美图DPOS以太坊教程（Docker版）

一、前言

最近，需要接触区块链项目的主链开发，在EOS、BTC、ethereum、超级账本这几种区块链技术当中，相互对比后，最终还是以go-ethereum为解决方案。
以ethereum为基准去找解决方案，最终找到了2个符合自己要求的方案，分别如下：美图、gttc。本来是想用gttc的这个解决方案的，但是它是基于go-ethereum最新源码来进行二次开发的，相对不稳定，因此还是用美图的解决方案了，毕竟这公司大一点，没那么多坑。

二、源码

为了方便测试，我们需要将节点最大验证器数修改一下，这样便于我们进行简单测试
修改consensus/dpos/dpos.go文件的maxValidator

// 新值
maxValidatorSize = 21
// 旧值
maxValidatorSize = 3

三、构建

# 进入源码根目录
docker build . -t meitugeth

注意：构建过程中会用到buildenv.sh文件，会提示无权限，因此你需要给该文件赋予执行权限。

sudo chmod 777 buildenv.sh

四、部署

1. 创建节点数据目录

最好事先创建好相应的目录，否则运行后，动态创建目录，会有权限的问题，当然也可以通过命令进行设置目录的权限。

mkdir ~/data
mkdir ~/data/meitu
mkdir ~/data/meitu/node1
mkdir ~/data/meitu/node2
mkdir ~/data/meitu/node3

2. 编写docker-compose.yml文件

version: '3'
services: 
  meitu_node_1:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_1
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    ports: 
      - 15450:8545
      - 15460:8546
      - 10303:30303
      - 10303:30303/udp
      - 10304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node1/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_2:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_2
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 25450:8545
      - 25460:8546
      - 20303:30303
      - 20303:30303/udp
      - 20304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node2/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_3:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_3
    build: 
      context: .
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 45450:8545
      - 45460:8546
      - 40303:30303
      - 40303:30303/udp
      - 40304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node3/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

3. 启动节点

在根目录下启动3个以太坊节点

docker-compose up --build -d

4. 启动思路

美图以太坊这块有2种启动网络：

• 在创世块里配置好第一验证节点，然后启动
• 混合POW和DPOS，用POW进行投票，产生第一批验证节点，并自动切换到DPOS

5. 首次启动

1. 进入容器

进入容器命令如下：

# 模板
docker exec -it [容器名|容器ID] /bin/sh
# 例子
docker exec -it meitu_node_1 /bin/sh
docker exec -it meitu_node_2 /bin/sh
docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh

2. 进入geth JavaScript控制台

# 方式一
geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc
# 方式二
docker exec -it meitu_node_1 geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc
# 方式三：使用别名
alias geth="docker exec -it meitu_node_1 geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc"

3. 创建账户

进入geth JavaScript 控制台后，需哟啊创建账户，命令如下;

# 模板
personal.newAccount('名称')
# 例子
personal.newAccount('test001')
"0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251"
personal.newAccount('test002')
"0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed"
personal.newAccount('test003')
"0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"

创建成功后，需要将返回的地址记录起来

loop：重复1-3步骤，在node1、node2、node3分别创建账户

4. 编写创世块配置文件

将上一步操作生成的地址写入到创世块文件中，三个节点的地址分别为：

0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251
0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed
0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02

将3个节点地址列入第一批验证人列表

{
    "config": {
        "chainId": 7777,
        "eip155Block": 0,
        "eip158Block": 0,
        "byzantiumBlock":0,
        "dpos":{
            "validators":[
                "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251",
                "0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed",
                "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"
            ]
        }
    },
    "nonce": "0x0000000000000042",
    "difficulty": "0x020000",
    "mixHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "coinbase": "0x0000000000000000000000000000000000000000",
    "timestamp": "0x00",
    "parentHash": "0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000",
    "extraData": "0x11bbe8db4e347b4e8c937c1c8370e4b5ed33adb3db69cbdb7a38e1e50b1b82fa",
    "gasLimit": "0x500000",
    "alloc": {}
}

创世配置参数说明：

• nonce：64位随机数，用于挖矿
• timestamp：创世块的时间戳
• parentHash：上一个区块的hash值，因为是创世块，所以这个值是0
• mixHash：与nonce配合用于挖矿，由上一个区块的一部分生成hash
• extraData：附加信息，任意填写
• gasLimit：对GAS的消耗总量限制，用来限制区块能包含的交易信息总和
• difficulty：难度值，越大越难
• coinbase：矿工账号，第一个区块挖出后将给这个矿工账号发送奖励的以太币
• alloc：预设账号以及账号的以太币数量，测试链挖矿比较容易可以不配置
• chainId：指定了独立的区块链网络ID，不同ID网络的节点无法互相连接

5. 初始化创世目录

1. 删除每个节点下geth目录，保留keystore

移除geth目录，便于移除旧的无效数据，因为节点刚启动的时候，使用的是默认创世配置，而自定义的又不一样，因此需要移除。

sudo rm -rf ~/data/meitu/node1/geth
sudo rm -rf ~/data/meitu/node2/geth
sudo rm -rf ~/data/meitu/node3/geth

2. 拷贝创世配置到数据目录

将创世配置拷贝到数据目录中，便于容器内能访问，至于这个目录跟docker-compose.yml映射的目录有关。
因此，命令也要相应的变更。

cp genesis.json ~/data/meitu/node1
cp genesis.json ~/data/meitu/node2
cp genesis.json ~/data/meitu/node3

3. 初始化创世配置

进入容器，并执行初始化命令。

# 节点1
docker exec -it meitu_node_1 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json
# 节点2
docker exec -it meitu_node_2 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json
# 节点3
docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh
geth init /root/.ethereum/genesis.json

**loop：重复在node2、node3上分别执行init

6. 重启节点网络

以下命令需要在docker-compose.yml文件的当前目录方可运行。

# 移除容器
docker-compose down
# 启动容器
docker-compose up -d

7. 查看验证人是否设置成功

1. 进入容器

docker exec -it meitu_node_3 /bin/sh

2. 进入geth JavaScript控制台

geth attach ipc:/root/.ethereum/geth.ipc

3. 执行获取验证人列表命令

dpos.getValidators()
["0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251", "0x2c08f54d5b324c0175ea53b997f5ce1f61a7e4ed", "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02"]

8. 节点互联

1. 查看节点是否互联

admin.peers
[]

返回的数据为[]，说明节点之间没有互相发现。

2. 设置节点互联

1. 查看每个节点信息

admin.nodeInfo

确认：enode都不一样，protocols都一样。
记下三个enode

"enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea99028feb00cb78322ac39340501d5b7c6147e169aadbb028daf20f8d73dbdfea98e@[::]:30303"
"enode://6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d3404b9c9711538289fa76504fecf33cf0e36cce7b0414604f673abe93012413@[::]:30303"
"enode://e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204a541e00ef0b497704ec0e91017799a73283e53f6dffdeef492a4230626b10b6@[::]:30303"

2. 查看docker容器网络信息

# 显示docker所有网络信息
docker network ls
# 查看具体网络信息
docker network inspect [网络名称]
# 例子
docker network inspect docker_default

执行查看网络信息命令后，会返回一下内容

[
    {
        "Name": "docker_default",
        "Id": "984fabf7e51b07c1984114720f98f305cc61cc26546cf9da4bcbbbc36a591351",
        "Created": "2018-12-05T06:06:13.435067024Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.20.0.0/16",
                    "Gateway": "172.20.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": true,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "263f1553108cc8ea00b76598adb6d66649287943c7d0f50d0be02963863ff45c": {
                "Name": "meitu_node_2",
                "EndpointID": "9f4114a81133bd490b501ac45fd50fe512309f9096b5468054bd074bad45a07d",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:03",
                "IPv4Address": "172.20.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "3acd943c8e0759dc241d7cc623b1a1ca45096480dcd2fd0daa8b951407eb40bf": {
                "Name": "meitu_node_3",
                "EndpointID": "0480296c4e8217862358143a084da2d1563cd4f60105e6020434f222320681a5",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:04",
                "IPv4Address": "172.20.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "416fe5eb074c24f032d5bd49a6be68cf293a30af17780133b9fa63663e4b7097": {
                "Name": "meitu_node_1",
                "EndpointID": "0dc00e9c6f63f844502525b34e87baf62f4de852ac46907951d4b689dd89635f",
                "MacAddress": "02:42:ac:14:00:02",
                "IPv4Address": "172.20.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {
            "com.docker.compose.network": "default",
            "com.docker.compose.project": "docker",
            "com.docker.compose.version": "1.23.1"
        }
    }
]

找到不同容器中，相应的IP地址。
记录下每个节点的IP，也可以用127.0.0.1加节点映射到本机的不同网络端口。

meitu_node_1 172.20.0.2
meitu_node_2 172.20.0.3
meitu_node_3 172.20.0.4

3. 添加监视器

进入节点1 geth JavaScript 控制台后，执行以下命令：

# 添加节点2的监视器
admin.addPeer("enode://6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d3404b9c9711538289fa76504fecf33cf0e36cce7b0414604f673abe93012413@[172.20.0.3]:30303")
# 添加节点3的监视器
admin.addPeer("enode://e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204a541e00ef0b497704ec0e91017799a73283e53f6dffdeef492a4230626b10b6@[172.20.0.4]:30303")

4.查看节点网络

在执行完添加监视器后，执行admin.peers即可看到节点已经互联起来。

admin.peers
[{
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "6ab4f74058b9c1e43d2d0c6f55f538ea7f2f366dd9f8f560024f14603333f017d3404b9c9711538289fa76504fecf33cf0e36cce7b0414604f673abe93012413",
    name: "Geth/v1.7.4-stable-a487fc95/linux-amd64/go1.9.7",
    network: {
      localAddress: "172.20.0.2:60018",
      remoteAddress: "172.20.0.3:30303"
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 131189,
        head: "0xa00badd4041033da53c0a34cce5aa59885d7f638e00e1e307b04c02ee640df19",
        version: 63
      }
    }
}, {
    caps: ["eth/62", "eth/63"],
    id: "e82fecab04e5e902a9e4ea491527ea958d2cdeb83383dfa36562e32a51eedb204a541e00ef0b497704ec0e91017799a73283e53f6dffdeef492a4230626b10b6",
    name: "Geth/v1.7.4-stable-a487fc95/linux-amd64/go1.9.7",
    network: {
      localAddress: "172.20.0.2:36700",
      remoteAddress: "172.20.0.4:30303"
    },
    protocols: {
      eth: {
        difficulty: 131076,
        head: "0xe30ff3a8d1ae16384369c45d106841ef44e83c12eae2e2c66dce1bdccc9ba4d6",
        version: 63
      }
    }
}]

注意：这一步完成了，仅仅是临时的，每次重启docker之后admin.peers会重新为空。

9. 配置永久互联

临时互联不方便，可以将bootnodes配置到启动文件中。
修改docker-compose.yml文件，将节点1的连接配置进去。

version: '3'
services: 
  meitu_node_1:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_1
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303
    ports: 
      - 15450:8545
      - 15460:8546
      - 10303:30303
      - 10303:30303/udp
      - 10304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node1/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_2:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_2
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303 --bootnodes enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea99028feb00cb78322ac39340501d5b7c6147e169aadbb028daf20f8d73dbdfea98e@[172.20.0.2]:30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 25450:8545
      - 25460:8546
      - 20303:30303
      - 20303:30303/udp
      - 20304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node2/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

  meitu_node_3:
    image: meitugeth
    container_name: meitu_node_3
    build: 
      context: ..
    command: --ipcpath "/root/.ethereum/geth.ipc" --port 30303 --bootnodes enode://7f2f1a5818b4bb7e756036ab08834386534807bbf5c5a305ddcbefa1ff9ea99028feb00cb78322ac39340501d5b7c6147e169aadbb028daf20f8d73dbdfea98e@[172.20.0.2]:30303
    depends_on: 
      - meitu_node_1
    ports: 
      - 45450:8545
      - 45460:8546
      - 40303:30303
      - 40303:30303/udp
      - 40304:30304/udp
    volumes: 
      - /etc/localtime:/etc/localtime
      - ~/data/meitu/node3/:/root/.ethereum/
    environment: 
      TZ: Asia/Shanghai

这个时候，“主网”启动成功了！！！

五、运行

1. 解锁账户

分别在3个节点上把validator无限期解锁，谁不解锁谁别出块、跳过你。
这里源码默认10秒1块。
进入geth JavaScript控制台后，执行以下命令：

# 模板
personal.unlockAccount(eth.validator,'名称',0)
# 例子
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce001',0)
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce002',0)
personal.unlockAccount(eth.validator,'jce003',0)

根据美图解释，这里validator和coinbase的区别：

• coinbase：收取挖矿奖励
• validator：可以设置为其他地址，但默认和coinbase一样。

2. 启动挖矿

进入geth JavaScript控制台后，执行以下命令：

miner.start()

3. 获取区块信息

进入geth JavaScript控制台后，执行以下命令：

# 模板
eth.getBlock(区块编号)
# 例子
eth.getBlock(1)
# 结果
{
  coinbase: "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251",
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  gasLimit: 5237761,
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}

六、测试

1. 获取账户余额

# 获取账户
eth.accounts

# 获取余额
eth.getBalance(账户地址)

# 格式化长度
web3.fromWei(数值)

# 获取格式化后的余额，默认取第一个账户
web3.fromWei(eth.getBalacne(eth.accounts[0]))

# 获取指定账户余额
web3.fromWei(eth.getBalance("0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251"))

2. 交易

# 模板
eth.sendTransaction({from: "发送者", to: "接受者", value: 数量})
# 例子
eth.sendTransaction({from: "0x849f9442198282fb21539351edb0378463e4c251", to: "0xc4118320f3d3c37a2ca8dad5c2f2a40f2a23ba02", value: 1000000000000000000})

通过获取余额判断是否转账成功，也可通过返回的交易编号查询情况。

web3.eth.getTransactionReceipt('0x8a4104da45c736c7a671ff7974b9b9a1848ff4c001f3cbcd4eb427aab50d604f')

七、参考

• 美团DPOS以太坊节点网络启动和测试（Docker版）
• 以太坊测试区块链环境搭建