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ROS_DOMAIN_ID

概述

正如其他地方所解释的那样，ROS 2 默认使用的通信中间件是 DDS。在 DDS 中，不同逻辑网络共享一个物理网络的主要机制被称为域 ID。同一域上的 ROS 2 节点可以自由地相互发现和发送信息，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。为避免在同一网络上运行 ROS 2 的不同计算机组之间相互干扰，应为每个计算机组设置不同的域 ID。

选择域名 ID（简短版）

下面的文字解释了 ROS 2 中应使用的域 ID 范围的推导过程。要跳过这些背景知识，直接选择一个安全的数字，只需在 0 到 101（含）之间选择一个域 ID。

选择域名 ID（长版本）

DDS 使用域 ID 计算用于发现和通信的 UDP 端口。请参见 本条 有关端口计算方法的详细信息。记住我们的基本网络，UDP 端口是一个 无符号 16 位整数.因此，可分配的最高端口号是 65535。根据上述文章中的公式进行计算，这意味着可分配的最高域 ID 是 232，而可分配的最低域 ID 是 0。

特定平台限制

为实现最大兼容性，在选择域 ID 时还应遵循一些特定平台的限制条件。特别是，最好避免在操作系统的 短暂端口范围.这样可以避免 ROS 2 节点使用的端口与计算机上的其他网络服务发生冲突。

下面是一些有关短暂端口的特定平台说明。

默认情况下，Linux 内核使用 32768-60999 端口作为短暂端口。这意味着可以安全地使用域 ID 0-101 和 215-232，而不会与短暂端口发生冲突。在 Linux 中，可以通过在 /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range.如果使用自定义的短暂端口范围，上述数字可能需要相应调整。

参与者的限制

计算机上每运行一个 ROS 2 进程，就会创建一个 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 或短暂端口。

要了解原因，请看域 ID 1 和 2。

  • 域 ID 1 使用端口 7650 和 7651 进行组播。

  • 域 ID 2 使用端口 7900 和 7901 进行组播。

  • 在域 ID 1 中创建第 1 个进程（第 2 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。

如果知道计算机每次只在一个域 ID 上运行，而且域 ID 足够低，那么创建比这更多的 ROS 2 进程是安全的。

在选择接近平台特定域 ID 范围顶端的域 ID 时，还应考虑一个额外的限制因素。

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 32650、32651、32660 和 32661 端口。

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

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

  • 计算机上的第 54 个 ROS 2 进程将连接到 32650、32651、32768 和 32769 端口，进入短暂端口范围。

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是 63，因为最大端口号是 65535。

macOS 和 Windows 上的情况类似，但数字有所不同。在 macOS 和 Windows 上，当选择的域 ID 为 166（范围的最高值）时，在计算机上创建的 ROS 2 进程在进入短暂端口范围之前的最大数量为 120。

域 ID 到 UDP 端口计算器