14.4　使用超级账本Cello搭建区块链服务

从前面的讲解中可以看到，区块链服务平台能够有效加速对区块链技术的应用，解决企业和开发者进行手动运营管理的负担。但是这些方案都是商业用途，并且只能在线使用。

超级账本的Cello项目为本地搭建区块链服务管理平台提供了开源的解决方案，可以实现在多种类型的物理资源上实现区块链网络的生命周期管理。

正如Cello的名字所蕴意，它就像一把精巧的大提琴，以区块链为琴弦，可以奏出更加动人的乐章。

14.4.1　基本架构和特性

Cello项目由笔者领导的IBM技术团队于2017年1月贡献到超级账本社区，主要基于Python和 Javascript语言编写。该项目的定位为区块链管理平台，支持部署、运行时管理和数据分析等功能，可以实现一套完整的BaaS系统的快速搭建。其基 本架构如图14-10所示。

图14-10　Cello基本架构

在实现区块链环境快速部署的同时，Cello也提供了不少对区块链平台进行运行时管理的特性，这些特性总结如下：

·管理区块链的全生命周期，包括创建、配置、使用、健康检查、删除等；

·支持多种基础架构作为底层资源池，包括裸机、虚拟机、容器云（Docker、Swarm、Kubernetes）等；

·支持多种区块链平台及自定义配置（目前以支持超级账本Fabric为主）；

·支持监控和分析功能，实现对区块链网络和智能合约的运行状况分析；

·提供可插拔的框架设计，包括区块链平台、资源调度、监控、驱动代理等都很容易引入第三方实现。

下面具体介绍如何以Docker主机为资源池，用Cello快速搭建一个区块链服务平台。

14.4.2　环境准备

Cello采用了典型的主从（Master-Worker）架构。用户可以自行准备一个Master物理节点和若干个 Worker节点。其中，Master节点负责管理（例如，创建和删除）Worker节点中的区块链集群，通过8080端口对外提供网页 Dashboard，通过80端口对外提供RESTful API。Worker节点负责提供区块链集群的物理资源，例如基于Docker主机或Swarm的方式启动多个集群，作为提供给用户可选的多个区块链网络 环境。

图14-11展示了一个典型的Cello部署拓扑。每个节点默认为Linux（如Ubuntu16.04）服务器或虚拟机。

图14-11　Cello部署拓扑示例

为了支持区块链网络，Worker和Master节点需要配备足够的物理资源。例如，如果希望在一个Worker节点上能够启动至少10个区块链集群，则建议节点配置至少为8 CPU、16G内存、100G硬盘容量。

14.4.3　下载Cello源码

Cello代码的官方仓库在社区的Gerrit上，并实时同步到GitHub仓库中，读者可以从任一仓库中获取代码。例如通过如下命令从官方仓库下载Cello源码：

$ git clone http://gerrit.hyperledger.org/r/cello && cd cello

14.4.4　配置Worker节点

1.安装和配置Docker服务

首先安装Docker，推荐使用1.12或者更新的版本。可通过如下命令快速安装Docker：

$ curl -fsSL https://get.docker.com/ | sh

安装成功后，修改Docker服务配置。对于Ubuntu 16.04，更新/lib/systemd/system/docker.service文件如下：

[Service]
DOCKER_OPTS="$DOCKER_OPTS -H tcp://0.0.0.0:2375 -H unix:///var/run/docker.sock
    --api-cors-header='*' --default-ulimit=nofile=8192:16384 --default-ulimit=
    nproc=8192:16384"
EnvironmentFile=-/etc/default/docker
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// $DOCKER_OPTS

修改后，需要通过如下命令重启Docker服务：

$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart docker.service

2.下载Docker镜像

对于超级账本Fabric v1.0集群所需的镜像，可以使用如下命令进行自动下载：

$ cd scripts/worker_node_setup && bash download_images.sh

3.防火墙配置

为了确保Worker上的容器可以正常访问，通过如下命令确保主机开启IP转发：

$ sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

同时检查主机的iptables设置，确保必要的端口被打开（如2375、7050～10000等）。

14.4.5　配置Master节点

1.下载Docker镜像

使用如下命令下载运行服务所必要的Docker镜像。其中，python：3.5镜像是运行Cello核心组件的基础镜 像；mongo：3.2提供了数据库服务；yeasy/nginx：latest提供了Nginx转发功能；mongo-express：0.30镜像是 为了调试数据库，可以选择性安装：

$ docker pull python:3.5 \
    && docker pull mongo:3.2 \
    && docker pull yeasy/nginx:latest \
    && docker pull mongo-express:0.30

2.安装Cello服务

首次运行时，可以通过如下命令对Master节点进行快速配置，包括安装Docker环境、创建本地数据库目录、安装依赖软件包等：

$ make setup

如果安装过程没有提示出现问题，则说明当前环境满足了运行条件。如果出现问题，可通过查看日志信息进行定位。

3.管理Cello服务

可以通过运行如下命令来快速启动Cello相关的组件服务（包括dashboard、restserver、watchdog、mongo、nginx等）：

$ make start

类似地，运行make stop或make restart可以停止或重启全部服务。

若希望重新部署某个特定服务（如dashboard），可运行如下命令：

$ make redeploy service=dashboard

运行如下命令可以实时查看所有服务的日志信息：

$ make logs

若希望查看某个特定服务的日志，可运行如下命令进行过滤，如只查看watchdog组件的日志：

$ make log service=watchdog

14.4.6　使用Cello管理区块链

Cello服务启动后，管理员可以通过Cello的Dashboard页面管理区块链。

默认情况下，可通过Master节点的8080端口访问Dashboard。默认的登录用户名和密码为admin：pass。

如图14-12所示，Dashboard有多个页面，各页面的功能如表14-1所示。

图14-12　Cello Dashboard

表14-1　Dashboard各页面的功能

1.Hosts页面

在Hosts页面，管理员可以管理所有资源池中已存在的主机，或添加新主机。表格中会显示主机的类型、状态、正在运行的区块链数量、区块链数量上限等。所有设定为non-schedulable（不会自动分配给用户）的主机会用灰色背景标识，如图14-13所示。

图14-13　Hosts页面

点击一个主机的Action下拉菜单，有如下选项可供操作该主机：

·Fillup：将主机运行的区块链数添加至上限；

·Clean：清理主机中所有未被用户占用的链；

·Config：更改主机配置，如名称和链数量上限；

·Reset：重置该主机，只有当该主机没有用户占用的链时可以使用；

·Delete：从资源池中删除该主机。

点击Hosts页面的Add Host按钮，可以向资源池中添加主机。需要设定该主机的名称、Daemon URL地址（例如，Worker节点的docker daemon监听地址和端口）、链数量上限、日志配置、是否启动区块链至数量上限、是否可向用户自动分配，如图14-14所示。

图14-14　添加主机

2.Active Chains页面

Active Chains页面会显示所有正在运行的链，包括链的名称、类型、状态、健康状况、规模、所属主机等信息。正在被用户占用的链会用灰色背景标识，如图14-15所示。

图14-15　Active Chains页面

点击一条链的Actions下拉菜单，有如下选项可供操作该链：

·Start：如果这条链处于停止状态，则启动；

·Stop：停止运行中的链；

·Restart：重新启动这条链；

·Delete：删除这条链；

·Release：将占用的链释放，随后会被删除。

点击Active Chains页面的Add Chain按钮，可以向资源池中添加更多链（如果还有未被占满的主机），如图14-16所示。

图14-16　添加链

14.4.7　基于Cello进行功能扩展

Cello已经提供了完整的区块链管理功能，并提供了图形界面和API。

用户可以通过向Cello的Master节点（默认为80端口）发送RESTful API来申请、释放区块链，或查看区块链相关信息，如其对外开放的接口，可供用户进行远程交互。RESTful API的说明可在Cello的文档中查阅。

对于区块链服务提供者，可以利用这些API为用户呈现友好的区块链申请和操作界面，在Cello的基础之上构建和实现更多功能。

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