608165c7146d9b229fa7120adf0d8c5b857d22@[::]:30303",
//node2:
"enode://85c55fd02de2231f3750f910002861e9f16651fc0dd0d18d7e1672954166be2b8092d6f52e3dd25c94c453fb1f4545ac1bc089edcec8e4411aa7dc0ff8f51cbc@[::]:30303"
]

 

查看連接上的節點

geth -datadir ~/data/ --networkid 88 console
>admin.peers

 

動態添加節點

>admin.addPeer("enode://<node public key>@<node IP address>:<node port>")

 

挖礦

啟動miner容器

>miner.start(1)

 

• 參數1指定了挖礦的線程數。
• 首次啟動節點會消耗大約20~30分鍾產生DAG
• 某開始挖礦后，其它節點將會收到新區塊並打印

交易：https://blog.csdn.net/u013096666/article/details/72639906

部署合約

可參考博文：http://www.cnblogs.com/sumingk/articles/9030469.html

創建truffle鏡像

由於沒有找到好用的truffle鏡像，我自己創建了一個。Dockerfile內容如下：

FROM alpine:3.8
MAINTAINER Cary Tan [e-mail]
ENV PS1='[truffle@docker $PWD]\$ '
RUN echo "http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.8/main" > /etc/apk/repositories \
      && echo "http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/alpine/v3.8/community" >> /etc/apk/repositories \
      && apk update \
      && apk add npm \
      && mkdir -p /workspace \
      && npm config set registry https://registry.npm.taobao.org \
      && npm install -g truffle
WORKDIR /workspace
CMD /bin/sh

 

該鏡像我已經上傳到dockerhub了，您也可以直接下載使用：

docker pull txcary/truffle:180806

 

啟動truffle容器

docker run -it --rm -v /workspace:/workspace --network ethnet txcary/truffle:180806

 

測試節點RPC

curl 172.18.0.50:8545 -X POST --data '{"id":1,"jsonrpc":"2.0","method":"eth_accounts", "params":[]}' -H "Content-Type: application/json"

 

curl 172.18.0.50:8545 -X POST --data '{"id":1,"jsonrpc":"2.0","method":"eth_getBalance", "params":["0x4c2832
87839fd441b8c8d18771321bc06a81edae","latest"]}' -H "Content-Type: application/json"

 

• 第一條命令獲取節點上的賬戶
• 第二條命令獲取賬戶余額
• 如果這兩條命令成功了，說明以太坊私有網絡搭建成功，並且節點rpc調用成功

新建truffle工程

truffle init

 

修改truffle.js

module.exports = {
        networks: {
            development: {
                host: "172.18.0.50",
                port: 8545,
                network_id: 88,
                gas: 2900000,
                gasPrice: 10000000000
            }
        }
};

 

• gas使用默認值會導致超限錯誤，研究半天不知道為什么。要是搞明白的可以給我留言，謝謝！
• gasPrice為默認值

編寫合約Yourname.sol

• 合約名稱必須和文件名一致，不然會部署失敗
  如果你還沒有自己的合約，可以上truffle官網下載一個做練習。
  我也做了一個供應鏈追蹤的合約放在github上：https://github.com/txcary/traceability。該合約通過remix調試並成功部署在我的私鏈上，供參考。

新建部署腳本

2_deploy_contracts.js

var Yourname = artifacts.require("./Yourname.sol"); module.exports = function(deployer) { deployer.deploy(Yourname); }; 

編譯合約

truffle compile

部署合約

truffle migrate --network development --verbose-rpc

作者：大洋一生
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來源：簡書
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