閱讀完本文，你將可以在一臺(tái)物理機(jī)上搭建起一個(gè)完整的以太坊私鏈，并且部署自己的合約。用以開(kāi)發(fā)、調(diào)試、學(xué)習(xí)以太坊。

本文涉及的知識(shí)和技術(shù)有：

Docker：一種時(shí)下流行的容器
geth：以太坊客戶(hù)端的go實(shí)現(xiàn)
truffle：以太坊合約

Docker環(huán)境搭建

關(guān)于如何搭建Docker環(huán)境，可以參考我之前的一篇文章。以下的內(nèi)容都是基于該文搭建的環(huán)境。如果你已經(jīng)有了可以運(yùn)行的Docker環(huán)境，可以忽略。

文章地址：http://m.itdecent.cn/p/7ca57e4f66c5

主機(jī)配置

此處需要補(bǔ)充一點(diǎn)的是，如果您使用的是虛擬機(jī)、云主機(jī)或者老破小機(jī)器，需要確保分配給主機(jī)的內(nèi)存至少2GB或以上。因?yàn)橐蕴粸榱说钟忍卮箨戇@樣的ASIC礦機(jī)對(duì)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(diǎn)是算力不敏感，內(nèi)存敏感。該算法目前需要在內(nèi)存創(chuàng)建大約1GB的DAG用來(lái)做PoW運(yùn)算，且DAG會(huì)隨著區(qū)塊的增加呈階梯狀增長(zhǎng)，因此建議至少給挖礦節(jié)點(diǎn)的宿主機(jī)器分配至少2GB的內(nèi)存，且保留擴(kuò)大內(nèi)存容量的靈活性。

獲取geth鏡像

docker hub上有現(xiàn)成的geth鏡像。直接獲取。

docker pull ethereum/client-go:v1.8.12

試運(yùn)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(rèn)的entrypoint是為了不讓節(jié)點(diǎn)自動(dòng)運(yùn)行。我們稍后會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自定義配置使其成為私有鏈節(jié)點(diǎn)。
-v將本地的/workspace目錄掛載成容器的/workspace目錄，用來(lái)在容器和宿主機(jī)器之間共享文件

創(chuàng)建Docker網(wǎng)絡(luò)

舊版本的docker容器相互之間是依靠link建立關(guān)系。
新版本docker推薦創(chuàng)建自有網(wǎng)路，再將需要互聯(lián)的容器配置到相同的網(wǎng)絡(luò)中。
于是，我們創(chuàng)建一個(gè)名為“ethnet“的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)配置如下：

子網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)

運(yùn)行如下命令進(jìn)入一個(gè)容器：

docker run -it --rm --network ethnet --ip 172.18.0.50 -v /workspace:/workspace --entrypoint /bin/sh ethereum/client-go:v1.8.12

--network ethnet參數(shù)指定了該容器加入剛才創(chuàng)建的ethnet網(wǎng)絡(luò)
--ip 172.18.0.5指定了一個(gè)固定IP給該容器。

創(chuàng)建賬戶(hù)

首先，在容器內(nèi)的/workspace目錄創(chuàng)建如下目錄結(jié)構(gòu)和文件：

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

然后運(yùn)行如下命令創(chuàng)建賬戶(hù)：

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(lái)，后面要用到。

重復(fù)如上步驟可以創(chuàng)建多個(gè)賬戶(hù)。

創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊

編輯剛才創(chuàng)建的文件dapp\data\genesis.json

{
  "config": {
    "chainId": 88,
    "homesteadBlock": 0,
    "eip155Block": 0,
    "eip158Block": 0
  },
  "alloc"      : {
    "0x4c283287839fd441b8c8d18771321bc06a81edae": {"balance": "100000000000000000000"},
    "0x8dadb9ec6a82413c389e677baa9e7b589fe92b68": {"balance": "1000000000000000000"},
    "0x39c70ad710e07953dea150b1a5f1d0534bf0f135": {"balance": "1000000000000000000"},
    "0xb9592b51d40d66bc583f8ed2755861372fb4afb0": {"balance": "1000000000000000000"}
  },
  "coinbase"   : "0x0000000000000000000000000000000000000000",
  "difficulty" : "0x400",
  "extraData"  : "",
  "gasLimit"   : "0x2fefd8",
  "nonce"      : "0x0000000000000000",
  "mixhash"    :
  "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "parentHash" :
  "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
  "timestamp"  : "0x00"
}

genesis.json是用來(lái)創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊的配置文件
加入同一私鏈的節(jié)點(diǎn)必須使用同一配置文件
chainid是私鏈網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)，可以是任意數(shù)字。
即使chainid相同，如果genesis.json配置不一樣，也將是兩個(gè)不兼容的網(wǎng)絡(luò)
alloc下面列舉了4個(gè)賬戶(hù)地址，分別是上一步驟創(chuàng)建并記錄下來(lái)的地址。
balance是創(chuàng)世區(qū)塊為每個(gè)賬戶(hù)分配的初始以太幣。這里看似分配了很多，其實(shí)單位是wei。1eth=10^18wei。也就是除了第一個(gè)賬戶(hù)給了100eth外，其它幾個(gè)賬戶(hù)分別只擁有1eth。這里給第一個(gè)賬戶(hù)多分點(diǎn)，是因?yàn)槲覀冎笮枰盟鼇?lái)部署合約。

完成以太坊網(wǎng)絡(luò)配置

此時(shí)可以退出剛才的容器。由于我們運(yùn)行容器是加了--rm參數(shù)，剛才的容器會(huì)被刪除，但宿主機(jī)的/workspace下的文件會(huì)被保存下來(lái)。

挖礦

上述步驟只是配置好了一個(gè)以太坊私有網(wǎng)絡(luò)，并沒(méi)有真正創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。我們知道，以太坊網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)，有了礦工，才有的網(wǎng)絡(luò)。于是，我們首先得有一個(gè)礦工。

創(chuàng)建“主”礦工節(jié)點(diǎn)

我們接下來(lái)打算創(chuàng)建的礦工節(jié)點(diǎn)，成為“主”礦工，因?yàn)樗枰獡碛腥缦绿匦裕?/p>

它是一個(gè)容器，并且是持久的容器
它會(huì)自動(dòng)讀取genesis.json文件，并初始化以太坊網(wǎng)絡(luò)
它能夠連接其它節(jié)點(diǎn)（容器）
它能夠接受各種rpc調(diào)用，并能夠部署合約
它已經(jīng)配置好挖礦賬戶(hù)，可以一鍵挖礦

于是，我們按照這個(gè)要求，開(kāi)始一步步創(chuàng)建礦工節(jié)點(diǎn)。

創(chuàng)建entrypoint腳本

創(chuàng)建一個(gè)文件：/workspace/dapp/init.sh
文件內(nèi)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

該腳本的功能是讓以太坊節(jié)點(diǎn)（容器）自動(dòng)初始化以太坊網(wǎng)絡(luò)，并且接受一個(gè)自動(dòng)運(yùn)行腳本作為輸入。

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

創(chuàng)建一個(gè)文件：/workspace/dapp/mine.sh
內(nèi)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 "0x4c283287839fd441b8c8d18771321bc06a81edae" --etherbase "0x4c283287839fd441b8c8d18771321bc06a81edae" console

第一行命令是將剛才生成的賬戶(hù)私鑰文件拷貝到容器的home目錄下。因?yàn)?workspace是宿主目錄掛載的，并不是linux文件系統(tǒng)，直接將datadir指定到該目錄會(huì)導(dǎo)致geth報(bào)錯(cuò)。
第二行命令是啟動(dòng)以太坊節(jié)點(diǎn)的命令。
- --networkid 88指定了networkid，這個(gè)必須與genesis.json內(nèi)設(shè)置保持一致
- --rpc --rpcaddr "172.18.0.50" --rpcapi .... 這些參數(shù)表示該節(jié)點(diǎn)接受rpc，并且指定了rpc的協(xié)議
- --unlock "0x..." 加入該參數(shù)會(huì)需要用戶(hù)輸入賬戶(hù)密碼。密碼校驗(yàn)后會(huì)解鎖該賬戶(hù)。賬戶(hù)解鎖后，該節(jié)點(diǎn)就能使用此賬戶(hù)的私鑰進(jìn)行簽名加密等動(dòng)作，用以進(jìn)行交易、發(fā)布合約等。
- --etherbase 參數(shù)指定了挖礦收益賬戶(hù)

創(chuàng)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(huì)創(chuàng)建一個(gè)持久化的容器。容器的entrypoint和自動(dòng)運(yùn)行腳本指定為我們剛創(chuàng)建的那兩個(gè)腳本。

創(chuàng)建“從”礦工節(jié)點(diǎn)

只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，怎么看都不像“分布式”網(wǎng)絡(luò)。所以我們需要?jiǎng)?chuàng)建更多的節(jié)點(diǎn)來(lái)形成一個(gè)“分布式網(wǎng)絡(luò)”。我們稱(chēng)這些節(jié)點(diǎn)叫做“從”礦工。
這類(lèi)礦工不需要交易，不需要發(fā)布合約，因此不需要unlock賬戶(hù)，也不需要接受rpc。它們只知道埋頭挖礦。

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

“從”礦工節(jié)點(diǎn)和“主”礦工節(jié)點(diǎn)共享entrypoint，以保證它們創(chuàng)建出完全相同的網(wǎng)絡(luò)。
只有自動(dòng)運(yùn)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

創(chuàng)建容器

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

操作節(jié)點(diǎn)

以上創(chuàng)建出了多個(gè)以太坊節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行在同一網(wǎng)絡(luò)下。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以執(zhí)行如下操作。供參考。

節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

查看節(jié)點(diǎn)信息

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

配置靜態(tài)節(jié)點(diǎn)文件

~/data/geth/static-nodes.json

[
    "enode://<node public key>@<node IP address>:<node port>",
    ...
]

查看連接上的節(jié)點(diǎn)

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

動(dòng)態(tài)添加節(jié)點(diǎn)

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

挖礦

啟動(dòng)miner容器

>miner.start(1)

參數(shù)1指定了挖礦的線程數(shù)。
首次啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)會(huì)消耗大約20~30分鐘產(chǎn)生DAG
某開(kāi)始挖礦后，其它節(jié)點(diǎn)將會(huì)收到新區(qū)塊并打印

部署合約

創(chuàng)建truffle鏡像

由于沒(méi)有找到好用的truffle鏡像，我自己創(chuàng)建了一個(gè)。Dockerfile內(nèi)容如下：

FROM alpine:3.8
MAINTAINER Cary Tan tx-cary@163.com
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(jīng)上傳到dockerhub了，您也可以直接下載使用：

docker pull txcary/truffle:180806

啟動(dòng)truffle容器

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

測(cè)試節(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)上的賬戶(hù)
第二條命令獲取賬戶(hù)余額
如果這兩條命令成功了，說(shuō)明以太坊私有網(wǎng)絡(luò)搭建成功，并且節(jié)點(diǎn)rpc調(diào)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(rèn)值會(huì)導(dǎo)致超限錯(cuò)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(rèn)值

編寫(xiě)合約Yourname.sol

合約名稱(chēng)必須和文件名一致，不然會(huì)部署失敗
如果你還沒(méi)有自己的合約，可以上truffle官網(wǎng)下載一個(gè)做練習(xí)。
我也做了一個(gè)供應(yīng)鏈追蹤的合約放在github上：https://github.com/txcary/traceability。該合約通過(guò)remix調(diào)試并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

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使用Docker搭建以太坊私有鏈并部署合約

使用Docker搭建以太坊私有鏈并部署合約

Docker環(huán)境搭建

主機(jī)配置

獲取geth鏡像

創(chuàng)建Docker網(wǎng)絡(luò)

配置以太坊網(wǎng)絡(luò)

創(chuàng)建賬戶(hù)

創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊

完成以太坊網(wǎng)絡(luò)配置

挖礦

創(chuàng)建“主”礦工節(jié)點(diǎn)

創(chuàng)建entrypoint腳本

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

創(chuàng)建容器

創(chuàng)建“從”礦工節(jié)點(diǎn)

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

創(chuàng)建容器

操作節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

查看節(jié)點(diǎn)信息

配置靜態(tài)節(jié)點(diǎn)文件

查看連接上的節(jié)點(diǎn)

動(dòng)態(tài)添加節(jié)點(diǎn)

挖礦

部署合約

創(chuàng)建truffle鏡像

啟動(dòng)truffle容器

測(cè)試節(jié)點(diǎn)RPC

新建truffle工程

修改truffle.js

編寫(xiě)合約Yourname.sol

新建部署腳本

編譯合約

部署合約

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獲取geth鏡像

創(chuàng)建Docker網(wǎng)絡(luò)

配置以太坊網(wǎng)絡(luò)

創(chuàng)建賬戶(hù)

創(chuàng)建創(chuàng)世區(qū)塊

完成以太坊網(wǎng)絡(luò)配置

挖礦

創(chuàng)建“主”礦工節(jié)點(diǎn)

創(chuàng)建entrypoint腳本

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

創(chuàng)建容器

創(chuàng)建“從”礦工節(jié)點(diǎn)

創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)行腳本

創(chuàng)建容器

操作節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

查看節(jié)點(diǎn)信息

配置靜態(tài)節(jié)點(diǎn)文件

查看連接上的節(jié)點(diǎn)

動(dòng)態(tài)添加節(jié)點(diǎn)

挖礦

部署合約

創(chuàng)建truffle鏡像

啟動(dòng)truffle容器

測(cè)試節(jié)點(diǎn)RPC

新建truffle工程

修改truffle.js

編寫(xiě)合約Yourname.sol

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