【DDS】DDS與OpenDDS

DDS與openDDS

DDS

• 什麼是DDS？
  Data Distribution Service(DDS)，根據字面理解就是數據分發服務。這套服務，在分佈式應用環境下，可以高效率地分發參與者（應用）間的數據信息。
• 訂閱/發佈體系結構
  考慮到應用實現，肯定要定一套體系結構。DDS採用訂閱/發佈體系結構，以數據爲中心，也就是通過訂閱/發佈這個結構來實現消息(數據)的交換。
• P/S與RTPS
  上面說的訂閱/發佈，從通信角度考慮。其實，就是P/S通信模式。P(Publish)是發佈者，S(Subscribe)是訂閱者，訂閱者訂閱發佈者提供的某些服務後，P與S間就存在了通信關係。P發佈了相應的消息後，訂閱者便可以收到這些消息（數據）。
  RTPS又是什麼？
  RTPS指Real Time Publish/Subscribe，它繼承自P/S模型。簡單來說，相比P/S，RTPS多出了QoS屬性(Quality of Service)、將發佈/訂閱模塊化等等優點。
  因此，OMG將RTPS標準化爲：DDS的實施互操作協議。
• OMG
  一個組織，全名爲Object Management Group。DDS就是OMG這個組織規定的規範。
• 全局數據空間
  DDS以數據爲中心，也就是基於數據去考慮如何分發消息。因此在DDS中存在全局數據空間的概念。這個全局數據空間是虛擬（邏輯）上的，所有數據都在這個空間中，每個分佈式結點可以向這個空間寫數據，也可以從這個空間讀數據。
  這個空間可以總結爲三點：All Data、Read and Write、Cache。
  

DCPS

OMG將RPTS重定義爲DCPS，DDS採用DCPS通信機制。DCPS主要組成有：

• Domain : 域。參與者只有在同一個域內，纔可以通信。不同域間，不可通信。
• DomainParticipant: 域參與者。一個域的入口點。
• Topic：主題。只有使用相同主題(主題名)的P和S，才能夠通信。
• DataWriter：數據寫入者，負責向Publisher寫入消息。
• Publisher：發佈者，負責發佈DataWriter寫入的消息。
• Subscriber：訂閱者，負責接收已訂閱的消息。
• DataReader數據讀取寫，負責處理從Subscriber接收的消息。
  

DLRL與DCPS

DDS規範定義了兩類Interfaces結構

1. DCPS:DDS核心，數據分佈基礎架構。
   

2. DLRL(A Data Local Reconstruction Layer):更高的抽象接口層，隱藏細節實現。其實，Data Local Reconstruction可以理解爲將App與DDS直接的數據，根據應用環境重構爲需要的格式。
   

OpenDDS

• 根據OpenDDS(目前最新版本是3.14)官網開發者手冊中的介紹

OpenDDS is an open source implementation of the OMG Data Distribution Service (DDS) for
Real-Time Systems Specification v1.4 (OMG Document formal/2015-04-10) and the Realtime Publish-Subscribe Wire Protocol DDS Interoperability Wire Protocol Specification
(DDSI-RTPS) v2.3 (OMG Document formal/2019-04-03). OpenDDS also implements the
DDS Security Specification v1.1 (OMG Document formal/2018-04-01).

• 因此OpenDDS，是DDS規範的實現。當然還有其他一些DDS規範的實現。例如：RTI DDS、OpenSplice DDS。
• OpenDDS框架：下圖爲OpenDDS官網給出的Framework圖。可以看出，主要部分爲Topic、Transport、Discovery。也就是，數據如何定義？如何傳輸信息？如何發現兩端（P/S)？
  
• OpenDDS Topic：根據IDL，定義Topic結構，利用OpenDDS提供的工具，根據IDL文件自動生成主題文件。例：https://github.com/adver1991/DDS-Example/blob/master/Messenger.idl
• OpenDDS Transport: OpenDDS提供了多種傳輸協議，TCP、UDP、Multicast、Shared-Memory、RTPS_UDP。使用者可以通過配置文件，指定使用的傳輸協議。

OpenDDS Discovery

DDS應用在分佈式環境中，訂閱者和發佈者兩端，如何發現對方？OpenDDS提供了兩種節點尋找方式:

1. DCPSInfoRepo（默認）：一個集中式的倉庫，相當於發現中心，它需要運行在獨立的進程中（例：P端一個進程，S端一個進程，還需要一個進程運行InfoRepo）。
   

2. RTPS：使用RTPS協議，點對點，不需要額外的進程運行其他服務。
   

使用OpenDDS

• 平臺（Ubuntu 16.4)
• 下載解壓安裝報，根據官網提示操作即可。
• https://opendds.org/quickstart/GettingStartedLinux.html
• 例子(參考自OpenDDS官網開發手冊2.1.3節），使用RTPS發現方式，使用rtps_udp傳輸協議。這裏只給出代碼，代碼中具體的含義請參考OpenDDS開發者手冊。代碼見：
  https://github.com/adver1991/DDS-Example
• 關於例子的簡單說明：例子中，包括訂閱者、發佈者、數據寫入者、數據讀取者（包含Listener）、Topic（IDL定義）部分。根據IDL文件，使用OpenDDS提供的工具，生成Topic相關的代碼。訂閱者與發佈者，在同一個域內，使用相同的主題(主題名）實現數據的分發。

參考

• OpenDDS官網
• OpenDDS開發者手冊

DDS系列

【DDS】DDS與OpenDDS
【DDS】DDS-RPC通信機制