ROS中设置多机通信（主从机配置）的方法以及常见问题（节选自ROS2GO手册）

原文出自于ROS2GO手册 http://doc.tianbot.com/ros2go/2473832

ROS初学者容易卡在诸多不相关的问题上，这里也推荐ROS2GO给大家，立即拥有一个完善的环境配置，同时可以随时召唤老司机解决疑难杂症。

ROS多机通信（主从机配置）

在充分的单机学习测试之后，往往要进行真实机器人的测试，那么就要接触到多机通信的问题。ROS采用的分布式网络通信，只要正确的设置ROS_MASTER_URI和ROS_IP两个环境变量，就可以成功实现ROS的多机通信。但是在这里初学者往往因为没有深入理解ROS通信机制而产生问题。ROS Wiki的说明也比较笼统，但是需要先行阅读。后面我们详细说明在多机通信产生问题时如何处理。

http://wiki.ros.org/ROS/NetworkSetup
http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/MultipleMachines

ROS消息通信机制

我们简单梳理一下，在话题通信时，什么时候会用到ROS_MASTER_URI和ROS_IP这两个环境变量。

• Talker启动，通过ROS_MASTER_URI连接到ROS Master，注册发布者的信息，包含所要发布的话题名称（bar）和消息类型；ROS Master会将该发布者的注册信息存储到发布者注册列表中，等待接收者。

• Listener启动，通过ROS_MASTER_URI连接到ROS Master，将其订阅的话题名bar和消息类型在ROS Master上注册（实际上也包括自己的地址和端口信息）。

• ROS Master根据Listener所需的订阅话题在发布者注册列表寻找与之匹配的话题，并返回Talker的XML-RPC地址信息，即foo:1234。Listener根据alker的XML-RPC地址向Talker请求TCP的连接地址，Talker的地址就是图中所示的foo:2345。其中foo就是在执行talker时的环境变量ROS_IP的。

因此，如果需要正确接收到talker发布的消息，必须在talker和listener上都正确设置ROS_MASTER_URI，必须正确设置Talker的ROS_IP。一般情况下，都是双向互通，所以listener的ROS_IP也要正确设置。

最常见问题：可以看到消息列表，但是无法接收消息内容

https://answers.ros.org/question/349095/ros-on-multiple-machine-not-working-properly/#349098
这是最困扰大家的一个问题。我们用robot和ros2go来代表机器人上的电脑和远程操控的电脑。那么首先大家能够在robot和ros2go上能够相互ping通（相互，保证是在同网段），也可以使用ssh成功从ros2go端登录到robot。多机通信大家一般都会知道在ros2go端将ROS_MASTER_URI设置为robot的ip，这样就可以成功的使用rostopic list看到话题列表。不过rostopic echo /foobar是看不到任何消息的（很大概率，也有例外，后面我们说明）。这个最主要的问题就是没有在robot上设置ROS_IP这个环境变量。

类似的，如果ros2go端的ROS_IP没有设置正确，可能发生在RViz中能够看到传感器的数据，但是发布2D Nav Goal而机器人完全没反应的状况。总结一下，如果能看到话题列表而没有话题内容，就是因为通讯是没问题的可以在ROS Master 上注册，但是上报地址错了导致后面无法进行点对点通信。

安全可靠：全部用IP地址进行设置

ROS_MASTER_URI和ROS_IP都可以在.bashrc文件中设置。我们假设robot的IP地址为192.168.1.100，ros2go的ip地址为192.168.1.111，roscore在robot上启动（一般我们都是在robot上启动roscore）。那么
在robot上

export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.100:11311
export ROS_IP=192.168.1.100

在ros2go上

export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.100:11311
export ROS_IP=192.168.1.111

这样的设置是一定可以互通的。因为本地回环的存在，在robot上可以设置为

export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311
export ROS_IP=192.168.1.100

方便：用正则截取相应设备IP

用IP进行设置确实不会出问题，但是只要更换网络或者设备的IP发生变化等，多机通信就失效了需要重新设置。在Linux系统中我们有多种方式可以获得当前的IP地址。以下都是设置ROS_IP的方式。

最简单的情况下，仅有ipv4地址时，可以如下设置

export ROS_IP=`hostname -I`

但是有ipv6的地址时，需要截取

export ROS_IP=`hostname -I | cut -d " " -f 1`

不过有多个ipv4地址的情况下，比如使用NVidia Jetson系列板卡，会虚拟出一个usb网络，那么不能够保证截取到正确的ipv4地址。
非常确定的要截取某个网络下的ipv4地址时，可以使用如下命令

IP=$(ip addr show wlan0 | grep -w inet | awk '{print $2}' | awk -F / '{print $1}')
export ROS\_IP=${IP}

这样可以截取wlan0网络下的ipv4地址，已经非常灵活通用。但是在网络未准备好的情况下，截取的内容是空，这时候启动roscore或者其他节点时会报如下错误：

invalid ROS_IP (an empty string)

这样虽然在启动roscore时会用hostname信息替代，但是节点启动时上报的ROS_IP信息为空，会导致节点间无法通信。需要将ROS_IP的设置注释掉，或者保证ROS_IP能拿到正确的地址。

官方：设置hostname

当我们不设置ROS_IP的时候，实际上节点上传到ROS Master的地址是本机的hostname。使用rosnode info查看可以看到节点的地址类似于 http://ros2go:33333/

为什么我们没有设置ROS_IP时，节点之间还是可以成功通信呢？原因是系统启动时会上报自己的hostname给路由器，路由器的dns可以在局域网内成功解析hostname，对应到正确的IP地址从而使得ROS实现多机通信。但是因为多种因素，路由器dns解析的成功率非常不靠谱。

最简单的hostname设置：路由器可以正确解析hostname，那么可以按照官方教程，仅设置/etc/hostname文件（实际上这个文件一般也都设置好了），写入hostname即可。如果可以起作用，那么我们不用设置ROS_IP，就可以实现多机通信。这种情况最大的问题就是不可靠，也是产生问题的根源。
强制解析：设置/etc/hosts文件，在文件中加入强制hostname和IP地址的对应关系。这样设置的问题和纯IP设置类似，在网络条件发生变化的时候还是要修改。好处是hostname可以有意义，比IP地址好记的多。

使用ROS2GO和Tianbot官方的设备时，我们已经将比较优化的设置写入了.bashrc，大家可以根据需要去掉注释。