ros2/rmw_zenoh

解決的問題

rmw_zenoh 提供了一個基於 Zenoh 的 ROS 2 中間件（RMW）實作，作為預設基於 DDS 的通訊層的替代方案。它簡化了跨不同主機、容器和網路的發現與通訊，同時為本地通訊提供高性能選項。

工作原理

它使用 zenoh-cpp 綁定來實作 ROS 2 RMW 接口。系統依賴於 Zenoh 會話和可選的 Zenoh 路由器來管理發現與訊息路由。

主要機制包括：

• Zenoh 路由器：作為發現與廣播的中央點，讓節點能在不依賴多播發現（預設已停用）的情況下互相找到彼此。
• 共享記憶體（SHM）：為本地節點之間的訊息傳遞提供隱式優化，透過將資料寫入共享記憶體區段而非使用網路堆疊，降低延遲並減少 CPU 使用量，特別適用於大容量資料傳輸。
• 序列化緩衝池：在傳輸過程中重用緩衝區，以控制記憶體使用量並提升效率。
• 設定：使用 .json5 設定檔與環境變數覆蓋來管理會話行為、路由器端點和安全設定。

適用對象

使用 ROS 2 的機器人開發者，需要彈性且高性能的通訊中間件，特別是在多台主機或 Docker 容器中運作的場景。

特色亮點

• 隱式共享記憶體：透明地優化大容量資料的本地通訊，無需特定 API 呼叫。
• 彈性發現機制：支援基於路由器的發現與多播探測，以實現點對點發現。
• 跨主機橋接：透過 Zenoh 路由器簡化跨不同機器的 ROS 2 節點連接。
• 整合式安全機制：透過 zenoh_security_tools 支援存取控制、驗證與加密。
• 記憶體效率：實作緩衝池以重用序列化緩衝區，防止記憶體無控成長。