Hyperledger Cello 区块链模块工具包

Question

Hyperledger Cello 是一个区块链模块工具包，也是 Linux 基金会托管的 Hyperledger 项目之一。Hyperledger Cello 旨在为区块链生态系统提供按需“即服务”部署模型，以减少创建、管理和终止区块链所需的工作量。它在各种基础设施（例如，裸机、虚拟机和多个容器平台）之上高效且自动地提供多租户区块链服务。Hyperledger Cello最初由IBM提供，赞助商来自Soramitsu、华为和英特尔。

Hyperledger Cello（HLC）是一种区块链配置和操作系统，可帮助人们以更有效的方式使用和管理区块链。

基于先进的区块链技术和现代 PaaS 工具，Cello 提供以下主要功能：

• 管理区块链网络的生命周期，例如，create/start/stop/delete/keep health自动化。
• 支持定制的区块链网络配置，例如网络规模、共识类型。
• 支持多个底层基础设施，包括裸机、虚拟机、vSphere、本机Docker主机、swarm和Kubernetes。更多支持还在开发中。
• 通过与现有工具（如ElasticStack）集成，扩展了监控、日志记录、运行状况和分析功能等高级功能。

使用 Cello，区块链开发人员可以：

• 从头开始快速构建区块链即服务（BaaS）平台。
• 立即提供可自定义的区块链，例如Hyperledger fabric v1.x网络。
• 检查系统状态并管理区块链，通过仪表板上传智能合约并测试等。
• 在裸机、虚拟机云（例如，虚拟机、vsphere云）、容器集群（例如，Docker、Swarm、Kubernetes）之上维护一个运行中的区块链网络池。

教程

基本概念

先看看术语先了解基本概念。

安装一个Cello群集

按照安装指南启动一个Cello群集。

之后，操作员可以通过操作员仪表板与Cello进行交互。

默认情况下，操作员仪表板将侦听主节点上的8080端口，默认管理员帐户为admin:pass。

添加主机

第一次打开操作员仪表板时，将没有主机。有两种方法可以将更多主机添加到池中。

• 通过Overview页面：点击Working Hosts后的+按钮;
• 通过Hosts页面：点击右上角的Add Host按钮。

然后，您将看到一个跳出的对话框，根据所选类型输入设置信息。

假设要导入本机Docker服务器，您可能需要输入这些字段

• 名称：docker_host
• 守护进程URL :( 192.168.7.220:2375用您的docker主机地址替换它）
• 容量（该主机上的最大链数）：5
• 日志记录级别：默认是DEBUG，你可以改变成INFO，NOTICE，WARNING，ERROR，CRITICAL
• 日志类型：默认为LOCAL
• 可以为群集请求调度：True或False。如果设置成True，它将安排一个链请求到该主机，这在维护主机时很有用
• 保持充满集群：True或False。如果设置为True，它将使用链将主机自动填充到其容量。

成功添加后，您可以在主机页面上找到docker_host，显示为0链和容量是5。

如果要创建vSphere类型主机，可以执行vSphere类型主机创建指南中的步骤。

如果要创建Kubernetes类型主机，可以执行Kubernetes类型主机创建指南中的步骤。

创建一个链

现在我们在池中有了空闲主机，可以创建新链。

打开Active Chain页面，它现在应该是空的，单击右上角的Add Chain按钮，输入以下字段：

• 名称：test_chain

并选择主机docker_host。

单击“创建”按钮会将名称为test_chain的新链添加到池中。

然后，您可以在Active Chain页面上看到它。

启用自动模式

如果要手动创建多个链，将会很困难。Cello提供自动化方式来节省时间。

• 使用主机操作下拉菜单：Fillup按钮将使用链填充主机，直到其容量，而Clean按钮将清除主机中所有未使用的链。
• 使用“自动填充”复选框：在主机配置中，您可以找到一个保持充满集群复选框，该复选框将自动监视主机并使用链将其保持为满容量。

根据您的喜好尝试这些方法。

申请区块链

默认情况下，用户仪表板将侦听主节点上的8081端口，操作员可以使用默认admin:pass凭据登录。或者您可以转到“注册”以创建新帐户。

点击“立即申请”以申请一个新的区块链。填写“Name”字段作为链名称，并为链类型选择“Fabric”。然后将显示一个Fabric - Advance Config for configurations，继续选择默认配置，然后单击提交按钮以请求新的区块链。

添加智能合约

默认情况下，有两个智能合约示例可用。您可以通过上传本地智能合约文件来添加新的智能合约。

map example

这个链代码实现了一个存储在状态中的简单映射。

以下是可用的调用函数。

• put - 需要两个参数，一个键和一个值，并将它们存储在状态中
• remove - 需要一个键并将其从状态中删除
• get - 需要一个参数，一个键，并返回一个值
• keys - 不需要参数，返回所有键

一个查询函数：

• query - 需要一个参数，一个键，并返回一个值

fabric-example02 example

在此示例中，我们使用Init来配置账本上的变量的初始状态。该示例接受4个参数作为输入，并在账本上写入验证值。

• 第一个帐户名称
• 第一个帐户中的初始金额（整数）
• 第二个帐户名称
• 第二个帐户中的初始金额（整数）

可以使用以下操作。

• Invoke - 需要两个参数，一个键和一个值，并将它们存储在状态中
• Query - 需要一个密钥并将其从状态中删除

安装/部署智能合约

单击“fabric-chaincode_example02”智能合约的“...”，然后选择“安装”。在弹出窗口中，选择要安装智能合约的链。

安装智能合约后，单击“实例化”以部署智能合约。在弹出窗口中，选择要实例化智能合约的链。然后单击“新参数”以添加四个参数，例如：“a”，“1000”，“b”，“2000”。

调用/查询智能合约

在“调用”页面中，您可以按以下方式执行合约调用。

• 智能合约： fabric-example02
• 函数名称： invoke
• 参数：a，b，100
• 方法： Invoke

然后我们查询当前的值a，现在应该是900

操作员仪表板

如果您想了解更高级的操作技能，请继续阅读操作员仪表板。

用户的仪表板

如果您想了解链和智能合约的更多用法，请继续访问用户仪表板。

架构设计

在这里，我们讨论主节点上管理服务的体系结构设计。

哲学和原则

该架构将遵循以下原则：

• 微服务：意味着我们将各种功能解耦为多个独立微服务。无论服务做什么，都不会影响其他服务。
• 故障恢复：意味着服务应该容忍故障，例如数据库崩溃。
• 可伸缩性：尽量分布服务，以减轻集中化瓶颈。

功能层

遵循松耦合设计，Cello中有3层。

• 访问层：包括用户操作的Web UI仪表板。
• 业务流程层：接收请求表单的Access层，并调用正确的代理来操作区块链资源。
• 代理层：与Docker，Swarm，K8等基础设施交互的真正workers。

每层应为上层维护稳定的API，以实现可插拔性而无需更改上层代码。

代理层API

• 主机管理：创建、查询/列表、更新、删除、填充、清理、重置
• 集群管理：创建、查询/列表、启动/停止/重启、删除、重置

组件

• operator dashboard：为池管理员提供仪表板，也是自动维护所有内容的核心引擎。
• engine：为其他系统提供restful api以安装/发布/列出链。
• watchdog：及时检查系统状态，保持一切健康和清洁。

实现

restful的相关实现基于Flask，这是一个基于Werkzeug的Web服务微框架。

选择它的原因包括：

• 轻量级
• 性能足够好
• 灵活扩展
• 代码稳定

操作员仪表板

默认情况下，操作员仪表板将侦听主节点上的8080端口，操作员可以使用默认admin:pass凭据登录。

左边的面板使您能够快速跳转到各种功能，包括overview，system status，Hosts，Active Clusters，Inused Clusters和About。

名称	网址	功能
概览	/index	查看系统状态的高级概览
系统状态	/stat	查看系统的统计信息
主机	/hosts	操作被系统管理的主机
活动集群	/clusters?type=active	操作池中正在运行的链
使用中集群	/clusters?type=inused	操作系统中被用户占用的链

概览

默认概览页面显示系统的总体状态，例如，系统中部署的主机数量、这些主机上运行的群集数量。并且主机和集群都有状态编号。

系统状态页面

系统状态页面显示系统中主机和群集统计信息，如类型、活动/非活动。

主机

在“主机”页面中，您可以管理池中的所有现有主机，并添加新主机。主机显示它的Type（例如，用SINGLE表示Native Docker，或用SWARM表示Docker Swarm的），Status（活动或非活动），Chains（在主机中运行了多少个链），Cap（容量）和Log Config（级别，接收器）。那些不可调度的主机将具有灰线

在Action下拉菜单中，您可以

• 填充：用链填充主机直到它达到capacity。
• 清除：清除主机上所有未使用的链。
• 配置：设置主机的配置，例如，name或capacity。
• 重置：重置主机上的所有内容，当您在主机上运行链遇到问题时非常有用。请注意，主机reset只有在链未使用时才能使用。
• 删除：从池中删除主机，然后系统将不关心它。

添加主机

您可以单击该Add Host按钮将更多主机添加到池中。

活动的链

该Active Chains页面显示系统中所有运行中的链，包括其名称、类型、状态、运行状况、大小和主机。那些已使用的链会有一条灰线。

在Action下拉菜单中，您可以

• 开始：启动未运行的链。
• 停止：停止运行中的链到停止状态。
• 重启：重启链。
• 删除：删除链。
• 发布：将用户占用的链释放回池中，稍后将删除该池。

Add Chain如果存在非充满的主机，则可以单击该按钮将更多链添加到池中。

已使用的链条

过滤掉用户占用的那些正在运行的链。

用户仪表板

默认情况下，用户仪表板将侦听主节点上的8081端口，操作员可以使用默认admin:pass凭据登录。

左边的面板使您能够快速跳转到各种功能，包括Chain，Invoke，Smart Contract。

名称	网址	功能
登录	/#/user/login	用户仪表板登录页面
链	/#/chain/index	查看所有链的高级概览
链信息	/#/chain/info/$id	查看特定链信息
创建新智能合约的模板	/#/smart-contract/new	创建新智能合约的模板
智能合约模板列表	/#/smart-contract/index	查看用户上传的所有智能合约模板
智能合约模板信息	/#/smart-contract/info/$id	查看特定智能合约模板信息
运行中的智能合约	/#/smart-contract/running	所有运行中的智能合约清单
调用和查询	/#/smart-contract/invoke-query/$id	调用和查询智能合约

用户仪表板，安装和使用链

用户可以登录用户仪表板，并安装和使用链。

链列表页面

在此页面中将按用户显示所有安装的链。

链明细页面

在此页面中将显示链的基本信息，例如（块高度、通道数、已安装/实例化的链码数、最近的区块/交易）、操作历史。

智能合约模板列表页面

在此页面中将列出用户所有上传的智能合约模板，并支持智能合约的多版本。

智能合约模板明细信息页面

在此页面中将显示智能合约模板的详细信息，包括（多版本、已部署的智能合约、部署操作）

智能合约操作页面

在此页面中，用户可以调用/查询已部署的智能合约。

运行中的智能合约列表页面

在此页面中将列出所有已部署的智能合约，包括（成功/失败）。

术语

概述

在多个服务器上部署Cello，建议至少有1个Master + N（N> = 1）Worker。

• Master：运行Cello服务的管理节点。
• Worker：用于托管区块链的平台（例如，Docker，Swarm，Kubernetes，vSphere Cloud）。Worker由Master管理。
• Host：典型worker的资源将由一个唯一的平台管理。通常它可以是本地的Docker主机、Swarm集群、Kubernetes clsuter或其他裸机/虚拟/容器集群。
• Chain（Cluster）：区块链网络，包括一定数量的peer+order节点。例如，Hyperledger Fabric网络、Sawthooth Lake或Iroha链。

Master

该 Master 会包含主要的 Cello 服务。

这是整个Cello服务的控制面板，大部分管理工作都应该在这里处理。

Master将管理在Workers中运行的区块链网络。

Worker

Workers由Master服务管理，并帮助托管区块链。

主机（Hosts)

主机是由同一资源控制器管理的一组资源，可以是本机Docker主机、Swarm群集、Kubernetes群集或当前的某些云。

通常主机有几个属性：

• Name：别名，为人类阅读方便。
• Daemon URL：Docker / Swarm Access的URL。
• Capacity：主机最多可以拥有的链的数量。
• Logging Level：此主机上链的默认日志记录级别。
• Logging Type：如何处理这些日志消息。
• Schedulable：此主机上的链是否可以调度给用户。
• Autofill：始终使用链自动填充主机。

链

链通常是一个区块链集群，例如，Fabric网络。

一个链有几个属性：

• Name：为人类阅读准备的别名。
• Host：链所在的主机。
• Size：链具有的节点数量。
• Consensus：链采用什么样的共识，取决于区块链技术。