观前提醒：本期主要内容为ROS中MQTT通信节点的编程，和ROS部分底层通信机制的浅析
一、复习一下：ROS通信机制&MQTT通信异同点
ROS通信机制概述
ROS中的主要通信机制有以下几种：
- 话题 (Topics)
- 发布/订阅模型（Publish/Subscribe）：这种通信方式中，节点可以发布消息到一个主题，或者订阅一个主题以接收消息。这种方式是匿名的，发布者和订阅者不需要知道彼此的存在。
- 消息（Messages）：在主题上发送的数据结构，被定义为简单的数据类型（如整数、浮点数、字符串等）的组合，也可以是更复杂的嵌套结构。
- 2.服务 (Services)
- 请求/响应模型（Request/Response）：服务是一种同步通信方式，一个节点可以向另一个节点发出请求，并等待响应。服务定义了请求和响应的消息类型。
- 服务客户端和服务服务器（Service Client/Service Server）：节点可以作为服务服务器来提供服务，或者作为服务客户端来调用服务。
- 3.动作 (Actions)
- 目标/结果模型（Goal/Result）：用于处理可能需要较长时间才能完成的任务。客户端发送一个目标给动作服务器，并且可以选择接收反馈、取消目标或者等待最终结果。
- 动作客户端和动作服务器（Action Client/Action Server）：动作客户端可以请求动作服务器执行某项任务，并根据需要获取反馈信息或结果。
- 4.参数服务器 (Parameter Server)
- 参数存储：节点可以存储和检索全局参数。这个服务器用于存储配置参数，可以被任何节点访问。
那么这些通信方式是如何实现的呢？
- 话题 (Topics)
- 主题通信是基于发布/订阅模式实现的。当一个节点（Node）发布一个消息到某个主题时，ROS中间件会将这个消息传递给订阅了该主题的所有节点。
- Publisher：节点通过一个发布者（Publisher）对象将消息发布到一个特定的主题。
- Subscriber：节点通过一个订阅者（Subscriber）对象从一个特定的主题接收消息。
- Master：ROS master提供名称解析服务，让发布者和订阅者能够找到对方。
- roscore：在ROS中启动时首先运行的是roscore，它启动了一个Master，以及参数服务器（Parameter Server）和rosout日志节点。
底层实现是通过TCP/IP（默认）或者UDP（通过UDP ROS数据包协议，UDPROS）进行通信。当一个节点向ROS Master注册自己为某个主题的发布者或订阅者时，Master会帮助发布者和订阅者相互发现，并建立一个直接的通信链接。
- 服务 (Services)
- 服务是基于请求/响应模式实现的。一个节点作为服务器提供服务，另一个节点作为客户端可以调用这个服务并等待响应。
- Service Server：提供特定服务的节点，它注册到ROS master，等待服务请求。
- Service Client：需要服务的节点，它会询问ROS master服务器的地址，并直接向服务器发送服务请求，并等待回应。
服务通信通常也是通过TCP/IP进行的，确保了通信的可靠性，因为服务调用通常需要得到确定的响应。
- 动作 (Actions)
- 动作通信是一个更复杂的通信机制，用于处理可能需要长时间执行的任务。它在服务通信的基础上增加了中间反馈的可能性。
- Action Server：执行长时间运行的任务，并提供中间反馈以及最终结果。
- Action Client：发送任务请求给动作服务器，可以选择接收反馈、取消任务或等待结果。
动作通信内部实际上使用了多个主题来实现其通信模型，包括用于发送目标、接收反馈和结果的主题。
- 参数服务器 (Parameter Server)
- 参数服务器是ROS中用于存储参数值的中心化服务，节点可以读写这些参数。
- Parameter Server：作为存储全局参数的服务运行，可以在roscore启动时一起启动。
- Nodes：各个节点可以通过ROS提供的API来获取和设置参数服务器中的参数值。
参数服务器的操作通常通过XML-RPC实现，一个简单的远程过程调用协议，运行在HTTP之上。
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