比特币挖矿——集群矿池 btcpool

#区块链

1. 介绍

btcpool 一个集群的解决方案，它使用了 mysql 数据库，web 服务，kafka，zooKeeper，据说可以控制 100000 矿机。代码中逻辑和安装说明都比较完整，但还需要一些编写一些 web 界面做 UI 支持。配好之后就和其它大矿池差不多了。

挖矿的哈希碰撞需要大量计算，由矿机实现。而拆分集成运算量，分配任务，在矿机多的情况下也需要大量的算力支持。Btcpool 是一个去中心化集群的解决方案（矿池内部去中心，对外自成体系）。N 个矿机连一个控制板，控制板接入网络，通过端口连服务器，服务器再把拆分运算量的工作分担给矿池内的多台服务器同时计算。

它的主旨就是整套系统切分成功能块，块与块之间用使用 kafka 传递数据和信息，后台由 zooKeeper 负载均衡，从而使不同的功能块运行在不同的服务器上。像钱包和 mysql 这种频率使用的公用数据放在另外的服务器上，各功能块通过 rpc，zmp 等方式访问它们。

其中最核心的程序是 sserver，矿机控制板连接的就是该程序。它支持 Stratum 协议。现在一般的比特币矿池都支持两种协议:getwork、stratum。getwork 比较方便也非常好理解，直接连接到矿池挖矿。stratum 协议是一个挖矿代理，先通过电脑稳定连接矿池，然后挖矿机连接到电脑上，通过电脑中转挖矿结果和接收新的 block，因为有电脑作为中转，相对来说挖矿过程比较稳定。

2. btcpool（核心工具）

1) 下载

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https://github.com/btccom/btcpool

2) 安装

btcpool 源码里，虽然没有什么文档，但是 README 和 INSTALL 里面写得很清楚。

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$ su  #install脚本里，指定了/root等绝对路径，最好切换成root安装
$ unzip btcpool-master.zip
$ cd btcpool-master/install
$ . install_btcpool.sh #第一次安装，有些辅助软件从git下载（一次连不上可多连几次），这样有效地保证了版本匹配，数据下载和安装在/root/sources和/work/中，具体说明见 INSTALL.md。
$ cd /work/btcpool/build
$ bash ../install/init_folders.sh

3) 注意事项

  1. /work/btcpool/build/run_xxx/xxx.cfg 文件必须根据具体信息修改，先安装好支持软件，最后修改配置文件。

  2. 集群的搭建方法必须按 btcpool/docs/INSTALL*.md 来操作，因为有一些重要参数，比如 broker.id，max.size 等等需要调整，如按一般方法安装，调试起来非常麻烦。

  3. 尽量不要变更目录，很多路径都是写死的

  4. 核心算法在 src/bitcoin 目录下，它编出来的是一个静态库，其它的可执行程序调用它。

3. ZooKeeper（依赖工具）

主要负责负载均衡。安装 Kafka 的说明书在/work/btcpool/docs/ INSTALL- ZooKeeper.md 中，最好按它的步骤配置，否则调试可能很麻烦。ZooKeeper 原理及调试方法见上篇《比特币挖矿——建立 Kafka&Zookeeper 集群》

4. Kafka（依赖工具）

主要负责消息传送。安装 Kafka 的说明书在/work/btcpool/docs/ INSTALL-Kafka.md 中，一定要按它的要求修改配置文件，如果一开始配置错误，后对调试很麻烦。具体原理及调试方法见上篇《比特币挖矿——建立 Kafka&Zookeeper 集群》

建 topic 操作见 INSTALL.md 脚本

5. Mysql 数据库（依赖工具）

  1. 安装
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$ apt-get install mysql-client
$ apt-get install mysql-server
  1. 建库
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$ mysql
> CREATE DATABASE bpool_local_db; # 这两个库在.cfg中设置
> CREATE DATABASE bpool_local_stats_db;
> exit

其它操作见 INSTALL.md 脚本

6. http 服务器 Apache2（依赖工具）

  1. 安装
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$ apt install apache2
  1. 需要写一个 php，能输入如下内容
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{"err_no":0,"err_msg":null,"data":{"jack":1,"terry":2}}

它与矿工连上来的用户名对应。

7. zeromq（辅助工具）

ZeroMQ 看起来像一个可嵌入的网络库, 但其作用就像是一个并发框架。它提供了各种传输工具, 如进程内, 进程间, TCP 和组播中进行原子消息传递的套接字。

在 install.sh 脚本里下载到/root/sources/下，并安装，无需手动再安了。

在 gbtmaker.cfg 中的默认设置为使用 zeromq 通讯，需要 bitcoin 钱包也支持 zeromq，如果不想用它，在 gbtmaker.cfg 里将 zmq 相关的设为 false，它将改为调用 rpc 通讯。

8. supervisor（依赖工具）

1) 说明

它负责管理后台进程，服务一般要长时间运行，它负责监测进程状态，在死掉时重启服务等等，其中的配置文件 conf 用于指定具体的程序及参数。

2) 安装

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$ apt-get install supervisor # 这是后台进程管理用的

将需要启动的服务配置写成 conf 文件复制到/etc/supervisor/conf.d 下即可，其它操作见 INSTALL.md 脚本

3) 常用命令

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$ supervisorctl
> reread
> update
> status # 查看状态
> restart xxxx # 可选择重启某一个
其它
$ supervisorctl start xxx
$ supervisorctl stop xxx

9. 测试

1) 自带的测试工具 simulator

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$ cd /work/btcpool/build/run_simulator
$ ./simulator -c simulator.cfg -l /tmp/log

2) 模拟矿机连接

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minerd -o stratum+tcp://127.0.0.1:3333 -O jack:1

注意这里的用户名要和 http 服务上的匹配

10. 集成说明

1) 一般调试过程如下：

  1. 所有程序正常运行，不退出，不报错，不卡往。

  2. 矿机能连上矿池，能分配到工作，开始计算。

  3. 数据库中出现用户登录的记录。

  4. 数据库中的各项数据都显示正常。

  5. 程序员做一些监控统计的工具，供一般用户使用。

2) 调试说明：

  1. 首先要根据具体情况修改各个.cfg 文件

  2. 调试时，可以先不使用 supervisorctl，直接调用/work/btcpool/build/run* 中的程序，具体参数见对应的 conf 程序

  3. 建议从核心程序开始一个一个调试。默认有很多 log 文件，里面显示了具体程序出错的位置。调试的顺序是 blkmaker->gbtmaker->jobmaker->sserver->其它

  4. 集成最重要的是配置文件和软件版本，配完后最好对其进行记录和备份

  5. 综上，Btcpool 提供了一个工作框架，真正用起来还需要做很多工作。