1. 课程导入

在机器人系统中，单台计算机往往难以同时承担感知、定位、规划、控制与可视化等全部任务。当机器人本体算力有限、传感器数量增多，或需要多台机器人协同作业时，就必须把计算任务分散到多台设备上，并通过网络让它们像一台机器一样交换数据。这正是 ROS2 多机网络与分布式通信要解决的核心问题。

本课程的目标，是让你从"单机跑通节点"进阶到"多机稳定协同"。学完后，你应当能够：理解 DDS 在 ROS2 中的角色，规划多机网络拓扑，正确配置 ROS_DOMAIN_ID 与中间件，排查跨机通信故障，并在真实的多机器人场景中部署分布式系统。

一、核心概念：从节点到分布式图

ROS2 的计算图由节点（Node）、话题（Topic）、服务（Service）、动作（Action）和参数（Parameter）构成。与 ROS1 最大的不同在于，ROS2 默认不依赖中心化的 Master，而是基于 DDS（Data Distribution Service）实现去中心化的发现与通信。每个节点既是数据的发布者，也是潜在的发现参与者。

在多机环境中，几个关键概念必须分清：

• 域（Domain）：由 ROS_DOMAIN_ID 标识的逻辑隔离空间，同一域内的节点才能互相发现。
• 发现（Discovery）：节点自动寻找同域内其他节点的过程，分为简单发现和端点发现。
• QoS：服务质量策略，决定可靠性、历史深度、持久性等，跨机通信中 QoS 不匹配是常见故障源。
• RMW：ROS Middleware 抽象层，屏蔽不同 DDS 实现的差异，如 Fast DDS、Cyclone DDS。

二、整体框架：一张图看清多机通信链路

下图展示了 ROS2 多机通信的整体结构：两台主机各自运行节点，通过 RMW 层接入 DDS，再经由网络完成发现与数据传输。理解这张图，是后续所有配置与排障的基础。

三、典型应用场景

多机分布式通信并非"为了分布式而分布式"，它对应着几类真实需求：

四、方法流程：多机通信的搭建步骤

无论场景如何变化，多机通信的搭建都遵循一条主线：

1. 确认各主机网络互通，能互相 ping 通。
2. 统一 ROS_DOMAIN_ID，避免与其他团队冲突。
3. 选择并统一 RMW 实现，避免不同 DDS 混用。
4. 配置发现方式：组播可用则默认，不可用则改单播发现。
5. 检查 QoS 是否匹配，尤其是可靠性与持久性。
6. 用 ros2 node list 与 ros2 topic echo 验证跨机通信。

# 主机 A 与主机 B 均执行
export ROS_DOMAIN_ID=42
export RMW_IMPLEMENTATION=rmw_cyclonedds_cpp

# 验证发现
ros2 node list
ros2 topic list
ros2 topic echo /camera/image_raw --once

五、常见误区与复盘