在Linux下使用Docker部署chirpstack

一、前言

本篇文章我是在Linux下使用 Docker 进行部署chirpstack，chirpstack采用的是v4 版本，v4 版本与 v3版本相比，gRPC API 等做了一些改变，需要考虑兼容性。但是我们仅仅使用Docker部署chirpstack 其实就目录和web 界面发生了一些改变，配置逻辑是一样的，并没有太大改变。如果大家用的是 v3版本，哪里不懂也可以直接问我。

二、chirpstack

1、chirpstack是什么

ChirpStack 是一个开源的 LoRaWAN 网络服务器，可用于设置私有或公共 LoRaWAN 网络。ChirpStack 提供了一个 Web 界面 **用于管理网关、设备和应用程序。**ChirpStack 提供了一个基于 gRPC 的 API，可以用于集成或扩展 ChirpStack。

2、chirpstack组件

（1）ChirpStack Network Server： 简称NS，作用是**确保 LoRaWAN 网络的正常运行和管理设备通信。**其负责 LoRaWAN 网络的核心逻辑。它处理设备的加入过程、下行链路调度、设备活动状态跟踪等。它还负责处理从 LoRa 网关接收到的上行数据，并将下行数据发送到网关。

（2）ChirpStack Application Server ：简称AS，作用是**管理和处理应用层数据，提供用户界面和 API 接口。**其负责处理和管理 LoRaWAN 应用层数据。它允许用户定义应用程序、设备配置和数据解码器。它还提供 API 和 Web 界面，用于管理设备、监控网络流量、处理数据解码和发送应用层数据到外部应用程序。

（3）ChirpStack Gateway Bridge ：它充当网关和网络服务器之间的中间件。该组件可以将LoRa网关传输来的LoRa数据包转发器协议转换成ChirpStack网络服务器通用的数据格式（JSON和Protobuf）。

（4）PostgreSQL ：这是一个开源的关系型数据库管理系统，用于持续化存储 ChirpStack 的配置数据、设备信息、网关信息、应用程序数据等。

（5）Redis ：这是一个开源的内存中数据结构存储系统，通常用作数据库、缓存和消息代理。ChirpStack 使用 Redis 来缓存和处理一些实时数据，提高系统性能和响应速度。

（6）Mosquitto： Mosquitto是一个MQTT协议的代理服务器，用于**处理设备和ChirpStack组件之间的通信。**它允许LoRaWAN网关和ChirpStack服务之间的消息传递。

注意一下Postgre SQL和 Redis 的区别，Postgre SQL基于磁盘存储数据，支持持久化存储，数据在磁盘上存储即使系统重启数据也不会丢失，性能相对较慢。Redis基于内存存储数据，支持高效的读写操作，性能极高。

3、为什么选择Docker部署

（1）简化部署过程： 上文已讲过ChirpStack 是由多个服务组件组成的，Docker Compose 允许我们通过一个配置文件（docker-compose.yml）定义和运行多个容器，只需要一条命令（docker-compose up）即可启动所有服务。

**（2）环境隔离：**chirpstack的各个服务可以在独立的容器中运行，避免了依赖冲突和环境污染。

**（3）可移植性：**使用 Docker，我们可以确保在开发环境、测试环境和生产环境中运行相同的代码和配置。这有助于避免在不同环境中出现的"环境问题"。

（4）集中配置： 所有的服务配置集中在一个 docker-compose.yml 文件中，便于管理和版本控制。我们可以轻松地修改和更新配置。

三、Linux下部署过程

1、从 github 上拉取源代码

v4版本：（接下来以v4版本进行讲解）

git clone https://github.com/chirpstack/chirpstack-docker.git

v3版本：

git clone https://github.com/chirpstack/chirpstack-docker/tree/v3

2、修改 docker-compose.yml 配置文件

该文件是一个**使用 Docker Compose 配置的多容器应用程序，用于部署 ChirpStack 物联网平台。**涵盖了 ChirpStack 系统所需的所有主要组件，确保它们在 Docker 容器中协同工作。（注意，该配置文件通常只需要修改你想要的频段和端口，其他不用改变）

（1）chirpstack

这是 ChirpStack 应用服务器（一般不用进行修改）。

  chirpstack:
    image: chirpstack/chirpstack:4
    command: -c /etc/chirpstack
    restart: unless-stopped
    volumes:
      - ./configuration/chirpstack:/etc/chirpstack
      - ./lorawan-devices:/opt/lorawan-devices
    depends_on:
      - postgres
      - mosquitto
      - redis
    environment:
      - MQTT_BROKER_HOST=mosquitto
      - REDIS_HOST=redis
      - POSTGRESQL_HOST=postgres
    ports:
      - 8080:8080

image: 使用 chirpstack/chirpstack:4 镜像。
command: 指定配置文件路径为 /etc/chirpstack。
restart: 设置为 unless-stopped，即除非手动停止，否则容器会自动重启。
volumes: 挂载本地目录 ./configuration/chirpstack 到容器内的 /etc/chirpstack，以及 ./lorawan-devices 到容器内的 /opt/lorawan-devices。
depends_on: 依赖 postgres, mosquitto, redis 三个服务。
environment: 设置环境变量，包括 MQTT_BROKER_HOST, REDIS_HOST, POSTGRESQL_HOST。
ports: 暴露端口 8080，将容器内的 8080 端口映射到主机的 8080 端口。

（2）chirpstack-gateway-bridge

这是 ChirpStack 网关桥接器服务（我这里采用的cn470_10频段）。

chirpstack-gateway-bridge:
    image: chirpstack/chirpstack-gateway-bridge:4
    restart: unless-stopped
    ports:
      - 1700:1700/udp
    volumes:
      - ./configuration/chirpstack-gateway-bridge:/etc/chirpstack-gateway-bridge
    environment:
      - INTEGRATION__MQTT__EVENT_TOPIC_TEMPLATE=cn470_10/gateway/{{ .GatewayID }}/event/{{ .EventType }}
      - INTEGRATION__MQTT__STATE_TOPIC_TEMPLATE=cn470_10/gateway/{{ .GatewayID }}/state/{{ .StateType }}
      - INTEGRATION__MQTT__COMMAND_TOPIC_TEMPLATE=cn470_10/gateway/{{ .GatewayID }}/command/#
    depends_on:
      - mosquitto

estart: 设置为 unless-stopped。
ports: 暴露 UDP 端口 1700。
volumes: 挂载本地目录 ./configuration/chirpstack-gateway-bridge 到容器内的 /etc/chirpstack-gateway-bridge。
environment: 设置环境变量，指定 MQTT 主题模板。
depends_on: 依赖 mosquitto 服务。

（3）chirpstack-gateway-bridge-basicstation

这是 ChirpStack 网关桥接器的基本站服务（注意修改command部分）。

 chirpstack-gateway-bridge-basicstation:
    image: chirpstack/chirpstack-gateway-bridge:4
    restart: unless-stopped
    command: -c /etc/chirpstack-gateway-bridge/chirpstack-gateway-bridge-basicstation-cn470_10.toml
    ports:
      - 3001:3001
    volumes:
      - ./configuration/chirpstack-gateway-bridge:/etc/chirpstack-gateway-bridge
    depends_on:
      - mosquitto

image: 使用 chirpstack/chirpstack-gateway-bridge:4 镜像。
restart: 设置为 unless-stopped。
command: 使用配置文件 chirpstack-gateway-bridge-basicstation-cn470_10.toml。
ports: 暴露端口 3001。
volumes: 挂载本地目录 ./configuration/chirpstack-gateway-bridge 到容器内的 /etc/chirpstack-gateway-bridge。
depends_on: 依赖 mosquitto 服务。

（4）chirpstack-rest-api

这是 ChirpStack 的 REST API 服务。

chirpstack-rest-api:
    image: chirpstack/chirpstack-rest-api:4
    restart: unless-stopped
    command: --server chirpstack:8080 --bind 0.0.0.0:8090 --insecure
    ports:
      - 8090:8090
    depends_on:
      - chirpstack

image: 使用 chirpstack/chirpstack-rest-api:4 镜像。
restart: 设置为 unless-stopped。
command: 指定 ChirpStack 服务器为 chirpstack:8080，绑定地址为 0.0.0.0:8090，并启用不安全模式。
ports: 暴露端口 8090。
depends_on: 依赖 chirpstack 服务。

（5）postgres

这是 PostgreSQL 数据库服务。

postgres:
    image: postgres:14-alpine
    restart: unless-stopped
    volumes:
      - ./configuration/postgresql/initdb:/docker-entrypoint-initdb.d
      - postgresqldata:/var/lib/postgresql/data
    environment:
      - POSTGRES_PASSWORD=root

image: 使用 postgres:14-alpine 镜像。
restart: 设置为 unless-stopped。
volumes: 挂载本地目录 ./configuration/postgresql/initdb 到容器内的 /docker-entrypoint-initdb.d，以及挂载 Docker 卷 postgresqldata 到容器内的 /var/lib/postgresql/data。
environment: 设置环境变量 POSTGRES_PASSWORD 为 root。

（6）redis

这是 Redis 内存数据库服务。

redis:
    image: redis:7-alpine
    restart: unless-stopped
    command: redis-server --save 300 1 --save 60 100 --appendonly no
    volumes:
      - redisdata:/data

image: 使用 redis:7-alpine 镜像。
restart: 设置为 unless-stopped。
command: 运行 redis-server，并指定保存策略。
volumes: 挂载 Docker 卷 redisdata 到容器内的 /data。

（7）mosquitto

这是 MQTT 消息代理服务。

  mosquitto:
    image: eclipse-mosquitto:2
    restart: unless-stopped
    ports:
      - 1883:1883
    volumes: 
      - ./configuration/mosquitto/config/:/mosquitto/config/

（8）Volumes

定义数据卷。