The ROS_DOMAIN_ID

概述

如其他地方所述，ROS 2 用于通信的默认中间件是 DDS。 在 DDS 中，让不同的逻辑网络共享物理网络的主要机制称为域 ID。 同一域上的 ROS 2 节点可以自由地发现并向彼此发送消息，而不同域上的 ROS 2 节点则不能。 所有 ROS 2 节点默认使用域 ID 0。 为了避免在同一网络上运行 ROS 2 的不同计算机组之间的干扰，应为每个组设置不同的域 ID。

选择域 ID（短版本）

下面的文字解释了 ROS 2 中应使用的域 ID 范围的推导。 要跳过该背景并只选择一个安全的数字，只需选择一个介于 0 和 101 之间的域 ID（含）。

选择域 ID（长版本）

DDS 使用域 ID 来计算将用于发现和通信的 UDP 端口。 参见 this article 有关如何计算端口的详细信息。 回想一下我们的基本网络，UDP 端口是 unsigned 16-bit integer. 因此，可以分配的最大端口号是 65535。 使用上述文章中的公式进行一些计算，这意味着可以分配的最大域 ID 是 232，而可以分配的最小域 ID 是 0。

平台特定的约束

为了实现最大兼容性，在选择域 ID 时应遵循一些额外的平台特定约束。 特别是，最好避免在操作系统的 ephemeral port range. 这可以避免 ROS 2 节点使用的端口与计算机上的其他网络服务之间可能发生的冲突。

以下是有关临时端口的一些特定于平台的说明。

By default, the Linux kernel uses ports 32768-60999 for ephemeral ports. This means that domain IDs 0-101 and 215-232 can be safely used without colliding with ephemeral ports. The ephemeral port range is configurable in Linux by setting custom values in /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range. If a custom ephemeral port range is used, the above numbers may have to be adjusted accordingly.

参与者约束

对于计算机上运行的每个 ROS 2 进程，都会创建一个 DDS“参与者”。 由于每个 DDS 参与者占用计算机上的两个端口，因此在一台计算机上运行超过 120 个 ROS 2 进程可能会溢出到其他域 ID 或临时端口。

要了解原因，请考虑域 ID 1 和 2。

  • 域 ID 1 使用端口 7650 和 7651 进行多播。

  • 域 ID 2 使用端口 7900 和 7901 进行多播。

  • 在域 ID 1 中创建第一个进程（第零个参与者）时，端口 7660 和 7661 用于单播。

  • 在域 ID 1 中创建第 120 个进程（第 119 个参与者）时，端口 7898 和 7899 用于单播。

  • 在域 ID 1 中创建第 121 个进程（第 120 个参与者）时，端口 7900 和 7901 用于单播，并与域 ID 2 重叠。

如果已知计算机一次只能位于一个域 ID 上，并且域 ID 足够低，则可以安全地创建比此更多的 ROS 2 进程。

当选择接近平台特定域 ID 范围顶部的域 ID 时，应考虑一个额外的约束。

例如，假设一台 Linux 计算机的域 ID 为 101：

  • 计算机上的第 0 个 ROS 2 进程将连接到端口 32650、32651、32660 和 32661。

  • 计算机上的第一个 ROS 2 进程将连接到端口 32650、32651、32662 和 32663。

  • 计算机上的第 53 个 ROS 2 进程将连接到端口 32650、32651、32766 和 32767。

  • 计算机上的第 54 个 ROS 2 进程将连接到端口 32650、32651、32768 和 32769，并运行到临时端口范围内。

因此，在 Linux 上使用域 ID 101 时应创建的最大进程数为 54。 同样，在 Linux 上使用域 ID 232 时应创建的最大进程数为 63，因为最大端口号为 65535。

macOS 和 Windows 上的情况类似，尽管数字不同。 在 macOS 和 Windows 上，当选择域 ID 为 166（范围的最大值）时，在运行到临时端口范围之前可以在计算机上创建的最大 ROS 2 进程数为 120。

域 ID 到 UDP 端口计算器