吃灰树莓派第二篇|不设置主从机，看ROS2如何进行多机通信
小鱼吃灰树莓派第二篇|不设置主从机，看ROS2如何进行多机通信
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- 吃灰小鱼
- 一、ROS2多机通信实践
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- 1.1 让树莓派和电脑连接在同一个局域网
- 1.2 使用ros2的多播（multicast）指令测试
- 1.3 测试话题通信
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- 1.3.1 树莓派端
- 1.3.2 电脑端
- 二、 主机ID-ROS_DOMAIN_ID
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- 2.1 做个实验
- 2.1.1 组播实验
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- 2.1.2 话题通信实验
- 2.2 实验总结
- 三、写在最后
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- 3.1 一些思考
- 3.2 加入鱼群
吃灰小鱼
大家好，我是爱吃灰的小鱼，经过昨天的折腾，家里的网络问题总算解决了，买了个二手路由器，一看里面的日志居然是2006年出产的，这岁数比ROS都大。
看着路由器想起来小鱼吃灰的树莓派3B,挂在闲鱼上至今没有卖出去，算了再折腾折腾。
所以就有了今天的ROS2多机通信，顺便也讲讲ROS2是如何通过组播发现其他主机的节点的。
一、ROS2多机通信实践
不多说废话，直接动手
1.1 让树莓派和电脑连接在同一个局域网
可以使用下面指令查看网络配置,返回可能有多个，根据你电脑网卡数量有关系，不过记得要标有ip地址的，比如下面的编号为2的网卡，ip地址为：inet 10.55.23.148，应该还会看到一个叫做127.0.0.1的ip，这个ip是用于本地回环的，可以暂且忽略。
ip a
然后换到电脑终端看一下电脑的网络，操作相同，可以看到ip为,10.55.23.40。
大家可以看到ip地址后面都标有/24,大家将24/8=3,3就代表ip地址前三位相同，比如电脑和树莓派的前三位都是10.55.23
ip a
1.2 使用ros2的多播（multicast）指令测试
ros2提供了网络检查CLI（命令行接口）工具，multicast ，我们可以使用multicast执行对两个ros2终端进行测试。
来尝试以下
首先在电脑端我们启动接收组播指令
ros2 multicast receive
在树莓派上，我们发送一个组播，
ros2 multicast send
然后你如果在接收终端看到如下打印，说明你的ROS2已经可以多机通信啦~
可以清楚看到电脑终端中的打印了来自树莓派的亲切问候。
以小鱼的尿性这样子肯定不算结束，至少要对原理说一说，其实就是UDP的组播。
所谓组播，可以理解为在小组里广播，需要指明小组成员，广播就是喊话，我们用树莓派发送send，就是让树莓派喊话，电脑端启动一个接收，如果树莓派这边喊话了，电脑端就能听到来自树莓派的话，并且接收到来自树莓派的函数内容以及树莓派的信息。
这里还有个小知识点，如果我们不启动接收端，只让发送端发，发送端其实只会发一次就结束了，并且发送端是没有任何提示的。那如果我们先启动发送端，再启动接收端，接收端还没开始接收呢，发送端就发送结束了，这样就收不到了，遇到这种情况不要慌，在喊一次就行了。
除了组播还是有广播、单播，单播就是只对一个人喊话，广播是对所有人所有的组喊话。以后有机会小鱼再讲。
1.3 测试话题通信
这个其实很简单，我们先在树莓派上启动一个示例程序发话题，然后在电脑端直接接收，话题数据，看看能不能收到。
1.3.1 树莓派端
ros2 run examples_rclcpp_minimal_publisher publisher_member_function
如果报错没有examples_rclcpp_minimal_publisher 功能包，可以用下面的指令安装下
sudo apt install ros-foxy-examples-rclpy-minimal-publisher
最后的可以看到发布的数据
1.3.2 电脑端
先用ROS2的CLI看一下是否有话题
ros2 topic list
果然看到了一个叫做/topic的话题，正是树莓派发布的
再看一下话题信息，并打印一下话题内容
ros2@ubuntu:~$ ros2 topic info /topic
Type: std_msgs/msg/String
Publisher count: 1
Subscription count: 0
打印一下数据，完美显示~
ros2 topic echo /topic
二、 主机ID-ROS_DOMAIN_ID
通过上面的实验，我们知道ROS2如何实现多机通信的了。那还有一些问题，是不是只要是同一个局域网，只要树莓派发布数据其他电脑就能收到，怎么分离呢？
这里就可以引入ROS_DOMAIN_ID的概念了，只有ROS_DOMAIN_ID相同的主机才能通信，那为什么刚刚树莓派没有设置主机ID，电脑也没设置但是他们能通信呢？
原因在于他们有ROS_DOMAIN_ID有默认值0.
2.1 做个实验
继续动手，我们把树莓派的ROS_DOMAIN_ID改成1，看看和电脑还能不能通信了？
如何设置ROS_DOMAIN_ID呢？
export指令可以帮助我们完成，export Name=Value 可以为我们在当前终端中临时添加一个名字叫Name值为Value的环境变量，添加完成后，使用echo指令就可以查看环境变量的值
export ROS_DOMAIN_ID=1
echo $ROS_DOMAIN_ID
2.1.1 组播实验
继续做实验，先试试组播能不能检测到
电脑端
ros2 multicast send
树莓派
ros2 multicast receive
结果你猜，居然还可以
ros2@ubuntu:~$ ros2 multicast receive
Waiting for UDP multicast datagram...
Received from 10.55.23.148:47451: 'Hello World!'
2.1.2 话题通信实验
组播还可以收到，看看话题通信行不行
启动树莓派端开始发布话题
ros2 run examples_rclcpp_minimal_publisher publisher_member_function
电脑端检查话题列表
ros2 topic list
你会惊讶的发现，没了，很有意思吧
2.2 实验总结
为什么设置了ROS_DOMAIN_ID之后，multicast依然可以检测到对方呢？
因为组播只是发送出去一个广播，并不会对接收方进行过滤，接收方也只是接收，不会对发送者进行过滤。
简单的理解就是，multicast只是测试物理上通不通，不对ROS_DOMAIN_ID进行检查。
三、写在最后
3.1 一些思考
小鱼觉得ROS2的这种局域网互相发现机制的确比ROS1的好用太多，还要设置主机地址之类的，其实挺麻烦的。小鱼昨天还有一个大胆的想法，怎么把ROS2分成两部分，一部分放在云服务器上，一部分放在我们的小车上，云服务器来直接进行数据的处理，感觉很有意思，以后有机会再折腾。
既然是多机通信其实还涉及到另外一个问题，那就是安全，其实ROS2也有安全通信的设计，这个等小鱼研究研究之后再写篇文章总结一下。
本篇文章只是从使用的角度讲了一下ROS_DOMAIN_ID,对其原理之类没有深入挖掘，有兴趣的同学可以看看下面的参考链接哦~
3.2 加入鱼群
我是小鱼，目前在做公众号，名字叫做《鱼香ROS》，想和小鱼和鱼粉们一起交流学习机器人吗？关注公众号鱼香ROS，点击下方鱼群加入~