DDS服务发现

DDS服务发现概述预制模块SPDPSEDPLiveness参考文档概述DDS的服务发现协议让网络中(同一个domain)的节点能够相互发现。有了服务发现机制各个应用能够快速发现远程的新加入的节点同时也能将自己告知其他节点。DDS服务发现分为两个部分Participant Discovery Protocol (PDP)PDP用于Participant 之间的相互发现Endpoint Discovery Protocol (EDP)EDP用于Endpoint一个reader或者writer都是一个Endpoint之间的相互发现根据DDS的规范各协议栈可以实现自己定义的PDP和EDP但是都必须实现Simple Participant Discovery Protocol (SPDP)和Simple Endpoint Discovery Protocol (SEDP)DDS的服务发现还分为静态服务发现和动态服务发现。其中静态服务发现只用SPDP而动态服务发现会用到SPDP和SEDP本文会结合fastdds官方用例HelloWorldExample和StaticHelloWorldExample的网络报包来进行说明网络包地址https://blog.csdn.net/ouyang035/article/details/147978578。wireshark过滤器((ip.src198.18.7.22 (ip.dst198.18.7.101||ip.dst239.255.0.1))|| (ip.src198.18.7.101 (ip.dst198.18.7.22||ip.dst239.255.0.1)))!ssh!tcp预制模块SPDP和SEDP主要是通过build-in endpoint和build-in topic来进行通信从而实现信息的交换完成相互发现。build-in endpointSPDPbuiltinParticipantWriterSPDPbuiltinParticipantReaderSEDPbuiltinPublicationsWriterSEDPbuiltinPublicationsReaderSEDPbuiltinSubscriptionWriterSEDPbuiltinSubscriptionReaderSEDPbuiltinTopicsWriter抓包中未出该消息SEDPbuiltinTopicsReader抓包中未出该消息BuiltinParticipantMessageReaderBuiltinParticipantMessageWriterbuild-in topic有四个预定义的TopicDCPSParticipantDCPSPublicationDCPSSubscriptionDCPSTopic抓包中未出该消息BuiltinParticipantMessageReader和BuiltinParticipantMessageWriter是实现writer liveliness机制所需要的。每一个participant都可以通过设置使能/禁止wirter liveness机制相应的使能或禁止这两个endpoint。pqos.wire_protocol().builtin.use_WriterLivelinessProtocol false // fastdds 默认是trueSPDPPDP的目的是发现网络上其他的participant的存在及其属性。SPDPbuiltinParticipantWriter是一个RTPS 的Best-EffortStatelessWriter。它会定期像预配置地locators列表发送SPDPdiscoveredParticipantData,通常来说是往组播地址(默认239.255.0.1)发送。它的HistoryCache包含一个SPDPdiscoveredParticipantData类型的数据对象这个数据对象的内容是由participant的属性信息确定例如domain id participant支持什么EDP协议 单播和组播地址和端口。SPDPdiscoveredParticipantData的属性SPDPbuiltinParticipantReader的HistoryCache中包含了所有活跃的participants的信息key用来识别每个不同的participant通过participant GUID。每当SPDPbuiltinParticipantReader接收到关于participant的信息时SPDP会检查HistoryCache寻找一个与participant GUID匹配的key的内容。如果没有找到匹配的key的条目就会以参与者的GUID为key添加新的条目。SPDP会周期性检查SPDPbuiltinParticipantReader的historycache寻找旧的条目这些条目被定义为那些超过leaseDuration没有收到消息的条目。然后删除它们。availableBuiltinEndpoints提供了预制endpoints的信息参考下面第三张图片。包括PUBLICATIONS_DETECTORSEDPbuiltinPublicationReaderPUBLICATIONS_ANNOUNCERSEDPbuiltinPublicationWriterSUBSCRIPTIONS_DETECTORSEDPbuiltinSubscriptionReaderSUBSCRIPTIONS_ANNOUNCERSEDPbuiltinSubscriptionWriterTOPICS_DETECTORSEDPbuiltinTopicsReaderTOPICS_ANNOUNCERSEDPbuiltinTopicsWriterPARTICIPANT_MESSAGE_READERBuiltinParticipantMessageReaderPARTICIPANT_MESSAGE_WRITERBuiltinParticipantMessageWriter红框内都是SPDP消息SEDPSEDP协议的目标是Participant间能发现彼此的writer和reader。用于SEDP的built-in Entities的QoS设置成reliable上图是DDSHelloWorldExample_first_pub.cap的消息流其中2个蓝色方框内的是SEDP消息红色线条标识的是A的publication信息发给B的过程绿色色线条标识的是B的subscription信息发给A的过程但是在第一个框框内HelloWorldTopic相关的reader和writer就完成了匹配。A的publication发给B的具体流程如下红色线条A的SEDPbuiltinPublicationsWriter发送heartbeat给B的SEDPbuiltinPublicationsReader告知它的history cache中有sample1firstAvaliableSeqNumber为1lastSeqNumber为1所以最新的sample的sequence number为1B收到heartbeat解析后发现A最新的change是sample1它没有收到过sample 1所以发送acknack 告知丢失了sample1bitmapBase1 numBits1 表示sample 1丢失A发送sample1给B告知它有一个针对HelloWorldTopic的publisher, 到这一步后A的publisher信息已经发送给到了B。由于A已经得到了B的subscriber消息所以A user_writer就可以开始往B发送心跳了。A发送heartbeat 告知最新的change为sample1B发送acknack告知期望sample2bitmapBase2 numBits0 表示sample 2丢失0次那就是说收到的最新的heartbeat的change为sample1 收到的最新的data也是sample1。 也就是expecting example2B的subscription发送给B的具体流程如下绿色线条B的SEDPbuiltinSubscriptionWriter发送heartbeat给A的SEDPbuiltinSubscriptionReader告知它的history cache中有sample1firstAvaliableSeqNumber为1lastSeqNumber为1所以最新的sample的sequence number为1A收到heartbeat解析后发现B最新的change是sample1它没有收到过sample 1所以发送acknack 告知丢失了sample1bitmapBase1 numBits1 表示sample 1丢失B发送sample1给A告知它有一个针对HelloWorldTopic的subscriberB发送heartbeat 告知最新的change为sample1A发送acknack告知期望sample2bitmapBase2 numBits0 表示sample 2丢失0次那就是说收到的最新的heartbeat的change为sample1 收到的最新的data也是sample1。 也就是expecting example2由于B只有一个用户定义的reader至此B的subscription发现流程完成。LivenessBuiltinParticipantMessageWriter发送的心跳消息如下。其作用暂时不清楚#静态发现采用静态服务发现的话SPDP过程是一样的但是不需要SEDP过程了取而代之的是通过在xml文件来配置对端的节点信息。publisherpqos.name(HelloWorldPublisher);pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.use_SIMPLE_EndpointDiscoveryProtocolfalse;pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.use_STATIC_EndpointDiscoveryProtocoltrue;pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.static_edp_xml_config(file://HelloWorldSubscriber_static_disc.xml);participant_DomainParticipantFactory::get_instance()-create_participant(0,pqos);发送方需要用到配置的接收方的信息如下HelloWorldSubscriber_static_disc.xmlstaticdiscovery participant nameHelloWorldSubscriber/name reader userId3/userId entityId4/entityId topicNameHelloWorldTopic/topicName topicDataTypeHelloWorld/topicDataType topicKindNO_KEY/topicKind reliabilityQosRELIABLE_RELIABILITY_QOS/reliabilityQos /reader /participant /staticdiscovery运行./DDSStaticHelloWorldExample publishersubscriberpqos.name(HelloWorldSubscriber);pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.use_SIMPLE_EndpointDiscoveryProtocolfalse;pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.use_STATIC_EndpointDiscoveryProtocoltrue;pqos.wire_protocol().builtin.discovery_config.static_edp_xml_config(file://HelloWorldPublisher_static_disc.xml);participant_DomainParticipantFactory::get_instance()-create_participant(0,pqos);发送方需要用到配置的接收方的信息如下HelloWorldPublisher_static_disc.xmlstaticdiscovery participant nameHelloWorldPublisher/name writer userId1/userId entityId2/entityId topicNameHelloWorldTopic/topicName topicDataTypeHelloWorld/topicDataType topicKindNO_KEY/topicKind reliabilityQosRELIABLE_RELIABILITY_QOS/reliabilityQos /writer /participant /staticdiscovery运行./DDSStaticHelloWorldExample subscriberwireshark抓包分析没能看到没有SEDP消息了参考文档https://zhuanlan.zhihu.com/p/12663878689