【ROS入门-5】深入了解ROS话题通信机制的过程

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前言

在上一篇文章中简单了解了ROS话题通信机制，但是它内部的通信过程，很多人都是不知道的，今天我看了 ，又加深了对ROS话题通信的理解，打算接着讲解一下其过程是怎么样的。

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节点的连接

一个节点需要与系统中其他节点进行通信才有意义，系统中任何单独的一个节点其实都是没有意义的。下图是一个话题通讯的过程示意图，一个节点通过节点管理器连接到另一个节点，最终请求话题数据流。

ps：在ROS中有两个节点：一个是发布者 Talker ，另一个是订阅者 Listener ，两个节点分别发布、订阅同一个话题 bar 。

①发布者 Talker 注册

在系统中，节点与节点是没有任何关系的，都靠节点管理器来处理相关的请求与服务，首先第一步，发布者 Talker 需要向节点管理器 ROS Master 注册相关信息，包括节点的信息、需要发布的话题名等，然后节点管理器 ROS Master 会记录下来 Talker 节点的信息。

②订阅者 Listener 注册

同理订阅者 Listener 也需要向节点管理器 ROS Master 注册相关信息，这其实是启动两个节点时候就已经做了的事情。

③节点管理器 ROS Master 进行话题匹配

因为发布者 Talker 与订阅者 Listener 节点都在节点管理器 ROS Master 注册了信息，那么节点管理器 ROS Master 就会发现有相同的话题信息，此时它就需要将订阅与发布话题的两个节点匹配在一起，会通过RPC向订阅者 Listener 发送 Talker 节点的RPC地址信息。

④订阅者 Listener 向 Talker 发送连接请求

订阅者 Listener 知道发布者 Talker 后，就会主动找到它，并且通过RPC向T Talker

发送连接请求，传输订阅的话题名、消息类型以及通信协议。

⑤发布者 Talker 确认连接请求

Talker 接收到 Listener 发送的连接请求后，继续通过RPC向 Listener 确认连接信息，同时发送自身相关的信息。

⑥ Listener 尝试与 Talker 建立网络连接

Listener接收到确认信息后，使用TCP尝试与 Talker 建立网络连接。

⑦ Talker 向 Listener 发布消息

成功建立连接后， Talker 开始向 Listener 发送话题消息数据。

总结

在节点与节点建立连接前，他们的通信协议都是RPC，而这主要都是依赖于节点管理器的，在节点与节点建立连接后，就直接是使用TCP协议进行数据传输，而不需要依赖节点管理器，此时节点管理器允许被关闭，但在关闭后，其他节点就不能订阅、发布这个话题消息了。

总之节点管理器 ROS Master 在节点建立连接的过程中起到了重要作用， 但是并不参与节点之间最终的数据传输。

引用说明

本文的部分截图来自书籍 。

参考