Hyperledger Fabric 1.0.6 を Raspberry Pi で実行する環境の構築

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Hyperledger Fabric 1.0.6 を Raspberry Pi で実行する環境の構築

技術情報

2018.01.22

はじめに

以前の記事で Ethereum をRaspberry Pi上で動作させるものがありました。

2017.03.23

Raspberry Pi（ラズパイ）でEthereumを動かす

はじめまして。IoT機器でブロックチェーンが世の中に偏在する世界を妄想するiwabooです。今回は、何かと話題にのぼることが多いRaspberry Pi（以下、ラズパイ）でEthereumを動かしてみました。【準備するもの】 OSイン...

今回は、「医薬品のデッドストック販売プラットフォーム PoC」で利用した “Hyperledger Fabric” を Raspberry Pi上に構築し、Hyperledger FabricのチュートリアルにあるBuilding Your First Networkの動作を確認してみます。

2017.10.12

ブロックチェーンを活用した医薬品のデッドストック販売プラットフォーム PoC [Phase１] のご報告

本サイトを運営しております「ブロックチェーン北海道イノベーションプログラム（BHIP）」では、「ブロックチェーンを活用した医薬品のデッドストック販売プラットフォーム」をテーマとしたPoCを進めておりました。 2017年10月、PoCの[Phase１]が完...

このページの目次

1 はじめに
2 セットアップ
- 2.1 各種ツールインストール
- 2.2 FabricのDockerイメージビルド
3 チュートリアル実施
- 3.1 実行
- 3.2 エラーを解決して再実行
4 課題
5 まとめ

セットアップ

各種ツールインストール

Prerequisites — hyperledger-fabricdocs master documentation
こちらで必要とされているものを順次インストールします。

Docer / Docker-Compose

$ apt update && apt -y upgrade
$ sudo apt-get install -y git curl gcc libc6-dev libltdl3-dev $ python-setuptools
$ sudo -H pip install pip --upgrade
$ curl -sSL get.docker.com | sh $ sudo usermod -aG docker pi
$ sudo pip install docker-compose

$ apt update && apt -y upgrade

$ sudo apt-get install -y git curl gcc libc6-dev libltdl3-dev $ python-setuptools

$ sudo -H pip install pip --upgrade

$ curl -sSL get.docker.com | sh $ sudo usermod -aG docker pi

$ sudo pip install docker-compose

Node.js

$ sudo apt install -y nodejs npm
$ sudo npm install n -g
$ sudo n 6.9.5
$ npm install npm@3.10.10 -g

$ sudo apt install -y nodejs npm

$ sudo npm install n -g

$ sudo n 6.9.5

$ npm install npm@3.10.10 -g

$ cd ~
$ wget https://dl.google.com/go/go1.9.2.linux-armv6l.tar.gz
$ tar xzvf go1.9.2.linux-armv6l.tar.gz
$ mkdir -p /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger
$ echo 'export PATH=${HOME}/go/bin:${PATH}' >> .bashrc
$ echo 'export GOPATH=${HOME}/golang' >> .bashrc
$ source .bashrc

$ cd ~

$ wget https://dl.google.com/go/go1.9.2.linux-armv6l.tar.gz

$ tar xzvf go1.9.2.linux-armv6l.tar.gz

$ mkdir -p /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger

$ echo 'export PATH=${HOME}/go/bin:${PATH}' >> .bashrc

$ echo 'export GOPATH=${HOME}/golang' >> .bashrc

$ source .bashrc

FabricのDockerイメージビルド

Fabricとしての動作と、チュートリアルの実行のために、いくつかのリポジトリのクローンと、Dockerイメージのビルドを行ないます。

最初のfabric-baseimageのmakeには4時間程度必要でした。それ以外は、数分程度で終わりました。

$ cd /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger
$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-baseimage.git
$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git
$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-ca
$ cd fabric-baseimage $ make docker

$ cd ../fabric
$ grep "^VERSION" ../fabric-baseimage/Makefile | awk '{print $3}' > .baseimage-release 
$ make peer peer-docker orderer-docker tools-docker

$ cd ../fabric-ca
$ sed -i -e "s/BASEIMAGE_RELEASE = 0.3.1/BASEIMAGE_RELEASE = $(grep '^VERSION' ../fabric-baseimage/Makefile | awk '{print $3}')/" Makefile
$ make docker

$ cd /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger

$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-baseimage.git

$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric.git

$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-ca

$ cd fabric-baseimage $ make docker

$ cd ../fabric

$ grep "^VERSION" ../fabric-baseimage/Makefile | awk '{print $3}' > .baseimage-release

$ make peer peer-docker orderer-docker tools-docker

$ cd ../fabric-ca

$ sed -i -e "s/BASEIMAGE_RELEASE = 0.3.1/BASEIMAGE_RELEASE = $(grep '^VERSION' ../fabric-baseimage/Makefile | awk '{print $3}')/" Makefile

$ make docker

すべて完了すると、下記のようにイメージが作成されます。

$ docker images
REPOSITORY                     TAG                              IMAGE ID            CREATED             SIZE
hyperledger/fabric-tools       armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17   b19bcd1e079c        7 days ago          1.21GB
hyperledger/fabric-tools       latest                           b19bcd1e079c        7 days ago          1.21GB
hyperledger/fabric-orderer     armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17   014095631d8c        7 days ago          190MB
hyperledger/fabric-orderer     latest                           014095631d8c        7 days ago          190MB
hyperledger/fabric-ca          armv7l-1.0.6-snapshot-cd93c3c    fe9fd405a49a        7 days ago          240MB
hyperledger/fabric-ca          latest                           fe9fd405a49a        7 days ago          240MB
hyperledger/fabric-peer        armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17   6f9c0afad670        7 days ago          193MB
hyperledger/fabric-peer        latest                           6f9c0afad670        7 days ago          193MB
hyperledger/fabric-javaenv     armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17   5f622df562a0        7 days ago          1.27GB
hyperledger/fabric-javaenv     latest                           5f622df562a0        7 days ago          1.27GB
hyperledger/fabric-ccenv       armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17   183dc85596cd        7 days ago          1.18GB
hyperledger/fabric-ccenv       latest                           183dc85596cd        7 days ago          1.18GB
hyperledger/fabric-baseimage   armv7l-0.4.3                     66a760f165db        7 days ago          1.16GB
hyperledger/fabric-baseimage   latest                           66a760f165db        7 days ago          1.16GB
hyperledger/fabric-basejvm     armv7l-0.4.3                     a85a0e1e2141        7 days ago          456MB
hyperledger/fabric-basejvm     latest                           a85a0e1e2141        7 days ago          456MB
hyperledger/fabric-baseos      armv7l-0.4.3                     dafd89d7e4b3        7 days ago          171MB
hyperledger/fabric-baseos      latest                           dafd89d7e4b3        7 days ago          171MB
armv7/armhf-ubuntu             latest                           4d7ccbc584c8        14 months ago       122MB

$ docker images

REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE

hyperledger/fabric-tools armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17 b19bcd1e079c 7 days ago 1.21GB

hyperledger/fabric-tools latest b19bcd1e079c 7 days ago 1.21GB

hyperledger/fabric-orderer armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17 014095631d8c 7 days ago 190MB

hyperledger/fabric-orderer latest 014095631d8c 7 days ago 190MB

hyperledger/fabric-ca armv7l-1.0.6-snapshot-cd93c3c fe9fd405a49a 7 days ago 240MB

hyperledger/fabric-ca latest fe9fd405a49a 7 days ago 240MB

hyperledger/fabric-peer armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17 6f9c0afad670 7 days ago 193MB

hyperledger/fabric-peer latest 6f9c0afad670 7 days ago 193MB

hyperledger/fabric-javaenv armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17 5f622df562a0 7 days ago 1.27GB

hyperledger/fabric-javaenv latest 5f622df562a0 7 days ago 1.27GB

hyperledger/fabric-ccenv armv7l-1.0.6-snapshot-78e18d17 183dc85596cd 7 days ago 1.18GB

hyperledger/fabric-ccenv latest 183dc85596cd 7 days ago 1.18GB

hyperledger/fabric-baseimage armv7l-0.4.3 66a760f165db 7 days ago 1.16GB

hyperledger/fabric-baseimage latest 66a760f165db 7 days ago 1.16GB

hyperledger/fabric-basejvm armv7l-0.4.3 a85a0e1e2141 7 days ago 456MB

hyperledger/fabric-basejvm latest a85a0e1e2141 7 days ago 456MB

hyperledger/fabric-baseos armv7l-0.4.3 dafd89d7e4b3 7 days ago 171MB

hyperledger/fabric-baseos latest dafd89d7e4b3 7 days ago 171MB

armv7/armhf-ubuntu latest 4d7ccbc584c8 14 months ago 122MB

チュートリアル実施

チュートリアルの内容は、Hyperledger Fabricのオフィシャルサイトにあります。

Building Your First Network — hyperledger-fabricdocs master documentation

実行

チュートリアルに必要なリポジトリをクローンし、実行してみます。

$ cd /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger
$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-samples.git
$ cd fabric-samples/first-network
$ ./byfn.sh -m generate
$ ./byfn.sh -m up
...(snip)
Instantiating chaincode on org2/peer2...
CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt
CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.key
CORE_PEER_LOCALMSPID=Org2MSP
CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock
CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.crt
CORE_PEER_TLS_ENABLED=true
CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin@org2.example.com/msp
CORE_PEER_ID=cli
CORE_LOGGING_LEVEL=DEBUG
CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051
2018-01-21 09:57:47.941 UTC [msp] GetLocalMSP -> DEBU 001 Returning existing local MSP
2018-01-21 09:57:47.942 UTC [msp] GetDefaultSigningIdentity -> DEBU 002 Obtaining default signing identity
2018-01-21 09:57:48.015 UTC [chaincodeCmd] checkChaincodeCmdParams -> INFO 003 Using default escc
2018-01-21 09:57:48.030 UTC [chaincodeCmd] checkChaincodeCmdParams -> INFO 004 Using default vscc
2018-01-21 09:57:48.034 UTC [msp/identity] Sign -> DEBU 005 Sign: plaintext: 0A94070A6608031A0B089CC891D30510...324D53500A04657363630A0476736363 
2018-01-21 09:57:48.034 UTC [msp/identity] Sign -> DEBU 006 Sign: digest: ACF7E0FD999ED7341483F3210408818BE98264EE2619B69CB7E7E245B65FF8B8 
Error: Error endorsing chaincode: rpc error: code = Unknown desc = Error starting container: API error (400): {"message":"Minimum memory limit allowed is 4MB"}
...(snip)
!!!!!!!!!!!!!!! Chaincode instantiation on PEER2 on channel 'mychannel' failed !!!!!!!!!!!!!!!!
========= ERROR !!! FAILED to execute End-2-End Scenario ===========

$

$ cd /home/pi/golang/src/github.com/hyperledger

$ git clone https://github.com/hyperledger/fabric-samples.git

$ cd fabric-samples/first-network

$ ./byfn.sh -m generate

$ ./byfn.sh -m up

...(snip)

Instantiating chaincode on org2/peer2...

CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/peers/peer0.org2.example.com/tls/ca.crt

CORE_PEER_TLS_KEY_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.key

CORE_PEER_LOCALMSPID=Org2MSP

CORE_VM_ENDPOINT=unix:///host/var/run/docker.sock

CORE_PEER_TLS_CERT_FILE=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/server.crt

CORE_PEER_TLS_ENABLED=true

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=/opt/gopath/src/github.com/hyperledger/fabric/peer/crypto/peerOrganizations/org2.example.com/users/Admin@org2.example.com/msp

CORE_PEER_ID=cli

CORE_LOGGING_LEVEL=DEBUG

CORE_PEER_ADDRESS=peer0.org2.example.com:7051

2018-01-21 09:57:47.941 UTC [msp] GetLocalMSP -> DEBU 001 Returning existing local MSP

2018-01-21 09:57:47.942 UTC [msp] GetDefaultSigningIdentity -> DEBU 002 Obtaining default signing identity

2018-01-21 09:57:48.015 UTC [chaincodeCmd] checkChaincodeCmdParams -> INFO 003 Using default escc

2018-01-21 09:57:48.030 UTC [chaincodeCmd] checkChaincodeCmdParams -> INFO 004 Using default vscc

2018-01-21 09:57:48.034 UTC [msp/identity] Sign -> DEBU 005 Sign: plaintext: 0A94070A6608031A0B089CC891D30510...324D53500A04657363630A0476736363

2018-01-21 09:57:48.034 UTC [msp/identity] Sign -> DEBU 006 Sign: digest: ACF7E0FD999ED7341483F3210408818BE98264EE2619B69CB7E7E245B65FF8B8

Error: Error endorsing chaincode: rpc error: code = Unknown desc = Error starting container: API error (400): {"message":"Minimum memory limit allowed is 4MB"}

...(snip)

!!!!!!!!!!!!!!! Chaincode instantiation on PEER2 on channel 'mychannel' failed !!!!!!!!!!!!!!!!

========= ERROR !!! FAILED to execute End-2-End Scenario ===========

しばらくは進んで行きますが、途中でエラーが発生してしまいました。

エラーを解決して再実行

原因を調査していくと、解決方法に関する情報を見つけました。
エラーメッセージにあるようにDockerで利用できるメモリ量が少ないため、これを多くするための調整を行なえば良いようです。

GitHub – Cleanshooter/hyperledger-pi-composer: Docker Compose files and data for launching Hyperledger on a Raspberry PI Docker Swarm.

こちらの内容を元に、fabric-samples/first-network/base/docker-compose-base.yamlの各サービスのenvironmentへCORE_VM_DOCKER_HOSTCONFIG_MEMORY=536870912を追加します。

これで、再び実行してみます。

$ ./byfn.sh -m generate
$ ./byfn.sh -m up
...(snip)
========= All GOOD, BYFN execution completed =========== 


 _____   _   _   ____   
| ____| | \ | | |  _ \  
|  _|   |  \| | | | | | 
| |___  | |\  | | |_| | 
|_____| |_| \_| |____/  

$

$ ./byfn.sh -m generate

$ ./byfn.sh -m up

...(snip)

========= All GOOD, BYFN execution completed ===========

_____ _ _ ____

| ____| | \ | | | _ \

| _| | \| | | | | |

| |___ | |\ | | |_| |

|_____| |_| \_| |____/

無事に終了しました！
これで、Raspberry Piでも Hyperledger Fabric を動作させられることを確認できました。

課題

とはいえ、課題も感じています。

Raspberry Pi にとって、1台で Hyperledger Fabric フルセットの実行はかなりの負荷となっています。実行中のロードアベレージは概ね”10”前後となっており、本来のRaspberry Piの許容範囲の2〜3倍程度の処理が必要でした。

当然実行時間も長くなり、上記のチュートリアルの実行時間がおよそ8.5分でした。
同じ内容を手元のMacBook Proで実行すると概ね1.5分程度ですので、およそ5〜6倍程度の時間がかかることになります。

まとめ

エッジコンピューティングの環境として、Raspberry Pi でブロックチェーンが使えることは非常に夢があると思います。
IoTデバイスの入力をエッジサーバでブロックチェーンへ格納し、それが他のエッジサーバとリアルタイムに連携されていく、また、チェインコードの結果が低レイテンシーでIoTデバイスへ反映されていく、ということを低コストで実現できる可能性を個人的には感じています。

どういう構成、どういう処理であれば、現実的にRaspberry Piでブロックチェーンを使えるのか、引き続き調査を進めて行きたいと思います。