ROS 2 index翻译（三）——关于服务质量设置

1、综述
ROS 2提供种类丰富的服务质量（Quality of Service，QoS）策略，允许你调整节点间的通信。通过正确设置服务质量策略，在许多许多可能的状态下，ROS 2可以和TCP一样可靠，或者和UDP一样"尽力而为"。不像ROS 1那样主要仅支持TCP，ROS 2 得益于底层DDS传输的灵活性，在易损耗的无线网络环境下，“尽力而为”策略将更加适合，或者在实时计算系统中，需要正确的服务质量profile(先翻译成配置文件吧)来满足截止时间。

一组QoS“策略”组合成QoS“配置文件”。考虑到为给定方案选择正确的QoS策略的复杂性，ROS 2为常见用例（例如传感器数据）提供了一组预定义的QoS配置文件。同时，用户可以灵活地控制QoS策略的特定配置文件。

可以为发布者，订阅者，服务服务器和客户端指定QoS配置文件。QoS配置文件可以独立地应用于前述实体的每个实例，但是如果使用不同的配置文件，则它们可能将连接不上。

2.QoS策略
基本的QoS配置文件目前包含以下策略设置：

• 历史
  • 保持最后：仅存储N个样本，可通过队列深度选项进行配置。
  • 全部保留：根据底层中间件的配置资源限制存储所有样本。
• 深度
  • 队列大小：如果与“保持最后”一起使用，则仅被尊重（字面意思，不知何意）。
• 可靠性
  • 尽力而为：尝试传递样本，但如果网络鲁棒性不高，可能会丢失样本。
  • 可靠：保证样品已交付，可能重试多次。
• 持久性
  • 暂态本地：发布者负责为“迟到的”订阅者保留样本。
  • 易变性：没有试图保留样品。

对于每个策略，它还有“系统默认”选项，使用底层中间件的默认值，而中间件可能通过DDS供应商工具（例如XML配置文件）来定义。DDS本身具有可以配置的更广泛的策略。由于它们与ROS 1中的特征相似，因此这些策略已经曝光了； 有可能在未来更多的策略将在ROS 2中曝光（翻译成“出现”更贴切）。

3.与ROS 1比较
ROS 2中的历史和深度策略结合起来提供功能类似于ROS 1中的队列大小的功能。

ROS 2中的可靠性策略类似于使用UDPROS（仅roscpp）用于“尽力而为”策略，或者TCPROS（ROS 1默认值）用于"可靠"策略。但请注意，即使ROS 2中的"可靠"策略也是使用UDP实现的，如果合适，它允许进行组播。

持久性策略与深度1相结合提供了类似于“锁定”订阅者的功能。

4.QoS配置文件
配置文件允许开发人员专注于他们的应用程序，而无需担心每个QoS设置。QoS配置文件定义了一组策略，这些策略可以在特定用例中很好地协同工作。

当前定义的QoS配置文件是：

• 发布者和订阅者的默认QoS设置

  为了实现从ROS 1到ROS 2的转换，执行类似的网络行为是可取的。默认情况下，发布者和订阅者在ROS 2中是可靠的，具有不稳定的持久性和“保持最后”的历史策略。

• 服务

  与发布者和订阅者一样，服务也是可靠的。这对于使用易变的持久性的服务尤其重要，否则重新启动的服务服务器可能会收到过期的请求。虽然能保护客户端不接收多个响应，但是没有保护服务器免受接收过期请求的副作用。

• 传感器数据

  对于传感器数据，在大多数情况下，及时接收读数更重要，而不是确保所有读数都送达。也就是说，开发人员一旦捕获到样本数据，他们就希望这是最新的，但这可能会损失一些样本。因此，传感器数据配置文件使用“尽力而为”的可靠性策略和较小的队列深度。

• 参数

  ROS 2中的参数基于服务，因此具有类似的配置文件。不同之处在于参数使用更大的队列深度，以使请求不会丢失，例如在参数客户端无法访问参数服务服务器时。

• 系统默认

  所有的策略使用系统默认值。

单击此处查看上述配置文件使用的特定策略。根据社区的反馈，这些配置文件中的设置可能会进一步调整。

虽然ROS 2为常见用例提供了一些QoS配置文件，但使用DDS中定义的策略允许ROS用户利用现有DDS文档的庞大知识库来为其特定用例配置QoS配置文件。

5.QoS兼容性
注意：此部分涉及发布者和订阅者，但其内容以相同方式可应用于服务服务器和客户端。

QoS配置文件可以分别为发布者和订阅者独立配置。仅当一对发布者和订阅者具有兼容的QoS配置文件时，他们之间的连接才会建立。QoS配置文件兼容性是基于“请求vs提供”模型确定的，其中仅在订阅者的请求策略不比发布者的策略更严格时才进行连接。两个策略中较不严格的将用于连接的策略。

ROS 2中暴露的影响兼容性的QoS策略是持久性和可靠性策略。下表显示了不同策略设置和结果的兼容性：

QoS持久性配置文件的兼容性：

发布者	订阅者	连接	结果
易变的	易变的	YES	易变的
易变的	暂态本地	NO	-
暂态本地	易变的	YES	易变的
暂态本地	暂态本地	YES	暂态本地

QoS可靠性配置文件的兼容性：

发布者	订阅者	连接	结果
尽力而为	尽力而为	YES	尽力而为
尽力而为	可靠	NO	-
可靠	尽力而为	YES	尽力而为
可靠	可靠	YES	可靠

为了建立连接，所有影响兼容性的策略必须兼容。也就是说，即使发布者 - 订阅者对具有兼容的可靠性QoS配置文件，如果它们具有不兼容的持久性QoS配置文件，则不会建立连接，反之亦然。

英文原文：https://index.ros.org/doc/ros2/Concepts/About-Quality-of-Service-Settings/