《精通ROS机器人编程（原书第2版） 》 —1.5.6　ROS节点管理器

1.5.6　ROS节点管理器

ROS节点管理器非常像一个DNS服务器，将唯一的名称和ID与我们系统中活跃的 ROS元素关联起来。当一个节点在ROS系统中启动时，它就会查找ROS节点管理器，并在其中注册节点的名称。因此，ROS节点管理器记录了目前ROS系统中运行的所有节点的详细信息。当节点的任何信息发生变化时，它会生成回调并使用最新的详细信息进行更新。为了将节点彼此连接，这些节点的详细信息就非常有用。

当节点开始发布话题时，节点将话题的详细信息（如名称和数据类型）提供给ROS节点管理器。ROS节点管理器将检查是否有其他节点订阅了同一话题。如果有节点订阅了同一话题，ROS节点管理器会将发布者的节点详细信息共享给订阅节点。获取节点详细信息后，这两个节点将使用基于TCP/IP套接字的 TCPROS协议进行互连。两个节点连接后，ROS节点管理器就不再起作用了。我们可以根据需要，停止发布者节点或停止订阅者节点。停止任何一个节点，都会再次检查ROS节点管理器。ROS服务也采用相同的方法。

节点使用ROS客户端程序 （如 roscpp 和 rospy） 编写。这些客户端程序使用基于XML 远程过程调用 （XMLRPC） 的 API与ROS节点管理器进行交互，这些API充当ROS系统 API的后端。

ROS_master_URI 环境变量包含ROS节点管理器的 IP 和端口。使用这个环境变量，ROS节点可以找到ROS节点管理器。如果该环境变量错误，节点之间将不会有通信。在单机系统中使用ROS时，可以使用本机的 IP 或localhost。但是在分布式网络中，计算发生在不同的物理机上，我们应该以合适的方式定义ROS_master_URI。只有这样，远程节点才能找到彼此并相互通信。在分布式系统中，只需要一个ROS节点管理器。该节点管理器应该运行在某一台计算机上，所有其他计算机都可以正确 ping这台计算机，从而确保远程ROS节点可以访问ROS节点管理器。

图1-8展示了ROS节点管理器如何与发布者节点和订阅者节点进行交互。发布者节点发布了一个字符串类型话题，消息为Hello World，订阅者节点订阅了此话题。

图1-8　ROS节点管理器和“Hello World”发布者和订阅者间的通信

当发布者节点开始在某一个话题中发布 Hello World消息时，ROS节点管理器将获取该节点的话题和详细信息。ROS节点管理器将检查是否有其他节点订阅了同一话题。如果当时没有节点订阅该话题，节点间保持未连接状态。如果发布者节点和订阅者节点同时运行，ROS节点管理器会将发布者的详细信息推送到订阅者，这样两个节点将连接，并可以通过ROS消息交换数据。