节点和 Master

当一个ROS节点启动时，它会执行以下步骤来注册自己并与其他节点通信：

1. 节点注册：

   • 新启动的节点会向ROS Master发送一个注册请求，以便让Master知道它的存在。
   • 这个注册请求是通过XMLRPC和HTTP协议发送的，其中包含了节点的名称、类型和提供的话题、服务等信息。

2. ROS Master响应：

   • ROS Master收到节点的注册请求后，会记录下节点的信息，并在节点注册表中注册该节点。
   • Master会为节点分配一个唯一的ID，并为该节点分配一个动态端口号，用于后续的通信。

3. 订阅或发布话题：

   • 节点可能会订阅或发布一个或多个话题，以便与其他节点进行通信。
   • 当节点需要订阅特定话题时，它会向ROS Master发送一个订阅请求，请求订阅某个话题的消息。
   • 同样地，当节点需要发布特定话题时，它会向ROS Master发送一个发布请求，请求发布某个话题的消息。

4. ROS Master响应订阅/发布请求：

   • ROS Master收到节点的订阅/发布请求后，会查询话题注册表，并返回该话题的发布者地址信息给订阅者或发布者节点。
   • 这个地址信息包括了发布者节点的IP地址和端口号。

5. 建立连接：

   • 订阅者节点收到ROS Master返回的发布者地址信息后，会使用TCPROS或UDPROS协议向发布者节点发起连接请求。
   • 发布者节点在收到连接请求后，会响应并与订阅者节点建立连接。

6. 数据交换：

   • 一旦连接建立成功，节点之间就可以开始通过话题进行数据交换了。
   • 发布者节点将消息发送到话题，而订阅者节点则从话题获取消息。

总的来说，节点之间的通信过程涉及到了节点的注册、话题的订阅和发布、ROS Master的响应以及节点之间的连接建立。这个过程确保了节点能够自动发现和交流，使得ROS系统具有高度的灵活性和自动化。

XML/RPC 在 ROS 节点连接中的应用

在 ROS 中，当 Listener（订阅者）向 Talker（发布者）发送连接请求的过程中，XML/RPC 协议起着关键作用。这个连接请求发生在节点初始化阶段，目的是协商后续数据传输所使用的协议和参数。

连接请求的详细过程

1. 获取 Talker 信息: Listener 首先向 ROS Master 查询 Talker 的 URI 地址。这个地址包含 Talker 的 IP 地址、端口号以及支持的通信协议类型。

2. 连接请求使用 XML/RPC:

   • Listener 使用从 ROS Master 获取的 Talker 的地址和端口，通过 XML/RPC 协议向 Talker 发出一个 requestTopic 的方法调用。
   • 这个 requestTopic 请求包含 Listener 希望订阅的话题名和 Listener 支持的通信协议列表（通常包括 TCPROS，也可能包括 UDPROS）。

3. 请求内容:

   • 方法名: requestTopic

   • 参数:

     • 话题名称 (string): Listener 想要订阅的话题。
     • 协议列表 (array): 包含一个或多个支持的通信协议，例如 [["TCPROS"]] 表示只支持 TCPROS。

4. Talker 的响应:

   • Talker 收到请求后，会根据自身支持的协议类型和优先级选择一个合适的协议。通常情况下，TCPROS 优先于 UDPROS。
   • Talker 返回所选择的协议的详细信息，例如在选择 TCPROS 的情况下，会返回其 IP 地址和端口号，这些信息将用于建立实际的数据传输连接。

后续步骤

5. 建立 TCPROS 连接:

   • 一旦 Listener 接收到 Talker 返回的连接信息，它将使用这些信息通过 TCP 连接直接与 Talker 建立连接。
   • 连接建立后，Listener 会向 Talker 发送一个确认消息，表明连接已经成功建立。
   • 在此 TCP 连接上，Talker 开始向 Listener 发送实际的话题消息数据。

错误处理

如果连接请求失败或者协议协商不成功，Listener 会尝试其他支持的协议或者向 Master 报告错误。

总结

虽然最终的数据传输是通过 TCPROS 或其他协议进行的，但在建立连接之前，Listener 和 Talker 之间使用 XML/RPC 协议进行协商，确保双方能够就通信协议和网络参数达成一致。这个过程是 ROS 灵活和高效通信的关键部分，允许系统动态适应各种网络和节点配置。