The ROS_DOMAIN_ID¶

概述 (Overview)¶

如在其他地方所解释的，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 Domain ID（域 ID）。处于同一域（Domain）上的 ROS 2 节点可以自由发现彼此并发送消息，而处于不同域上的 ROS 2 节点则不能。默认情况下，所有 ROS 2 节点都使用 Domain ID 0。为了避免同一网络上运行 ROS 2 的不同计算机组之间产生干扰，应为每个组设置不同的 Domain ID。

选择 Domain ID（简短版）¶

下文解释了 ROS 2 中应使用的 Domain ID 范围的推导过程。若想跳过背景知识直接选择一个安全的数字，只需选择一个 0 到 101（含） 之间的 Domain ID 即可。

选择 Domain ID（详细版）¶

DDS 使用 Domain ID 来计算将用于发现和通信的 UDP 端口。有关端口计算的详细信息，请参阅这篇文章。回顾一下网络基础知识，UDP 端口是一个 无符号 16 位整数。因此，可以分配的最大端口号是 65535。根据上述文章中的公式进行计算，这意味着可以分配的最高 Domain ID 是 232，而最低可以分配的是 0。

平台特定的约束 (Platform-specific constraints)¶

为了获得最大的兼容性，在选择 Domain 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 临时端口范围 (ephemeral port range) 内分配 Domain ID。这可以避免 ROS 2 节点使用的端口与计算机上其他网络服务使用的端口发生冲突。

以下是关于临时端口的一些平台特定说明：

\=== "Linux"

默认情况下，Linux 内核使用端口 **32768-60999** 作为临时端口。这意味着 **Domain ID 0-101** 和 **215-232** 可以安全使用，而不会与临时端口冲突。

在 Linux 中，可以通过在 `/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range` 中设置自定义值来配置临时端口范围。如果使用了自定义的临时端口范围，上述数字可能需要相应调整。

\=== "macOS"

macOS 同样有其特定的临时端口范围（通常遵循 IANA 建议或 BSD 风格），建议遵循通用的安全范围。

\=== "Windows"

Windows 也有其默认的临时端口范围。建议遵循通用的安全范围。

参与者约束 (Participant constraints)¶

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 (participant)”。由于每个 DDS 参与者要在计算机上占用两个端口，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 Domain ID 或临时端口中。

为了理解原因，请考虑 Domain ID 1 和 2：

Domain ID 1 使用端口 7650 和 7651 进行多播 (multicast)。
Domain ID 2 使用端口 7900 和 7901 进行多播。

当在 Domain ID 1 中创建第 1 个进程（第 0 个参与者）时，端口 7660 和 7661 用于单播 (unicast)。当在 Domain 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。当在 Domain 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，这与 Domain ID 2 重叠。

如果已知计算机一次只会处于一个 Domain ID 上，并且 Domain ID 足够低，那么创建比这更多的 ROS 2 进程是安全的。

当选择一个接近平台特定 Domain ID 范围上限的 ID 时，还应考虑一个额外的约束。

例如，假设一台 Linux 计算机的 Domain 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 1 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，这闯入了临时端口范围。

因此，在 Linux 上使用 Domain ID 101 时，应创建的最大进程数为 54。同样，在 Linux 上使用 Domain 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，只是数字不同。在 macOS 和 Windows 上，当选择 166（范围的上限）作为 Domain ID 时，在闯入临时端口范围之前，计算机上可以创建的最大 ROS 2 进程数为 120。