与 docker 容器中的 ROS2 节点通信出现问题

问题描述

我正在学习 ROS2。我有一个 docker 容器，里面安装了 ROS2 foxy。

这个容器安装了很多其他东西，所以我最好处理它，而不是从 DockerHub 下载的。

容器基于 Ubuntu 18.04，我的主机运行 Ubuntu 20.04。

以下不起作用：

在主机上：$ docker run --net host -it <container name>

容器内：

# env | grep ROS_
ROS_DOMAIN_ID=142
ROS_VERSION=2
ROS_LOCALHOST_ONLY=0
ROS_PYTHON_VERSION=3
ROS_DISTRO=foxy


# ros2 run examples_rclpy_minimal_publisher publisher_local_function
[INFO] [1611658788.451254349] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 0"
[INFO] [1611658788.930325228] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 1"
[INFO] [1611658789.430629464] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 2"
...

在另一个终端的同一台主机上：

$ source /opt/ros/foxy/setup.zsh
$ export ROS_DOMAIN_ID=142
$ env | grep ROS_
ROS_DISTRO=foxy
ROS_LOCALHOST_ONLY=0
ROS_PYTHON_VERSION=3
ROS_VERSION=2
ROS_DOMAIN_ID=142


$ ros2 run examples_rclpy_minimal_subscriber subscriber_member_function

订阅者没有输出。

同时，我看到开放的UDP端口：

$ sudo netstat -unlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
udp        0      0 0.0.0.0:35379           0.0.0.0:*                           2103557/python3
udp        0      0 127.0.0.1:41750         0.0.0.0:*                           1867221/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42900           0.0.0.0:*                           2103557/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42900           0.0.0.0:*                           1867221/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42912           0.0.0.0:*                           2103557/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42913           0.0.0.0:*                           2103557/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42916           0.0.0.0:*                           1867221/python3
udp        0      0 0.0.0.0:42917           0.0.0.0:*                           1867221/python3
udp        0      0 127.0.0.1:47375         0.0.0.0:*                           2103557/python3

186xxxx开头的PID属于主机上的ros2_daemon，210xxxx开头的PID属于python，运行在容器中。

如果我在容器中的另一个 /bin/bash 中执行订阅者，它会起作用，即订阅者打印它从发布者那里收到的消息。

组播 UDP 数据报也适用：

在容器中：

# ros2 multicast receive
Waiting for UDP multicast datagram...
Received from 106.xxx.xxx.xxx:45829: 'Hello World!'

在主机上：

$ ros2 multicast send
Sending one UDP multicast datagram...

更新。我试过拉标准容器 osrf/ros:foxy-desktop ......并且示例按预期工作。

容器中的发布者：

$ docker pull osrf/ros:foxy-desktop
$ docker run --net host -it osrf/ros:foxy-desktop
# export ROS_DOMAIN_ID=142
# env | grep ROS_
ROS_VERSION=2
ROS_PYTHON_VERSION=3
ROS_DOMAIN_ID=142
ROS_LOCALHOST_ONLY=0
ROS_DISTRO=foxy
#ros2 run examples_rclpy_minimal_publisher publisher_local_function

[INFO] [1611670054.887068490] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 0"
[INFO] [1611670055.367854925] [minimal_publisher]: Publishing: "Hello World: 1"
...

主机上的订阅者：

$ ros2 run examples_rclpy_minimal_subscriber subscriber_member_function
[INFO] [1611670073.075589355] [minimal_subscriber]: I heard: "Hello World: 7"
[INFO] [1611670073.540520496] [minimal_subscriber]: I heard: "Hello World: 8"
[INFO] [1611670074.040020703] [minimal_subscriber]: I heard: "Hello World: 9"
...

更新 2：

回到原来的容器。我在 netstat 中看到两个具有相同端口号 7400 的 UDP 套接字。可以吗？

更新：是的，它是：https://stackoverflow.com/a/1694148

在上面netstat的输出中观察到同样的现象，只是端口号不同。

$ sudo netstat -unlp
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
...
udp        0      0 0.0.0.0:39604           0.0.0.0:*                           2319288/python3
udp        0      0 0.0.0.0:7400            0.0.0.0:*                           2319288/python3
udp        0      0 0.0.0.0:7400            0.0.0.0:*                           2319267/python3
udp        0      0 0.0.0.0:7412            0.0.0.0:*                           2319267/python3
...

和进程：

$ ps axf
...
2319287 pts/4    S+     0:00      \_ /usr/bin/python3 /opt/ros/foxy/bin/ros2 run examples_rclpy_minimal_publisher publisher_local_function
2319288 pts/4    Sl+    0:01          \_ /usr/bin/python3 /opt/ros/foxy/lib/examples_rclpy_minimal_publisher/publisher_local_function
...
2319050 ?        Sl     0:00 /usr/bin/containerd-shim-runc-v2 -namespace moby -id ae2da482416
2319075 pts/0    Ss+    0:00  \_ /bin/bash
2319266 pts/0    S      0:00      \_ /usr/bin/python3 /root/git/ros2_foxy/install/bin/ros2 run examples_rclpy_minimal_subscriber subscriber_member_function
2319267 pts/0    Sl     0:00          \_ /usr/bin/python3 /root/git/ros2_foxy/install/lib/examples_rclpy_minimal_subscriber/subscriber_member_function

ID 为 2319288 的进程正在主机上运行，我不小心切断了 ps 的输出。

更新 3

如果我在没有 --net=host 的情况下运行 docker 容器，那么我的订阅者会看到来自发布者的消息。我负担不起，因为在网络中看不到 docker 容器。
我已将容器中的订阅者替换为 netcat (netcat -l -u 42900) - 容器中的 netcat 已收到来自在其外部工作的发布者的消息。容器使用 --net=host
运行

这表明容器中的网络一切正常，但 ROS2 以某种方式错误地使用了它。

我该如何纠正？

解决方法

Fast-DDS 的最新版本默认带有 SharedMemory 传输。使用 --net=host 意味着两个 DDS 参与者都相信他们在同一台机器上，并且他们尝试使用 SharedMemory 而不是 UDP 进行通信。 Fast-DDS 团队将努力实施一种机制来检测这种情况。同时，我可以给你两个解决方案：

使用 XML 在其中一个 DDS 参与者中禁用 SharedMemory 传输。

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
    <profiles xmlns="http://www.eprosima.com/XMLSchemas/fastRTPS_Profiles" >
        <transport_descriptors>
            <transport_descriptor>
                <transport_id>CustomUdpTransport</transport_id>
                <type>UDPv4</type>
            </transport_descriptor>
        </transport_descriptors>

        <participant profile_name="participant_profile" is_default_profile="true">
            <rtps>
                <userTransports>
                    <transport_id>CustomUdpTransport</transport_id>
                </userTransports>

                <useBuiltinTransports>false</useBuiltinTransports>
            </rtps>
        </participant>
    </profiles>

在主机和容器之间启用 SharedMemory。为此，您应该分享 /dev/shm:

docker run -ti --net host -v /dev/shm:/dev/shm <DOCKER_IMAGE>

此外，两个应用程序应该使用相同的 UID 运行。就我而言，我的 docker 容器的用户是 root (UID=0)。然后我必须以 root 身份运行主机应用程序。

docker ros2

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