不同的 ROS 2 中间件供应商（Different ROS 2 Middleware Vendors）¶
概述¶
ROS 2 支持多种中间件实现，用于提供发现（discovery）、序列化（serialization）和传输通信（transportation）功能。
这种灵活性源于一个基本理念：中间件选择并非“一刀切”（one size fits all）。
虽然 ROS 2 最初基于 DDS/RTPS 构建，但其生态系统已扩展至其他架构，例如 Zenoh。
DDS 中间件¶
DDS（Data Distribution Service）是工业标准，由多家厂商实现，包括：
- RTI Connext DDS
- eProsima Fast DDS
- Eclipse Cyclone DDS
- GurumNetworks GurumDDS
DDS 使用 RTPS（Real-Time Publish-Subscribe，又称 DDSI-RTPS）作为其网络层传输协议。
为何选择 DDS？¶
- 提供端到端中间件功能
- 分布式发现机制（非 ROS 1 式的中心化）
- 支持丰富的 QoS（Quality of Service，服务质量）策略，可精细控制通信行为
📚 详见：DDS 在 ROS 2 中的应用动机
Zenoh 中间件¶
Zenoh 是一种融合了互联网级发布/订阅与分布式查询的协议，专为从服务器级硬件到资源受限边缘设备的广泛场景设计。
核心特性¶
- 位置透明性扩展至存储数据：查询无需关心数据物理位置
- 轻量级：相比 DDS 更小的运行时开销
- 无冲突 QoS：Zenoh 中基本不存在“不兼容”的 QoS 配置
- 低线缆开销 + 灵活路由：适用于恶劣网络环境
作为 ROS 2 的 RMW 实现，Zenoh 为 IoT 和边缘计算提供了高效替代方案。
支持的 RMW 实现¶
| 产品名称 | 许可证 | RMW 实现 | 状态 |
|---|---|---|---|
| eProsima Fast DDS | Apache 2.0 | rmw_fastrtps_cpp |
✅ 完全支持，默认 RMW，二进制包内置 |
| Eclipse Cyclone DDS | EPL v2.0 | rmw_cyclonedds_cpp |
✅ 完全支持，二进制包内置 |
| RTI Connext DDS | 商业/科研 | rmw_connextdds |
✅ 完全支持（需单独安装 Connext） |
| GurumNetworks GurumDDS | 商业 | rmw_gurumdds_cpp |
👥 社区支持（需单独安装 GurumDDS） |
| Eclipse Zenoh | EPL v2.0 | rmw_zenoh_cpp |
✅ 完全支持（自 Kilted Kaiju 起内置） |
📘 实操指南：《使用多个 RMW 实现》教程
选择中间件实现¶
选择时需权衡多种因素：
逻辑因素¶
- 许可证类型（开源 vs 商业）
- 平台支持（Linux、Windows、RTOS 等）
技术因素¶
- 资源占用（内存、CPU）
- 实时性与确定性
- 安全认证需求
厂商策略示例¶
- RTI：提供多个 Connext 变体（微控制器版、安全认证版等），但 ROS 2 仅支持标准桌面版
- Eclipse：
- Cyclone DDS：轻量级 DDS，优化实时确定性通信
- Zenoh：面向 IoT/边缘计算，强调高吞吐、低延迟、异构环境互操作性
💡 关键机制：通过 RMW（ROS Middleware）实现 ROS 2 与具体中间件的解耦，确保生态不被单一厂商锁定。
多 RMW 实现¶
二进制发行版¶
- 当前活跃 ROS 2 发行版默认包含多个 RMW（Fast DDS、Cyclone DDS、Connext、GurumDDS）
- 自 Kilted Kaiju 起，Zenoh 也包含在内
- 默认 RMW：
rmw_fastrtps_cpp（无需额外安装）
源码构建¶
- 工作空间可同时构建多个 RMW
- 编译时自动检测已安装的中间件（如 Connext Pro），并构建对应 RMW 包
默认 RMW 选择规则¶
- 若安装了
rmw_fastrtps_cpp→ 优先使用 - 否则，按 RMW 包名的字母顺序 选择
- 例如：
rmw_connextdds<rmw_cyclonedds_cpp→ 选 Connext
⚙️ 使用指南：指定 ROS 2 示例使用的 RMW
DDS 中间件间的跨厂商通信¶
- 多数情况下，不同 DDS 实现的节点可以互通
- 但并非绝对保证：DDS 标准允许厂商扩展，可能导致兼容性问题
⚠️ 建议：在分布式系统中，所有节点应使用相同的 ROS 2 版本和 RMW 实现，以确保稳定通信。