ROS-NetworkSetup_ros/networksetup

参考文献：ROS/NetworkSetup

https://www.jianshu.com/p/da4745463026
ROS是一个分布式的计算机运行系统。一个ROS可能会包括成百上千个节点，而且这些节点分布在不同的电脑上，并且节点可能需要在任何时间与任何一个其他节点进行通信。
所以，ROS有一些网络部署需求：

• 1 每对设备所有端口之间都需要有完整的双向的连接
• 2 每个设备都需要给自己声明一个其他设备能够识别的名字
  下面假设你可以在两台设备上运行ROS，并且主机名和IP如下：
• marvin.example.com : 192.168.1.1
• hal.example.com : 192.168.1.2
  需要注意的是，我们只需要在其中一台设备上运行一个master，这个前面有说过，就是只需要在一台设备上运行roscore指令。这里ssh hal就是在登录到hal执行的意思，本来就在这个设备终端就不需要登录了。

1 完全连接

首先，hal 和 marvin在所有端口上需要有完全双向的连接。

1.1 基本设置检查1：ping自己

我们可以通过ping来检查一下基本的连接设置。
在两台设备上分别ping自己：

ssh hal
ping hal

如果ping hal不成功，说明配置的不正确。下面的第二节讲怎么解决。

基本设置检查：ping另一个设备

从 marvin ping hal：

ssh hal
ping marvin

还要试一下从hal ping marvin。
如果没办法ping通，说明两个设备之间互不可见。这个时候可以试一下ping对方的ip，如果ip也ping不通，说明网络有问题，要先设置一下网络，如果可以，那就也到下面的第二节配置一下。

1.3 进一步检查：netcat

ping只是检查了ICMP包（ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制报文协议）的缩写）可以再两台设备之间传输，但是这还不够。我们还需要确保两台设备所有端口都是可以通通信的。这是很难做到的一件事，因为端口多达65K个，我们没办法一个一个检查。
我们可以使用netcat选择任选一个端口去尝试通信，替代对所有端口进行一个完整的检查。要注意使用大于1024的端口，因为低于1024的端口需要管理员权限。netcat在某些地方执行时可能简称为nc。
首先尝试从hal 到 marvin的连接，在marvin上启动一个netcat监听：

ssh marvin
netcat -l 1234

然后从hal建立连接：

ssh hal
netcat marvin 1234

如果可以连接成功，你在一个端口输入一些字符，回车，另一个窗口就可以接收到。然后，再反过来测试一下，在另一台设备上监听，看能否正常通信。这里主机名也可以替换成ip，下一节我们就来解决一下不能使用主机名通信的问题。

2 主机名解析

当一个ROS节点发布一个主题时，它提供了一个主机名+端口的组合（也就是URI），其他节点可以连接这个URI来订阅这个主题。保证这个主机名能够在任何时候被其他节点连接是很重要的一件事。ROS库使用发布主题的主机的主机名作为连接，这个名字可以从命令行得到。

2.1 设置一个显式的主机名

如果一台设备广播的主机名对其他设备不可见，那就需要设置ROS_IP 和 ROS_HOSTNAME环境了。

2.1.1 示例

还是用marvin和hal这两个例子，现在我们加入第三台设备，就叫它artoo，使用一个DHCP地址，假设是10.0.0.1吧，其他设备是没办法把artoo解析成这个ip的。
在这种情况下，marvin和hal都没办法通过名字ping通artoo。所以他们也没办法连接artoo上面运行的节点。解决的方法就是，在artoo上面运行一个节点之前，在环境中配置好ROS_IP:

ssh 10.0.0.1  #我们没办法通过名字去ssh（这里说明一下，我进行这一步的时候，用的是 `ssh 用户名@IP`的形式，直接登录不行，这个以后再研究）
export ROS_IP=10.0.0.1

还有一个可能发生的问题，就是虽然一个设备的名字可以被解析了，但是这个设备不知道自己的名字。换句话说，artoo可以被解析成10.0.0.1，但是运行指令hostname返回的是localhost,这时候我们需要设置一下ROS_HOSTNAME:

ssh artoo
export ROS_HOSTNAME=10.0.0.1

其实这样配置完之后还是有问题，实际上要在一台电脑上，设置另一台电脑的IP和主机名的对应关系才行，相当于c语言的宏定义，这是我个人的理解，可以往下看。

2.2 单机配置

如果只想在单机上面运行，可以使用下面的配置：

$ export ROS_HOSTNAME=localhost
$ export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311

2.3 配置/etc/hosts

另一个选择就是吧需要的条目添加到/etc/hosts文件中，注意需要管理员权限才能编辑。这个文件会告诉电脑如何转换名字和IP。
当我们的电脑启动的时候，它需要在DNS解析之前，知道一些主机名和IP的对应关系。这个对应关系就保存在/etc/hosts文件里面，在没有名称服务器的时候，系统上的网络程序都会参考这个文件解析主机名和IP。
下面是个例子：

           IPAddress                     Hostname            Alias
           127.0.0.1            localhost        deep.openna.com
           208.164.186.1        deep.openna.com      deep
           208.164.186.2        mail.openna.com      mail
           208.164.186.3        web.openna.com       web
           

前两列不用解释，最后一列是别名，可以没有。配置完了之后，重启网络生效，实际上我发现不重启也会立即生效。

我的主机叫qking，我增加了图片中第三行的内容，我就可以使用pi来进行上面哪个连接测试了，不过登录的时候没办法使用ssh pi，实际上是因为我不能使用ssh <IP>这种形式。

3 防火墙怎么办

如果设备有防火墙，或者其他障碍，我们需要创建一个虚拟网络来连接两个设备。这里建议使用openvpn（这一块的官方教程打不开，我也先放一下）。

4 调试网络问题

尝试使用 roswtf and rqt_graph进行调试，也可以到论坛上找相关的问题。

5 时间同步问题，TF可能提示时间在未来

实际上就是设备时间不同步，可以在一台设备上对另一台进行时间检查：

ntpdate -q other_computer_ip

例如：

ntpdate -q pi
server 192.168.1.139, stratum 3, offset -0.124400, delay 0.02599
10 Oct 14:12:26 ntpdate[5742]: no server suitable for synchronization found
 

如果有时间差，安装chrony（sudo apt-get install chrony），然后编辑它的配置文件（/etc/chrony/chrony.conf），在一台设备上，把另一台设备设置为服务器。例如，在PR2上面，电脑C2就是从C1获取时间的，因此C2的配置文件中有以下内容：

server c1 minpoll 0 maxpoll 5 maxdelay .05

然后设备会将自己的时间慢慢地调整到服务器时间。如果时间差别比较大的话，你可以命令他立刻同步时间：

/etc/init.d/chrony stop
ntpdate other_computer_ip
/etc/init.d/chrony start

但是大的时间跳跃可能会导致未知的问题，所以不是有需要的话，不建议采取这种方式。

下面这一点看不太懂，大概是两种没有参考时间的时间同步方式。

If you are using wifi and are not getting any synchronisation try to set maxdelay higher (should be bigger than the expected round-trip delay没有时间同步的WiFi网络看这里). For isolated networks look here孤立网络看这里.