????????最近心血来潮尝试了一下ROS 2，想着看下ROS 2是如何仿真，以及想要看下ROS 2实际应用的可行性。
????????关于ROS，本人最近才开始了解，之前少有接触。目前我是打算当作仿真工具来使用的，关于其实际运用落地，目前还是比较担心其性能、延时的问题（毕竟在网络上听说过ROS对于时间延时的问题优化不够）。但是仔细想来，应该也没有哪个产品会完全使用ROS吧，毕竟不是所有的Robot都是拥有多个处理单元的（应该考虑到多线程能力弱的处理单元），因此从实际的方面考虑，我目前是把这个ROS当作仿真工具来使用，主要是验证流程、算法等。
????????因此，我在此处有开了新的专栏来讲述我在学习使用ROS的过程中的心得和遇到的困难。差不多就是想当作一份笔记来进行书写吧。
一、安装ROS记录
????????选择版本为ROS Foxy LTS，长期支持的版本比较友好些。同时安装过程强烈建议跟着官方进行，虽然在国内因此各种联网的坑而心态爆炸，但是也是最为简单粗暴了。
1.1、确认安装ROS的操作系统
????????本人实操的系统环境为：Ubuntu20.04、x86_64。
? ? ? ? 以下是不同的操作系统的所对应的官方链接，均为二进制安装的教程（官网也有源码编译安装的教程，但是不推荐）：
1.2、安装步骤（Ubuntu举例）
? ? ? ? 根据1.1确认自己系统安装ROS的对应教程，这里推荐使用Ubuntu20.04，比较作为仿真工具，在linux下的使用不管是教程还是什么疑难杂症，网络的解决方法都很多。虽然大多数时间都是不一定适合自己的情况，但是至少是跟本人同步了。
?1.2.1、设置镜像源，下载公钥
? ? ? ? （1）安装必要的下载工具：
sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release? ? ? ? （2）下载公钥（有坑）：
????????如果你可以访问外网，那么执行下列命令就好
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg? ? ? ? 但是如果执行上述命令，出现错误或者一直停顿无法结束，那么大概率是无法按照上面的命令执行了，此时你需要进行如下的操作：
????????这里我通过访问外网下载到了一份ros.key，这里提供了网盘链接：
????????链接: https://pan.baidu.com/s/1l4ipwFdB_QTOhRy9RN40iA?pwd=5n6c?
????????提取码: 5n6c
? ? ? ? 下载好网盘中的ros.key，假设你保存为~/download/ros.key，然后执行如下命令：
sudo cp ~/download/ros.key /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg? ? ? ? （3）设置镜像
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(source /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null1.2.2、安装ROS 2
? ? ? ? （1）更新apt安装工具的源：
sudo apt update? ? ? ? （2）安装ros2（有坑）：
sudo apt install ros-foxy-desktop? ? ? ? 执行上述命令，如果最后提示”设置触发器”等字眼，那么就代表一切顺利，但是如果出现一下的情况：
$ sudo apt install ros-foxy-desktop
.
.
.
已下载 404 MB，耗时 4分 29秒 (1,502 kB/s)
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/universe/f/freeglut/freeglut3_2.8.1-3_amd64.deb 连接失败 [IP: 2001:67c:1562::18 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/main/b/boost1.71/libboost1.71-dev_1.71.0-6ubuntu6_amd64.deb 连接失败 [IP: 2001:67c:1562::15 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/main/b/boost-defaults/libboost-dev_1.71.0.0ubuntu2_amd64.deb 连接失败 [IP: 91.189.91.38 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/main/b/boost1.71/libboost1.71-tools-dev_1.71.0-6ubuntu6_amd64.deb 连接失败 [IP: 2001:67c:1562::15 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/universe/f/freexl/libfreexl-dev_1.0.5-3_amd64.deb 连接失败 [IP: 91.189.91.39 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/universe/p/proj/libproj-dev_6.3.1-1_amd64.deb 连接失败 [IP: 2001:67c:1562::18 80]
E: 无法下载 http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool/universe/libg/libgeotiff/libgeotiff-dev_1.5.1-2_amd64.deb 连接失败 [IP: 2001:67c:1562::18 80]
E: 有几个软件包无法下载，要不运行 apt-get update 或者加上 --fix-missing 的选项再试试？
? ? ? ? 这种情况代表ROS有的库在ubuntu的国内的服务器无法访问，没有办法安装这些依赖库那么ROS也就无法安装。解决办法如下：
? ? ? ? 打开系统的“软件与更新”，在Ubuntu软件/下载自/其他站点，选择mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn这个镜像；点击选择服务器；设置完成后，如下图所示：
? ? ? ? 接着设置apt的下载源为上述设置的清华源：
sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ $DISTRIB_CODENAME main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'? ? ? ? 再次尝试安装ROS：
sudo apt update
sudo apt install ros-foxy-desktop --fix-missing二、ROS_DOMAIN_ID的概念
? ? ? ? 下面的内容都是基于官网关于DOMAIN_ID概念介绍
2.1、介绍
? ? ? ? ROS 2中不同组件之间信息交流，其依赖的是一个中间件DDS，而DDS这个中间之所以能够让不同的逻辑网络共享一个物理网络，主要依靠一种叫做Domain ID的领域标识。在ROS 2中，不同的node节点在拥有同一个Domain ID的时候能够无障碍地彼此收发信息，而拥有不同的Domain ID的节点之间则不能收发信息。因此Domain ID相当于把node节点隔离分组了。
2.2、Domain ID的取值范围
? ? ? ? 从上述的介绍来看，既然不同node节点之间使用DDS来进行信息交流，那么我们很容易想到这个DDS使用了网络通讯的原理（我们可以这样推测：如果一个Robot仿真对象在我们本机运行，存在了多个node，这些不同的node都是在不同的终端单独开启运行的，那么如果保证不同的node节点的唯一性，也就是node需要跟某个设备绑定，如此我们很容易联想到TCP中的网络端口，让node绑定特定的端口从而实现信息交流的可靠性和唯一性）。
? ? ? ? 因此，根据网络端口的特性，我们知道了不同的Domain ID圈定了不同的网络端口，这样才能够通信分离；同时因为系统本身也在使用部分的网络端口，Domain ID会避让开系统的临时端口范围。linux下系统的临时端口范围可以使用如下命令查看，一般是32768~60999：
$ cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
32768 60999? ? ? ? 另外，系统的网络端口总数是2^16个，也就是最大的端口号码是65535。同时在ROS2中一个Domain ID占用了一块长度为250的网络端口号码；ROS2的第0个Domain ID是从7400端口开始分配的。因此，自然我们知道了Domain ID的取值范围为：0～101、215～232。
2.3、单独的Domain ID内部的端口分配
? ? ? ? 我们知道一个Domain ID拥有最多250个端口号码，同时拥有多个node节点（通俗地解释，也可以叫做多个任务或者是线程）。那么这250个端口各自的含义是怎样的，同时node和端口的对应关系是如何的？
? ? ? ? ?一个Domain ID拥有两个多播端口，分别是Discovery Multicast?Port、User Multicast Port；一个Domain ID最多拥有120个node节点，一个node链接了该Domain ID的两个多播端口和该node所分配到的单播端口，分别是Discovery Unicast?Port、User Unicast Port。因此一个Domain ID下的所有node共享了两个多播端口，拥有各自对应的单播端口。
? ? ? ? 我在这里提供了这样的一个python计算工具来进行计算第i个domain id中的第j个node所连接的端口：
import sys
def domain_id2port(domain_id=0, participant_id=0):
domain_id = int(domain_id)
participant_id = int(participant_id)
# assert(type(domain_id) == int)
# assert(type(participant_id) == int)
dmp = 7400 + domain_id * 250
ump = dmp + 1
dup = dmp + 10 + participant_id * 2
uup = dup + 1
print("Domain ID:", domain_id)
print("Participant ID:", participant_id)
print("Discovery Multicast Port:", dmp)
print("User Multicast Port:", ump)
print("Discovery Unicast Port:", dup)
print("User Unicast Port:", uup)
if __name__ == "__main__":
if (len(sys.argv) >= 3):
domain_id2port(sys.argv[1], sys.argv[2])
else:
print("Usage: python3 cal_id.py domain_id participant_id")
print("Eg:python3 cal_id.py 215 2")
domain_id2port(215, 2)? ? ? ? 使用方法：上述代码保存为cal_id.py；然后根据所需要计算的domain_id和node_id（也叫做participant_id）进行传参；实例结果如下所示：
// Domain ID = 4, Node ID = 110
$ python3 cal_id.py 4 110
Domain ID: 4
Participant ID: 110
Discovery Multicast Port: 8400
User Multicast Port: 8401
Discovery Unicast Port: 8630
User Unicast Port: 8631? ? ? ? 至此，对于ROS 2的Domain ID的概念也介绍完毕了。