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如何通过刷写MicroSD卡将您的Raspberry Pi 4变为一个节点

客户端执行层共识层节点
高级
✍️EthereumOnArm
📚Ethereum on ARM(opens in a new tab)
📆2022年6月10日
⏱️11 分钟阅读

Ethereum on Arm 是一个定制 Linux 映像,它可以将树莓派转变成以太坊节点。

为了使用 Ethereum on Arm 将树莓派转变成以太坊节点,推荐使用以下硬件:

  • 树莓派 4(B 型,8 GB)
  • MicroSD 卡(最小 16 GB,Class 10)
  • 最小 2TB 的 USB3.0 固态硬盘或使用 USB3.0 转 SATA 转接盒的固态硬盘
  • 电源
  • 以太网电缆
  • 端口转发(详情请查看客户端)
  • 带散热片和风扇的外壳
  • USB 键盘、显示器和 HDMI 数据线(微型 HDMI)(可选)

为什么要在 ARM 上运行以太坊?

ARM 单板机是一种便宜、灵活的小型计算机。 它们价格低廉、效率高、可配置成将全部资源专用于节点、能耗低、体积小,可以很顺利地安装在任何家庭中,因此成为运行以太坊节点的不二之选。 启动节点也非常容易,因为树莓派的 MicroSD 卡可以简单地使用预建映像刷写,无需下载或构建软件。

工作原理

使用预先构建的映像刷写树莓派的内存卡。 此映像包含了运行以太坊节点所需的一切。 在刷写完内存卡后,用户只需要启动树莓派即可。 运行节点所需的所有进程自动启动。 这是可行的,因为内存卡中有基于 Linux 的操作系统,系统级进程在此操作系统上自动运行,将树莓派转变成以太坊节点。

以太坊不能在流行的树莓派 Linux 操作系统“Raspbian”下运行,因为 Raspbian 还在使用 32 位指令集架构,这会给以太坊用户带来内存问题,而且共识客户端也不支持 32 位二进制文件。 为了解决这一问题,Ethereum on Arm 团队迁移到原生 64 位操作系统“Armbian”。

映像负责处理所有必要的步骤,包括从设置环境和格式化固态磁盘,到安装和运行以太坊软件,以及启动区块链同步。

执行客户端和共识客户端说明

Ethereum on Arm 相关文档解释了如何设置执行客户端共识客户端,两个以太坊测试网(Kiln 和 Ropsten)除外。 这种可选性只有在以太坊从工作量证明过渡到权益证明(称为合并)之前才有可能。

合并后,将无法单独运行执行客户端和共识客户端 — 它们必须成对运行。 因此,在本教程中,我们将在以太坊测试网 (Kiln) 上运行一对执行客户端和共识客户端。

Kiln 树莓派 4 映像

Kiln 是一个专门用于测试合并的公共测试网。 Ethereum on Arm 团队开发了一个映像,让用户可以在这个合并测试网上快速启动一对以太坊客户端。 Kiln 合并已经发生,但该网络仍在运行,因此可用于本教程。 Kiln 上的以太币没有实际价值。

Kiln 树莓派 4 映像是一种“即插即用”映像,它会自动安装和设置执行客户端与共识客户端,配置它们相互通信并连接到 Kiln 网络。 用户需要做的就是使用一个简单的命令启动他们的进程。 该映像包含四种执行客户端(Geth、Nethermind、Besu 和 Erigon)和四种共识客户端(Lighthouse、Prysm、Nimbus、Teku),可供用户选择。

Ethereum on Arm(opens in a new tab) 下载树莓派映像并验证 SHA256 哈希:

1# From directory containing the downloaded image
2shasum -a 256 ethonarm_kiln_22.03.01.img.zip
3# Hash should output: 485cf36128ca60a41b5de82b5fee3ee46b7c479d0fc5dfa5b9341764414c4c57
4

请注意,对于没有树莓派但有 AWS 帐户的用户,提供的 ARM 实例可以运行相同的映像。 说明和 AWS 映像可从 Ethereum on Arm (https://ethereum-on-arm-documentation.readthedocs.io/en/latest/kiln/kiln-testnet.html(opens in a new tab)) 下载。

刷写 MicroSD 卡

首先,应将用于树莓派的 MicroSD 卡插入台式机或笔记本电脑中,以便可以刷写。 接着,在终端执行以下命令,将下载的映像刷写到 SD 卡中:

1# 检查 Micro SD 卡名
2sudo fdisk -I
3
4>> sdxxx
5

正确的 SD 卡名称非常重要,因为下一条命令中的指令 dd 会在写入映像前彻底清除 SD 卡上的全部已有内容。 接下来,导航到包含压缩映像文件的目录:

1# 解压并烧录镜像
2unzip ethonarm_kiln_22.03.01.img.zip
3sudo dd bs=1M if=ethonarm_kiln_22.03.01.img of=/dev/mmcblk0 conv=fdatasync status=progress
4

现在 SD 卡已刷写完成,可以将其插入树莓派中了。

启动节点

将 SD 卡插入树莓派后,连接以太网电缆和固态硬盘,然后打开电源。 操作系统将启动并自动执行预先配置好的任务,包括安装和构建客户端软件,从而将树莓派转变成以太坊节点。 此过程大约需要 10-15 分钟。

所有安装和配置完成后,通过安全外壳连接登录设备,或者如果单板机已经连接了键盘和显示器,也可以直接使用终端。 使用 ethereum 帐户登录,因为此帐户有启动节点所需的权限。

1User: ethereum
2Password: ethereum
3

然后,用户可以选择他们希望运行的执行客户端和共识客户端组合,并按如下方式启动他们的 systemctl 进程(示例中运行 Geth 和 Lighthouse):

1sudo systemctl start geth-lh
2sudo systemctl start lh-geth-beacon
3

可以使用以下指令检查日志

1# logs for Geth
2sudo journalctl -u geth-lh -f
3#logs for lighthouse
4sudo journalctl -u lh-geth-beacon -f
5

Ethereum on Arm 相关文档(opens in a new tab)中提供有每一对客户端组合的特定服务名称。 它们可用于更新此处提供的命令,以用于任何客户端组合。

验证者

为了运行验证者,必须首先访问 32 个测试网以太币,它们必须存入 Kiln 存款合约。 这可以按照 Kiln 启动板(opens in a new tab)上的分步指南来完成。 在台式机/笔记本电脑上执行此操作,但不要生成密钥 — 密钥生成可以直接在树莓派上完成。

在树莓派上打开一个终端并运行以下命令来生成存款密钥:

1cd && deposit new-mnemonic --num_validators 1 --chain kiln
2

保持助记词安全! 上面的命令在节点的密钥库中生成了两个文件:验证者密钥和存款数据文件。 存款数据需要上传到启动板,因此必须要从树莓派复制到台式机/笔记本电脑。 这可以使用安全外壳连接或任何其他复制/粘贴方法来完成。

在存款数据文件在运行启动板的计算机上可用后,就可以将其拖放到启动板界面上的 + 上。 按照屏幕上的说明将交易发送到存款合约。

返回树莓派,可以启动验证者。 这需要导入验证者密钥,设置领取奖励的地址,然后启动预先配置好的验证者进程。 以下示例适用于 Lighthouse — 其他共识客户端的说明见 Ethereum on Arm 相关文档(opens in a new tab)

1#导入验证器密钥
2lighthouse-kl account validator import --directory=/home/ethereum/validator_keys --datadir=/home/ethereum/.lh-geth/kiln/testnet-lh
3
4#设置收款地址地址
5sudo sed -i ‘<ETH_ADDRESS>’ /etc/ethereum/kiln/lh-geth-validator.conf
6
7#启动验证器
8sudo systemctl start lh-geth-validator
9

恭喜,你现在拥有运行在树莓派上的以太坊全节点和验证者!

感谢反馈

我们知道树莓派拥有庞大的用户群体,能对以太坊网络的健康产生非常积极的影响。 请深入了解本教程中的详细信息,尝试在其他测试网甚至以太坊主网上运行,查看 Ethereum on Arm GitHub,提供反馈,提出问题并拉取请求,并帮助改进技术和相关文档!

参考文献

  1. https://ubuntu.com/download/raspberry-pi(opens in a new tab)
  2. https://wikipedia.org/wiki/Port_forwarding(opens in a new tab)
  3. https://prometheus.io(opens in a new tab)
  4. https://grafana.com(opens in a new tab)
  5. https://forum.armbian.com/topic/5565-zram-vs-swap/(opens in a new tab)
  6. https://geth.ethereum.org(opens in a new tab)
  7. https://nethermind.io(opens in a new tab)
  8. https://www.hyperledger.org/projects/besu(opens in a new tab)
  9. https://github.com/prysmaticlabs/prysm(opens in a new tab)
  10. https://lighthouse.sigmaprime.io(opens in a new tab)
  11. https://ethersphere.github.io/swarm-home(opens in a new tab)
  12. https://raiden.network(opens in a new tab)
  13. https://ipfs.io(opens in a new tab)
  14. https://status.im(opens in a new tab)
  15. https://vipnode.org(opens in a new tab)

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