《精通ROS機器人編程（原書第2版） 》 —1.5.6　ROS節點管理器

1.5.6　ROS節點管理器

ROS節點管理器非常像一個DNS服務器，將唯一的名稱和ID與我們系統中活躍的 ROS元素關聯起來。當一個節點在ROS系統中啟動時，它就會查找ROS節點管理器，并在其中注冊節點的名稱。因此，ROS節點管理器記錄了目前ROS系統中運行的所有節點的詳細信息。當節點的任何信息發生變化時，它會生成回調并使用最新的詳細信息進行更新。為了將節點彼此連接，這些節點的詳細信息就非常有用。

當節點開始發布話題時，節點將話題的詳細信息（如名稱和數據類型）提供給ROS節點管理器。ROS節點管理器將檢查是否有其他節點訂閱了同一話題。如果有節點訂閱了同一話題，ROS節點管理器會將發布者的節點詳細信息共享給訂閱節點。獲取節點詳細信息后，這兩個節點將使用基于TCP/IP套接字的 TCPROS協議進行互連。兩個節點連接后，ROS節點管理器就不再起作用了。我們可以根據需要，停止發布者節點或停止訂閱者節點。停止任何一個節點，都會再次檢查ROS節點管理器。ROS服務也采用相同的方法。

節點使用ROS客戶端程序 （如 roscpp 和 rospy） 編寫。這些客戶端程序使用基于XML 遠程過程調用 （XMLRPC） 的 API與ROS節點管理器進行交互，這些API充當ROS系統 API的后端。

ROS_master_URI 環境變量包含ROS節點管理器的 IP 和端口。使用這個環境變量，ROS節點可以找到ROS節點管理器。如果該環境變量錯誤，節點之間將不會有通信。在單機系統中使用ROS時，可以使用本機的 IP 或localhost。但是在分布式網絡中，計算發生在不同的物理機上，我們應該以合適的方式定義ROS_master_URI。只有這樣，遠程節點才能找到彼此并相互通信。在分布式系統中，只需要一個ROS節點管理器。該節點管理器應該運行在某一臺計算機上，所有其他計算機都可以正確 ping這臺計算機，從而確保遠程ROS節點可以訪問ROS節點管理器。

圖1-8展示了ROS節點管理器如何與發布者節點和訂閱者節點進行交互。發布者節點發布了一個字符串類型話題，消息為Hello World，訂閱者節點訂閱了此話題。

圖1-8　ROS節點管理器和“Hello World”發布者和訂閱者間的通信

當發布者節點開始在某一個話題中發布 Hello World消息時，ROS節點管理器將獲取該節點的話題和詳細信息。ROS節點管理器將檢查是否有其他節點訂閱了同一話題。如果當時沒有節點訂閱該話題，節點間保持未連接狀態。如果發布者節點和訂閱者節點同時運行，ROS節點管理器會將發布者的詳細信息推送到訂閱者，這樣兩個節點將連接，并可以通過ROS消息交換數據。

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