# 3.1 Node & Master ## 3.1.1 Node 在ROS的世界里，最小的進程單元就是節點（node）。一個軟件包里可以有多個可執行文件，可執行文件在運行之后就成了一個進程(process)，這個進程在ROS中就叫做**節點**。 從程序角度來說，node就是一個可執行文件（通常為C++編譯生成的可執行文件、Python腳本）被執行，加載到了內存之中；從功能角度來說，通常一個node負責者機器人的某一個單獨的功能。由于機器人的功能模塊非常復雜，我們往往不會把所有功能都集中到一個node上，而會采用分布式的方式，把雞蛋放到不同的籃子里。例如有一個node來控制底盤輪子的運動，有一個node驅動攝像頭獲取圖像，有一個node驅動激光雷達，有一個node根據傳感器信息進行路徑規劃……這樣做可以降低程序發生崩潰的可能性，試想一下如果把所有功能都寫到一個程序中，模塊間的通信、異常處理將會很麻煩。 我們在1.4節打開了小海龜的運動程序和鍵盤控制程序，在1.5節同樣啟動了鍵盤運動程序，這每一個程序便是一個node。ROS系統中不同功能模塊之間的通信，也就是節點間的通信。我們可以把鍵盤控制替換為其他控制方式，而小海龜運動程序、機器人仿真程序則不用變化。這樣就是一種模塊化分工的思想。 ## 3.1.2 Master 由于機器人的元器件很多，功能龐大，因此實際運行時往往會運行眾多的node，負責感知世界、控制運動、決策和計算等功能。那么如何合理的進行調配、管理這些node？這就要利用ROS提供給我們的節點管理器master, master在整個網絡通信架構里相當于管理中心，管理著各個node。node首先在master處進行注冊，之后master會將該node納入整個ROS程序中。node之間的通信也是先由master進行“牽線”，才能兩兩的進行點對點通信。當ROS程序啟動時，第一步首先啟動master，由節點管理器處理依次啟動node。 ## 3.1.3 啟動master和node 當我們要啟動ROS時，首先輸入命令: $ roscore 此時ROS master啟動，同時啟動的還有`rosout`和`parameter server`,其中`rosout`是負責日志輸出的一個節點，其作用是告知用戶當前系統的狀態，包括輸出系統的error、warning等等，并且將log記錄于日志文件中，`parameter server`即是參數服務器，它并不是一個node，而是存儲參數配置的一個服務器，后文我們會單獨介紹。每一次我們運行ROS的節點前，都需要把master啟動起來，這樣才能夠讓節點啟動和注冊。 master之后，節點管理器就開始按照系統的安排協調進行啟動具體的節點。節點就是一個進程，只不過在ROS中它被賦予了專用的名字里——node。在第二章我們介紹了ROS的文件系統，我們知道一個package中存放著可執行文件，可執行文件是靜態的，當系統執行這些可執行文件，將這些文件加載到內存中，它就成為了動態的node。具體啟動node的語句是： $ rosrun pkg_name node_name 通常我們運行ROS，就是按照這樣的順序啟動，有時候節點太多，我們會選擇用launch文件來啟動，下一小節會有介紹。 Master、Node之間以及Node之間的關系如下圖所示：  ## 3.1.3 rosrun和rosnode命令 **rosrun命令的詳細用法如下**： $ rosrun [--prefix cmd] [--debug] pkg_name node_name [ARGS] rosrun將會尋找PACKAGE下的名為EXECUTABLE的可執行程序，將可選參數ARGS傳入。 例如在GDB下運行ros程序： $ rosrun --prefix 'gdb -ex run --args' pkg_name node_name **rosnode命令的詳細作用列表如下**： | rosnode命令 | 作用 | | :------: | :------: | | `rosnode list` | 列出當前運行的node信息 | | `rosnode info node_name` | 顯示出node的詳細信息 | | `rosnode kill node_name` | 結束某個node | | `rosnode ping` | 測試連接節點 | | `rosnode machine ` | 列出在特定機器或列表機器上運行的節點 | | `rosnode cleanup`| 清除不可到達節點的注冊信息| 以上命令中常用的為前三個，在開發調試時經常會需要查看當前node以及node信息，所以請記住這些常用命令。如果你想不起來，也可以通過`rosnode help`來查看`rosnode`命令的用法。