004/HyperLedger-Fabric（节点与channel关系）

HyperLedger：超级账本项目

一。Fabric中的节点

1。节点术语

【1】。Orderers:

提供共识服务的网络节点，例如，使用Kafka或PBFT

【2】。Peers:

　　    维护账本的网络节点，通常在Hyperledger Fabric中担任背书或者记账角色。

【3】。Comitter:

　　    检查交易的合法性，最终将交易提交到区块链中。

2。Orderers & Peers & Comitter节点关系

Orderers & Peers & Comitter 三者之间关系如下图所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　Fabric中交易的处理过程

在整个交易过程中，各个组件的主要功能如下：

【1】。客户端（APP）：

客户端应用使用SDK来跟Fabric网络打交道。

首先，客户端从CA获取合法的身份证书来加入网络内的应用通道。

然后，将交易的提案发送给配置文件里指定的背书节点（Endorser节点）

【2】。Endorser节点：

完成对交易提案的背书（目前主要是签名）处理。

检查是否合法，通过则模拟运行交易，对交易导致的状态变化进行背书并返回结果给客户端

【3】。Orderer节点：

仅负责排序。

为网络中所有合法交易进行全局排序，并将一批排序后的交易组合生成区块结构。

Orderer一般不需要跟账本和交易内容直接打交道。

【4】。Committer节点

负责维护区块链和账本结构。

该节点会定期地从Orderer获取排序后的批量交易区块结构，对这些交易进行落盘前的最终检查。

检查通过后执行合法的交易，将结果写入账本，同时构造新的区块。

注意！同一个物理节点可以仅作为Committer角色运行，也可以同时担任Endorser和Committer这两种角色。

【5】。CA：

负责网络中所有证书的管理（分发、撤销等），实现标准的PKI（公共密钥基础）架构。

二。Fabric中的通道

上面只是在一个交易中，从节点的角度，来看交易的处理过程。然而，究竟有多少节点参与背书？多少节点来进行共识排序呢？在Fabric中，引入了通道的概念。

一般情况下，一条区块链网路的子链是按照“1个通道+ 1个账本+ N个成员 ”的基本组成。

通道是两个或多个特定网络成员之间的通信的私有“子网”，用于进行需要数据保密的交易。在Fabric中，建立一个通道相当于建立了一个个子链。

创建通道是为了限制信息传播的范围，是和某一个账本关联的。每个交易都是和唯一的通道关联的。这会明确地定义哪些实体（组织及其成员）会关注这个交易。

1。通道术语

【1】。通道：

Order 服务提供Peer节点供订阅的主题，每个主题是一个通道。

peer可以在订阅多个通道，并且只能访问订阅通道上的交易。关于“订阅-发布主题”，在后面会详细介绍。

【2】。账本：

账本保存Orders提交经节点确认的交易记录。

【3】。成员：

访问和使用账本的网络节点。

【4】。链：

基本上，一个链由1个通道+ 1个账本+ N个成员组成。非链的成员无法访问该链上的交易。链的成员可以由应用程序动态指定。

从关键词“1个通道+ 1个账本+ N个成员”可以知道，要在Fabric区块链网络中，搭建一个子链，需要创建通道，利用通道将成员加入进来，由N个成员维护一个账本，从而实现一个区块链。

注意：

共识服务接收所有链的所有交易，因此保密性仅与peer而不是Orderers相关。

当共识服务由被许可网络中的可信方和监管机构组成时，这样是合理的，也就是说，这些交易作为业务需求仅对他们可见。

另一方面，如果应用程序不希望Orderers知道交易的内容，它必须利用其他技术来隐藏敏感数据，例如哈希散列或加密。

共识服务作为一个信任方存在，如果是由拜占庭容错（BFT）共识协议实现（例如PBFT），可以防止不可信的Orderers破坏账本的一致性和阻碍系统可用性。

然而，现在还没有一种协议可以在有不可信的Orderers存在的情况下，提供多通道设计的同时提供数据保密性。

三。Fabric的拓扑结构

Fabric网络-子链的拓扑关系图

上图解释如下所示：

【1】。三条线，蓝色实线，红色实线，和橙色虚线，分别代表三个通道。

【2】。所有的通道，都连接了Ordering Service说明，共识服务接收所有链的所有交易。这一点，也说明了HyperLedger Fabric不是完全的去中心化，而是多中心化。

【3】。peer1.1等节点，接入了多个通道，说明一个peer节点也可以参与到多个channel中。每个Channel之间是相互隔离，且是并行运行的。这一特性大大提高了系统的吞吐量。

从上图可以知道：

【1】。一个链由1个通道+ 1个账本+ N个成员组成。

【2】。共识是由Ordering Service提供的。

【3】。应用程序指定Peer节点的子集中架设通道。这些peer组成提交到该通道交易的相关者集合，而且只有这些peer可以接收包含相关交易的区块，与其他交易完全隔离。

四。Fabric子链示意图

下图展示了多通道消息订阅与共识服务，账本之间的关系：

如上图所示：

peer 1,2和N订阅红色通道，并共同维护红色账本;

peer 1和N订阅蓝色通道并维护蓝色账本;

类似地，peer 2和peer N在黑色通道上并维护黑色账本。

在这个例子中，peer N在订阅了所有通道，我们看到每个通道都有一个相关的账本。

一般来说，我们称不涉及所有peer的账本为子账本，而涉及所有peer的账本另一种是系统账本，即全账本。

总结

在这里，我们理解了Fabric中的一个重要的概念，通道。以及一种重要的关系，通道和Peer节点的关系。

Hyperledger Fabric架构使用具有保证的发布-订阅模式消息传递通道（如Kafka中的主题分区）,这种发布-订阅模式将共识服务与交易日志（账本）进行了有效的分离。

共识服务由称为Orderers的网络节点提供，并且账本由Peer节点管理。

从节点的角度来看，每个Peer节点连接到共识服务的一个或多个通道，就像发布-订阅通信系统中的客户端一样。

在通道上广播的交易按共识的顺序排列（例如PBFT、kafka），订阅通道的Peer节点接收到加密的区块。

每个peer节点验证区块并将其提交到账本，然后向应用程序提供其他使用账本的服务。

从通道的节点来看，通道在众多的节点中，选择N个节点，加入到通道中，共同维护账本。

以实现“1个通道+ 1个账本+ N个成员”为基本要素的子链！

参考网址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/35349072