2-fabric网络搭建流程

一.示例网络
- 下面开始一步步的搭建和叙述上述过程
二.创建网络
三.添加网络管理员
四.定义联盟
五.为联盟创建通道
六.节点和账本
七.应用程序和智能合约链码
八.完成网络
- 简化视觉词汇表
九.添加另外一个联盟定义
十.添加一个新的通道
十一.添加另外一个 Peer 节点
十二.把一个 Peer 节点添加到多个通道中
十三.网络已经完全形成了

一.示例网络

四个组织 R1、R2、R3 和 R4，他们共同决定，并且达成了一个协议，他们将会设置并开发一个 Hyperledger Fabric 网络。R4 被分配作为网络的初始者，它有权设置网络的初始版本。R4 不会在网络中去进行任何的业务交易。R1 和 R2 在整个网络中有进行私有通信的需求，R2 和 R3 也是。组织 R1 有一个客户端的应用能够在通道 C1 中进行业务的交易。组织 R2 有一个客户端应用可以在通道 C1 和 C2 中进行类似的工作。组织 R3 可以在通道 C2 中做这样的工作。节点 P1 维护了 C1 的账本 L1 的副本。节点 P2 维护了 C1 的账本 L1 和 C2 的账本 L2 的副本。节点 P3 维护了 C2 的账本 L2 的副本。这个网络是根据在网络配置 NC4 中指定的规则来进行管理的，整个网络由组织 R1 和 R4 管理。通道 C1 是根据在通道配置 CC1 中指定的规则来管理的，这个通道由组织 R1 和 R2 管理。通道 C2 是根据在通道配置 CC2 中指定的规则来管理的，这个通道由组织 R2 和 R3 管理。这有一个排序服务 O4 作为这个网络 N 的一个网络管理员节点，并且使用系统通道。排序服务同时也支持应用通道 C1 和 C2，来对交易进行排序、加入区块然后分发。每个组织都有一个首选的 CA。

下面开始一步步的搭建和叙述上述过程

二.创建网络

在定义 网络 N 的时候，第一件事情就是定义一个 排序服务， O4。O4 最初被配置并且由组织 R4的一个管理员来启动，并且由 R4 管理。配置 NC4 包含了描述网络管理能力初始集合的规则。

你也能够看到一个证书颁发机构，CA4，它会被用来给管理者和网络节点颁发证书。CA4 在我们的网络中扮演着重要的角色，因为它会分配 X.509 证书，这个证书能够用来识别属于组织 R4 的组件。也可以用来为交易提供签名，来表明一个组织对交易的结果进行背书，背书是一笔交易可以被接受并记录到账本上的前提条件。

让我们对有关 CA 的两个方面更详细的介绍一下。

在区块链网络中的不同组件之间，彼此是使用证书来标识自己是来自于特定组织的。这就是为什么通常会有多个 CA 来支持一个区块链网络，因为不同的组织通常会使用不同的 CA。在示例网络中，使用了 4 个 CA，每个组织会有一个 CA。事实上，CA 是非常重要的，所以 Hyperledger Fabric 提供给你一个内置的 CA（被称为 Fabric-CA）以方便使用，尽管在实际当中，组织会选择使用它们自己的 CA。

将证书同成员组织进行匹配是通过一个称为成员服务提供者（Membership Service Provider, MSP）的结构来实现的。网络配置 NC4 使用一个已命名的 MSP 来识别由 CA4 颁发的证书的属性，这些证书会关联到组织 R4 下的证书持有者。NC4 接下来会使用在策略中的这个 MSP 名字来分配在网络资源上的特殊权利。这个策略的一个例子就是，在 R4 中识别管理员，这个管理员可以向网络中添加新的成员组织。我们没有在这些图标中显示 MSP，因为他们会很杂乱，但是他们是非常重要的。
接下来我们会看到由 CA 签发的证书是如何在交易的生成和验证的流程中处于核心位置的。特别的，X.509 证书被用于客户端应用的交易提案和智能合约的交易响应，来对交易进行数字签名。接下来持有账本副本的网络节点在接受将交易更新到账本之前会验证交易签名是否有效。

让我们重新整理一下我们的区块链网络示例的基本结构。这有一个资源，网络 N，有一些用户能够访问这个网络，这些用户是由一个证书颁发机构 CA4 定义的，他们具有网络配置 NC4 中包含的规则中所描述的在网络 N 中的权利。当我们配置和启动排序服务节点 O4 的时候上边讲的事情都会发生。

三.添加网络管理员

NC4 最初被配置为仅仅允许 R4 用户在网络中具有管理的权限。在接下来的阶段，我们会允许组织 R1 用户也具有管理的权限。让我们来看看网络是如何演变的：

我们看到了新的组织 R1 变成了管理员，R1 和 R4 现在在网络中具有了相同的权限。我们看到证书颁发机构 CA1 也被添加进来了，他用来标识 R1 组织的用户。现在从 R1 和 R4 来的用户就已经是网络的管理员了。

尽管排序节点 O4 是运行在 R4 的基础设施上的，如果 R1 能够访问到的话就可以共享管理的权限。也就是说 R1 或者 R4 可以更新这个网络配置 NC4 来允许组织 R2 进行网络维护中的部分功能。通过这种方式，尽管 R4 运行着排序服务，但是 R1 在其中也具有着全部的管理员权限，R2 具有有限的创建新联盟的权限。

在这个最简单的模式中，排序服务在网络中是一个独立的节点，就像你在例子中看到的。排序服务通常是多节点的，也可以被配置为在不同组织中的不同节点上。比如，我们可能会在 R4 中运行 O4 并连接到 O2，O2 是在组织 R1 中的另一个排序节点。通过这种方式，我们就有了一个多节点、多组织的管理结构。

四.定义联盟

由于 NC4 的配置方式，只有 R1 和 R4 能够创建新的联盟。这个图标显示了一个新的联盟 X1，它定义了 R1 和 R2 是它的联盟组织。我们也看到了 CA2 也被添加进来标识来自 R2 的用户。注意一个联盟可以包含任意数量的组织，这里我们仅包含了两个组织作为一个最简单的配置。

为什么联盟这么重要？我们能够看到联盟定义了网络中的一部分组织，他们共享了彼此能够交易的需求，在这个示例中就是 R1 和 R2 能够进行交易。这对于一组有着共同的目标的组织来说是有意义的。

这个网络虽然最初仅包含一个组织，现在已经由多个组织来管理了。我们将从 R1、R2 和 R4 共享管控权的方式开始，这样的构成更容易被理解。

五.为联盟创建通道

现在我们要使用联盟 X1 创建一个对于 Hyperledger Fabric 区块链非常重要的部分——通道。通道是一个联盟中的成员彼此进行通信的主要机制。在一个网络中可能会有多个通道，但是现在让我们从一个通道开始。

通道 C1 为联盟 X1 提供了一个私有的通信机制。我们能够看到通道 C1 已经关联到了排序服务 O4 但是这并没有附带任何功能。尽管 C1 是网络 N 中的一部分，它还是跟这个网络非常不同的。同时也要注意组织 R3 和 R4 并没有在这个通道中，因为这个通道仅仅是为了处理在 R1 和 R2 之间进行的交易的。

需要注意的是通道 C1 如何具有一个同网络配置 NC4 完全分开的配置 CC1。CC1 包含了赋予 R1 和 R2 在通道 C1 上的权利的规则，就像我们看到的那样，R3 和 R4 在这个通道中没有权限。R3 和 R4 只有被 R1 或 R2 添加到通道配置 CC1 中的规则后才能够跟 C1 进行交互。这样做的一个例子是定义谁能够向通道中添加新的组织。

为什么通道会如此重要？通道非常有用，因为提供了一个联盟成员之间进行私有通信和私有数据的机制。通道提供了与其他通道以及整个网络的隐私性。Hyperledger Fabric 在这一点上是很强悍的，因为它允许组织间共享基础设施的同时又保持了私有性。这里并不矛盾，网络中不同的联盟之间会需要将不同的信息和流程进行适合的共享，通道为之提供了有效的机制。

我们也能够看到一旦通道被创建之后，它会真正地代表了“从网络中解放出来”。从现在开始和未来，只有在通道配置中指定的组织才能够控制它。同样的，从现在开始，之后的对于网络配置 NC4 的任何改动都不会对通道配置 CC1 造成任何直接的影响。比如如果联盟定义 X1 被改动了，它不会影响通道 C1 的成员。所以通道是有用的，因为他们允许构成通道的组织间进行私有的沟通。并且在通道中的数据跟网络中的其他部分是完全隔离的，包括其他的通道。

同时，这里还有一个被排序服务使用的特殊的系统通道。它跟常规的通道是完全一样的方式运行的，因此常规的通道有时候又被称为应用通道。我们通常不会关心这个通道，但是以后我们会更详细的讨论它。

六.节点和账本

现在，让我们开始使用通道来将这个区块链网络以及组织的组件关联到一起吧。在网络开发的下一个阶段，我们能够看到我们的网络 N 又新增了两个组件，称作 Peer 节点 P1 和账本实例 L1。

Peer 节点是存储区块链账本副本的网络组件。P1 在这个网络中的目的是单纯地放置被其他人访问的账本 L1 的副本。我们可以想象 L1 会被物理地存储在 P1 上，但是逻辑上是存储在通道 C1 上。当我们向通道中添加更多的节点之后，我们对这些就会更加清楚。

P1 的配置中一个关键部分就是一个由 CA1 颁发的 X.509 身份信息，它将 P1 和组织 R1 关联了起来。当 P1 启动之后，它就可以使用排序 O4 加入通道C1。当 O4 收到这个加入请求，它会使用通道配置 CC1 来决定 P1 在这个通道中的权限。比如，CC1 决定 P1 是否能够向账本 L1 中读取或写入信息。

七.应用程序和智能合约链码

现在通道 C1 拥有了一个账本，我们可以连接客户端应用来使用由 Peer 节点提供的服务了。

智能合约 S5 被安装在了 P1 上。在组织 R1 中的客户端应用 A1 （就像 Peer 节点和排序节点一样，客户端应用也会有一个使它和组织相关联的身份信息。）可以通过 Peer 节点 P1 使用 S5 来访问账本。A1、P1 和 O4 都加入了通道 C1，他们都可以使用由这个通道提供的通信设施。

智能合约可以被每个组织的应用开发者创建来实现一个在联盟成员间共享的业务流程。智能合约被用来帮助生成被分发到网络中每个节点的交易。我们接下来会详细讨论。

现在，为了达到这一点，需要对智能合约执行两项操作，它必须被安装，然后在通道中被定义。

安装链码包

在智能合约 S5 被开发完之后，组织 R1 中的管理员必须要把它安装到节点 P1 上。当完成之后，P1 就完全了解了 S5。特别地，P1 能够看到 S5 的实现逻辑（用来访问账本 L1 的程序代码）。当一个组织在一个通道中有多个 Peer 节点时，可以选择在哪个节点安装智能合约，而不需要每个 Peer 节点上都安装。
定义链码

尽管链码会被安装在组织的 Peer 节点上，但是它是在一个通道范围内被管理和维护的。每个组织需要批准一个链码定义，和一系列参数来定义在一个通道中链码应该被如何使用。一个组织必须要批准一个链码定义，才能使用已经安装的智能合约来查询账本和为交易背书。在我们的例子中，只有一个单独的 Peer 节点 P1，一个组织中的管理员 R1 必须要批准 S5 的链码定义。在链码定义提供的信息中最重要的部分就是背书策略。它描述了在交易被其他的组织接受并存储在他们的账本副本上之前，哪些组织必须要同意此交易。在我们的示例网络中，只有当 R1 和 R2 对交易进行背书之后，交易才能够被接受并存储到账本 L1 中。

注意，虽然在这个通道上的每个组件现在都可以访问 S5，但是他们是不能够看到它的程序逻辑的。这对于安装了这个智能合约的节点还是保持隐私性的，在我们的示例中指的是 P1。从概念上讲，这意味着实际上是定义并提交了智能合约的接口到通道。为了强调这个想法，安装智能合约展示了我们是如何将它物理地存储在 Peer 节点上，而实例化智能合约展示了我们是如何将它逻辑地存储在通道中。

当智能合约被安装在 Peer 节点并且在通道上定义之后，它就可以被客户端应用调用了。客户端应用是通过发送交易提案给智能合约背书策略所指定的 Peer 的节点方式来调用智能合约的。这个交易的提案会作为智能合约的输入，智能合约会使用它来生成一个背书交易响应，这会由 Peer 节点返回给客户端应用。这些交易的响应会和交易的提案打包到一起形成一个完整的经过背书的交易，他们会被分发到整个网络。

在网络开发的这个阶段，我们能够看到组织 R1 完整参与了这个网络。它的应用，从 A1 开始，通过智能合约 S5 访问账本 L1，并生成将要被 R1 背书的交易，最后会被接受并添加到账本中，因为这满足了背书策略。

八.完成网络

我们的目标是为联盟 X1（由组织 R1 和 R2 构成）创建一个通道。网络开发的下一个阶段是将组织 R2 的基础设施添加到网络中。

这个网络通过增加新组织 R2 的基础设施变得更大了。具体来说，R2 添加了 Peer 节点 P2，它会存有账本 L1 的一个副本，和链码 S5。R2 像 R1 一样批准了相同的链码定义。P2 也加入了通道 C1，也有一个客户端应用 A2。A2 和 P2 使用由 CA2 颁发的证书来标识 A2 和 P2。所有这些都说明了 A1 和 A2 能够使用 Peer 节点 P1 或者 P2 来调用在 C1 上的 S5。

简化视觉词汇表

随着网络的增长，之前帮助我们理解通道的连线将会变得越发笨拙。设想一下如果我们添加了另外一个 Peer 节点或者客户端应用，又或者另外一个通道的话，我们的图表将会变得有多复杂。

我们接下来要为网络中添加更多内容，在我们做这个之前，让我们来一起简化一下视觉词汇表吧。下边是我们目前开发的网络的简图：

这个图表展示了在网络 N 中和通道 C1 的相关内容：客户端应用 A1 和 A2 能够通过节点 P1 和 P2 以及排序节点 O4 使用通道 C1 来进行通信。Peer 节点 P1 和 P2 可以使用通道 C1 的通信服务。排序服务 O4 可以使用通道 C1 的通信服务。通道配置 CC1 应用于通道 C1。注意，这个网络的图表通过将通道连线替换成了连接点的方式进行了简化，连接点显示为一个蓝色的圆圈，里边包含了通道数字。

九.添加另外一个联盟定义

回到网络级别并且为 R2 和 R3 定义一个新的联盟 X2：

来自 R1 或者 R4 的网络管理员添加了一个新的联盟定义 X2，其中包含了 R2 和 R3。这将会被用来为 X2 定义一个新的通道。新通道只能够由网络配置策略 NC4 中指定的组织比如 R1 或者 R4 来创建，因为只有他们才有相关的权限（联盟定义 X2 已经被添加进了网络配置 NC4）。这是一个区分在网络级别和通道级别谁能管理资源的策略的例子。

十.添加一个新的通道

一个使用联盟定义 X2 为 R2 和 R3 的创建的新通道 C2。这个通道具有通道配置 CC2，完全同网络配置 NC4 以及通道配置 CC1 分离。通道 C2 由 R2 和 R3 来管理，他们两个就像 CC2 中的一个策略定义的那样具有相同的权利。R1 和 R4 在 CC2 中是没有任何权利的。

通道 C2 为联盟 X2 提供了一个私有的通信机制。这里，需要注意的是联盟将组织统一到一起的方式就是通道。通道配置 CC2 现在包含了管理通道资源的策略，通过通道C2 来向组织分配管理权限。这由 R2 和 R3 唯一管理，R1 和 R4 在通道 C2 中是没有权力的。比如可以更新通道配置 CC2 来添加新的组织以支持网络的增长，但是这个只能由 R2 或者 R3 来完成。

网络和通道配置：

在我们的示例网络中，我们看到了网络和通道配置的重要性。这些配置很重要，是因为他们封装了网络成员同意的策略，这提供了对网络资源访问控制的共享参考。网络和通道配置也包含了有关网络和通道组成的一些情况，比如联盟的名字以及它所包含的组织。

比如，当使用排序服务节点 O4 首次组建网络的时候，它的行为是由网络配置 NC4 来管理的。NC4 的初始配置中只包含了允许组织 R4 来管理网络资源的策略。NC4 接下来被变更为也允许 R1 来管理网络资源。一旦这个改动生效后，任何来自于组织 R1 或者 R4 的管理员连接到 O4 都将具有网络管理的权限，因为这是网络配置 NC4 中的策略所允许的。在内部来说，在排序服务中的每个节点都记录着网络配置中的每个通道，所以在网络级别中每个通道被创建时都会有一条记录。

最后，理解网络和通道配置是如何在物理上来实现的是非常重要的。我们能够看到网络和通道的配置在逻辑上是独立的，网络会有一个配置，每个通道也会有一个配置。这一点非常重要，任何访问网络或者通道的组件必须对不同组织的授权有共同的理解。尽管在逻辑上是独立的配置，实际上它会被复制到组成网络或者通道的每个节点，并保持一致。比如，在我们的网络中，节点 P1 和 P2 都有通道配置 CC1 的副本，在这个网络完成的时候，节点 P2 和 P3 也会有通道配置 CC2 的副本。类似的，排序服务节点 O4 有网络配置的副本，但是在多节点配置中，每个排序服务节点都会有他们自己的关于网络配置的副本。

实际上，排序服务节点运行着一个小型的区块链，通过我们前边提到过的系统通道连接。使用系统通道排序服务节点分发网络配置交易。这些交易被用来维护每个排序服务节点间网络配置副本的一致性。类似的，应用程序通道中的 Peer 节点分发通道配置交易。同样，这些交易被用来维护每个 Peer 节点通道配置的一致性。

十一.添加另外一个 Peer 节点

这个图展示了在网络 N 中关于通道 C1 和 C2 的以下内容：客户端应用程序 A1 和 A2 可以使用通道 C1 来同节点 P1 和 P2，以及排序服务 O4 进行通信。客户端应用程序 A3 能够使用 C2 同节点 P3 和排序服务 O4 进行通信。排序服务 O4 可以使用通道 C1 和 C2 的通信服务。通道配置 CC1 应用到了通道 C1 上，CC2 应用到了通道 C2 上。

首先，要注意的是因为 Peer 节点 P3 连接到了通道 C2，所以它有一个和使用通道 C1 的节点不同的账本 L2。账本 L2 被有效地控制在了通道 C2 中。账本 L1 是完全独立的，它被限制在了通道 C1。这么做是有意义的，通道 C2 的目的是为联盟 X2 的成员提供私有通信，并且账本 L2 是他们的交易的私有存储。

同样的方式，智能合约 S6 安装在 Peer 节点 P3，定义在通道 C2 上，用来为账本 L2 提供可控的访问。应用程序 A3 现在能够使用通道 C2 来调用智能合约 S6 提供的服务来生成交易，这些交易会在网络中被每个账本的副本所接受。

十二.把一个 Peer 节点添加到多个通道中

这个图展示了在网络 N 中关于通道 C1 和 C2 的以下内容：客户端应用程序 A1 能够使用通道 C1 与节点 P1 和 P2 以及排序服务 O4 进行通信。客户端应用程序 A2 可以使用通道 C1 与节点 P1 和 P2 进行通信，以及使用通道 C2 与节点 P2 和 P3 以及排序服务 O4 进行通信。客户端应用程序 A3 能够使用通道 C2 与节点 P3 和 P2 和排序服务 O4 进行通信。排序服务 O4 能够使用通道 C1 和 C2 的通信服务。通道配置 CC1 应用在了通道 C1 中，CC2 应用在了通道 C2 中。我们能够看到，R2 在网络中是一个特别的组织，因为它是唯一一个同时属于两个通道成员的组织！它能够在通道 C1 上跟组织 R1 进行交易，也能够同时使用另外一个通道 C2 来跟组织 R3 进行交易。

注意，节点 P2 将智能合约 S5 安装在通道 C1 中，将智能合约 S6 安装在通道 C2 中。节点 P2 同时是两个通道的成员，并且通过不同的智能合约来处理不同的账本。

通道是一个非常强大的概念，既提供了组织间的分离，又提供了组织间进行合作的机制。总的来说，这个基础设施是由一系列独立的组织来提供的，并且在这些组织间进行共享。

重点需要注意的是，在不同通道上交易时 Peer 节点 P2 的行为受到不同的约束。特别地，在通道配置 CC1 中包含的策略决定了 P2 在通道 C1 中进行交易的时候的操作，这也是通道配置 CC2 中的策略对 P2 在通道 C2 中的控制。

排序服务：

排序服务是一个从应用程序搜集背书过的交易的组件，然后它会把这些交易进行排序并放进区块中，这些区块会被分发到通道中的每个 Peer 节点。在每个这样的提交节点（Commiter）中，交易不管是有效的还是无效的都会被记录下来，并且他们本地账本副本也会更新。

注意这里，排序服务节点 O4 在通道 C1 扮演着和网络 N 不同的角色。当在通道级别操作时，O4 的角色是搜集交易并在通道中分发区块。它依据通道配置 CC1 中定义的策略来操作。当在网络级别操作时，O4 的角色是提供对网络资源的管理，这是根据网络配置 NC4 中定义的策略来操作的。我们应该注意这些不同的角色是如何在通道和网络的配置中定义的。这个会加强你对 Hyperledger Fabric 中基于配置的可声明策略的重要性的印象。两种策略都被定义并且用来管控联盟中的每个成员都同意的行为。

十三.网络已经完全形成了

让我们使用一个统一的视觉词典来回顾一下我们的网络应该是什么样。我们使用更加紧凑的视觉语法来稍微重新组织一下这个网络，因为它能够更好地适应更大的一个拓扑结构：

在这个图中，我们看到了这个 Fabric 区块链网络包括了两个应用程序通道以及一个排序通道。组织 R1 和 R4 负责排序通道，R1 和 R2 负责蓝色的应用程序通道，R2 和 R3 负责红色的应用程序通道。客户端应用程序 A1 是组织 R1 的元素，CA1 是它的证书颁发机构。注意到组织 R2 的节点 P2 可以使用蓝色的通信设施，也可以使用红色的应用程序通道。每个应用程序通道具有它自己的通道配置，这里是 CC1 和 CC2。系统通道的通道配置是网络配置 NC4 的一部分。（这副图与开头示例网络的图相呼应）