# 设置 ROS 网络：WiFi + 以太网

**Repository Path**: mr7_jacky/setup-ros-network

## Basic Information

- **Project Name**: 设置 ROS 网络：WiFi + 以太网
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2020-11-27
- **Last Updated**: 2020-12-19

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 设置 ROS 网络：WiFi + 以太网

## Reference 
[risc.readthedocs.io](https://risc.readthedocs.io/2-ros-network-wifi-ethernet.html)

## 介绍

在某些应用程序中，可能需要使用（不只一台计算机）而是通过以太网电缆连接多台计算机，然后将它们连接到远程 WiFi 路由器。这种情况出现在 ERL 2019 比赛期间。我想通过以太网线连接两台在无人机上的计算机，并且我希望能够通过 WiFi 与板载计算机进行通信交流。

为什么我需要两台电脑？一台计算机 Jetson TX2 更加擅长object detection，因为它有 GPU，GPU 使得它大大提高了用于object detection的神经网络的速度。另一台计算机，英特尔NUC，可以和RealSense camera更好的搭配，这是官方支持的用于PX4避障ROS包的相机。由此我们可以在无人机上配备在两个领域最好的计算机。这需要设置网络。请注意，这两台计算机位于无人机上，因此在它们之间建立有线网络以确保连接的稳定性是有意义的，这就是使用以太网电缆的原因。

为了与地面控制站（笔记本电脑）的板载计算机通信，我们使用了 WiFi 路由器。最好能够将从两个网络 ping 任何设备到任一网络的任何其他设备。在master端（在我的情况下，英特尔 NUC），查看所有其他 PC 上的主机上的 ROS Topic（Jetson TX2 和地面控制站）

建立上述网络似乎是一项简单的任务。然而，它不像看起来那么容易。经过大量的试验和错误，我提出了一个可能的方法来建立这个网络。这可能不是最好的方法，但这个方法能够使用。还有一点注意：此处描述的网络过程并不特定于使用的硬件。在其他硬件上可以遵循相同的过程，以实现所需的功能。

## 使用的硬件
* Jetson TX2
* Intel NUC
* 笔记本电脑
* 以太网线

## 使用的软件
所有设备均使用 Ubuntu 16.04

## 功能需求
* 从两个网络 ping 任何设备到任一网络的任何其他设备。
* 在master端，查看所有其他 PC 上的主机上的 ROS Topic

## 网络示意图

![pic1](src/network-2-pc.png)

## 设置网络
使用以太网电缆连接英特尔 NUC 和 Jetson TX2。确保两台电脑都打开。禁用 Jetson TX2 上的 WiFi。确保英特尔 NUC 已连接到 WiFi 路由器。尝试从英特尔 NUC ping Jetson TX2，反之亦然。它失败。若要使其正常工作，请按照以下步骤操作：

#### 在英特尔 NUC 上
* 单击网络符号，然后单击编辑连接：

![pic2](src/nuc-1-1.png)

* 单击"编辑连接"后，将显示以下屏幕。选择以太网连接，然后单击"编辑"。

![pic2](src/nuc-1-2.png)

* 单击"编辑"后，将显示一个窗口。转到 IPv4 设置选项卡（如下图所示）

![pic2](src/nuc-1-3.png)

* 将方法从自动 （DHCP） 更改为共享到其他计算机，如下所示：

![pic2](src/nuc-1-4.png)

* 单击"保存"。
* 要使步骤 5 中的更改生效，请单击下面显示的下拉菜单中的自动以太网（或任何称为以太网连接的以太网连接）：

![pic2](src/nuc-1-5.png)

* 若要验证是否已正确执行上述步骤，请显示连接信息（通过单击步骤 6 中显示的同一下拉菜单）。您应该会看到以下内容。IPv4 地址会自动设置为 10.42.0.1。

![pic2](src/nuc-1-6.png)

* 假设您已经配置了 WiFi 连接。请确保您已连接到 WiFi 路由器。在我的情况下，这是WiFi连接信息：

![pic2](src/nuc-1-7.png)

* 将步骤 7 和 8 中的屏幕截图与前面显示的网络图进行比较，以便更好地了解正在了解的是当前的屏幕截图。
* 启用 IPv4 Forwarding：
    * 在 `/etc/sysctl.conf` 文件中, 取消注释（或添加）`net.ipv4.ip_forward=1`
    * 或者在terminal中运行此命令行 `sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1`
    * 你可以使用文本编辑器打开 `/etc/sysctl.conf` 以此来确认更改已生效

#### 在 Jetson TX2 上

按照英特尔 NUC 的类似步骤，将以太网连接 IPv4 设置为自动 （DHCP）。验证您是否通过从英特尔 NUC 端 ping Jetson TX2 端以及相反的方式成功。此外，如果您的WiFi路由器连接到互联网，那么你也将能够从Jetson TX2访问互联网。请参阅下面的屏幕截图：

![pic3](src/tx-1.png)

#### 地面控制站

* 通过执行以下命令添加静态路由

```bash
sudo route add -net <inster_ip_of_wired_network> netmask 255.255.255.0 gw <inster_ip_of_wireless_port_of_Intel-NUC_or_similar>
```

* 在我的情况下，我运行以下命令：

```bash
sudo route add -net 10.42.0.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.0.131
```

* 从 Jetson TX2 和 Intel NUC 端 Ping 地面控制站, 以验证一切是否正常

> 注意: 添加静态路由不是永久性更改。每次重新启动时，必须重新设置

下图显示了地面控制站上的 routing table。查看第二个条目。这是按照步骤 1 添加的。该命令可用于验证是否已正确添加静态路由。`route -n`

![pic4](src/routing-table.png)

## 有用的网络命令

```bash
ifconfig #shows network interfaces on device
nmap -sP 192.168.0.0/24 #shows all other devices on the network 192.168.0.0/24
nmap -sn 192.168.0.0/24 #same as above but does not do a port scan
sudo apt-get install nmap #installs network scanner nmap
arp -a #if you don’t want to install nmap, but from my experience arp -a does not always show all devices. On the other hand, nmap usually does.
```

## ROS 通信

本节旨在建立跨两个网络（有线和 WiFi）的 ROS 通信，以便两个网络上的 PC 可以查看主机的 ROS topics

#### 英特尔 NUC（ROS 主机）
* 将以下export添加到您进行导出的任何地方（在我的情况下，它们位于文件`~/.bashrc`中）

```bash
export ROS_MASTER_URI=http://10.42.0.1:11311
export ROS_IP=10.42.0.1
```

![pic5](src/nuc-2-1.png)

使用其他设备的主机名和 IP 地址编辑文件`/etc/hosts`。在我的情况下，我的其他两个设备：Jetson TX2的主机名`tegra-ubuntu`； 地面控制站的主机名为`risc-dell`。我的`/etc/hosts` 如下所示

![pic5](src/nuc-2-2.png)

## Jetson TX2

![pic6](src/tx-2-1.png)

![pic6](src/tx-2-2.png)

## 地面控制站

![pic6](src/gcs-2-1.png)

![pic6](src/gcs-2-2.png)

> 注意: 不要忘记在编辑你的 `.bashrc` 文件之后，使用`source`命令进行使其生效

若要验证 ROS 通信是否已建立，在 ROS 主机 （英特尔 NUC） 上运行任何内容，并查看它能否列出其他 PC 上的topics。例如，运行 ROS 摄像包，并尝试在其他设备上（Jetson TX2 和地面控制站）上通过 rviz 查看视频流。注意：目前，如果您在 Jetson TX2（不是 ROS 主站）上运行 ROS 包，您将能够查看地面控制站的主题，但无法查看其内容。

如果要从地面控制站启动文件，并且希望能够选择要运行此节点的计算机，请查看以下网址：

[http://wiki.ros.org/roslaunch/XML/machine](http://wiki.ros.org/roslaunch/XML/machine)