一些有关 FastDDS 的基本概念

发表于 分类于 阅读次数：

FastDDS 有两套 API，接近传输层的 RTPS API 和规范的 DDS API。

1.1 传输层

包含了兼容各平台的 TCP / UDP / SHM 协议的实现

1.2 RTPS 层

使用 RTPS 层可以直接操作传输层提供的接口，类似直接对内存操作，更加灵活。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
int index = 3;
string message = "hello world";

ch->serializedPayload.length = 200;
memcpy(ch->serializedPayload.data, &index, sizeof(index));
memcpy(ch->serializedPayload.data + sizeof(index), message.c_str(), 20);
mp_history->add_change(ch);

std::cout << "index = " << *(int*) ch->serializedPayload.data
          << "; message = " << ch->serializedPayload.data + sizeof(index)
          << std::endl;
-----
>> index = 3; message = hello

1.3 DDS 层

DDS 层与 RTPS 层最大的区别是使用 主题 (Topic) 的概念，在主题的基础上包含发布、订阅、消息过滤等功能。

主题使用接口描述语言 (Interface Description Language, IDL)，将传输的数据结构建模为类型化接口：

1
2
3
4
5
6
7
// HelloWorld.idl

struct HelloWorld
{
    unsigned long index;
    string message;
};

对类型直接操作：

1
2
3
4
5
HelloWorld hello;
hello.index(3);
hello.message("hello world");

writer->write(&hello);

1.4 Discovery

FastDDS 的”发现”机制，用于自动发现新上线的客户端。下图分别为分布式（Simple Discovery）、集中式（Discovery Service）发现机制。

image

a. Simple Discovery

RTPS 协议标准的发现机制，通过多播互相发现。

b. Discovery Server

使用 Discovery Server 可以减少流量，且不需要多播功能。

c. Others

无法使用多播，如 Wi-Fi；或已知拓扑结构，想减少流量。

  • Peer-to-Peer Discovery : 配置 peer list，使用单播（metatraffic unicast）
  • Static Discovery : 手动配置 user locators，不使用 metatraffic

1.5 Listening Locators

Locator_t 代表传输信道，包含 IP 端口 等信息。

Locators 分为两类，Metatraffic locators User locators 。其中，前者主要用于 Discovery，后者用于传输用户的数据。当用户不手动配置 Locators 时，其端口按特定的规则分配：

Traffic type Well-known port expression pid = 1 pId = 2 pId = 3
Metatraffic multicast 7400 + 250 * domainId 7400 7400 7400
Metatraffic unicast 7400 + 250 * domainId + 10 + 2 * participantId 7412 7414 7416
User multicast 7400 + 250 * domainId + 1 7401 7401 7401
User unicast 7400 + 250 * domainId + 11 + 2 * participantId 7413 7415 7417