【FastDDS】Layer Transport ( 03-UDP Transport ）

UDP 传输

一、概述

UDP 是一种无连接的传输方式，在这种传输方式中，接收端的域参与者必须打开一个 UDP 端口以监听传入的消息，而发送端的域参与者则向该端口发送消息。

警告：本文档假设读者具备基本的 UDP/IP 概念知识，因为像生存时间（TTL）、套接字缓冲区和端口编号等术语不会被详细解释。不过，即使没有这些知识，也可以在 Fast DDS 上配置基本的 UDP 传输。

二、UDPTransportDescriptor

eProsima Fast DDS 为 UDPv4 和 UDPv6 都实现了 UDP 传输。这两种传输彼此独立，各有自己的 TransportDescriptorInterface。不过，它们所有的 TransportDescriptorInterface 数据成员都是相同的。

下表描述了 UDPv4 和 UDPv6 共有的数据成员：

成员	数据类型	默认值	描述
sendBufferSize	uint32_t	0	套接字的发送缓冲区大小（字节）。
receiveBufferSize	uint32_t	0	套接字的接收缓冲区大小（字节）。
netmask_filter	NetmaskFilterKind	AUTO	参见网络掩码过滤。
allowlist	vector<pair<string,NetmaskFilterKind>>	空向量	带有网络掩码过滤配置的允许接口列表。参见允许列表。
blocklist	vector<string>	空向量	被阻塞的接口列表。参见阻塞列表。
interfaceWhiteList	vector<string>	空向量	允许的接口列表。参见接口白名单。
TTL	uint8_t	1	生存时间，以跳数为单位。
m_output_udp_socket	uint16_t	0	传出消息的端口号。
non_blocking_send	bool	false	发送操作不阻塞（*）。
default_reception_threads	ThreadSettings	-	接收线程的默认线程设置。
reception_threads	std::map<uint32_t,ThreadSettings>	-	特定端口上接收线程的线程设置。

注意：当 non_blocking_send 设置为 true 时，如果缓冲区已满，发送操作将立即返回，但不会向上层返回错误。这意味着应用程序会表现得好像数据报已发送但丢失了。这个值在高频的尽力而为型写入器上特别有用。当设置为 false 时，发送操作将阻塞，直到网络缓冲区有空间容纳数据报。这可能会影响高频写入器的性能。

2.1 UDPv4TransportDescriptor

UDPv4TransportDescriptor 没有除 UDPTransportDescriptor 中描述的共有成员之外的其他数据成员。

注意：UDPv4TransportDescriptor 的 kind 值由 LOCATOR_KIND_UDPv4 给出。

2.2 UDPv6TransportDescriptor

UDPv6TransportDescriptor 没有除 UDPTransportDescriptor 中描述的共有成员之外的其他数据成员。

注意：UDPv6TransportDescriptor 的 kind 值由 LOCATOR_KIND_UDPv6 给出。

三、启用 UDP 传输

Fast DDS 默认启用 UDPv4 传输。不过，如果需要，应用程序可以启用其他 UDP 传输。要在域参与者中启用新的 UDP 传输，首先创建 UDPv4TransportDescriptor（用于 UDPv4）或 UDPv6TransportDescriptor（用于 UDPv6）的实例，并将其添加到域参与者的用户传输列表中。

下面的示例展示了在 C++ 代码和 XML 文件中执行此过程的方法。

3.1 C++ 代码示例

DomainParticipantQos qos;

// 创建新传输的描述符
auto udp_transport = std::make_shared<UDPv4TransportDescriptor>();
udp_transport->sendBufferSize = 9216;
udp_transport->receiveBufferSize = 9216;
udp_transport->non_blocking_send = true;

// [可选] 线程设置配置
udp_transport->default_reception_threads(eprosima::fastdds::rtps::ThreadSettings{2, 2, 2, 2});
udp_transport->set_thread_config_for_port(12345, eprosima::fastdds::rtps::ThreadSettings{3, 3, 3, 3});

// 将传输层链接到参与者
qos.transport().user_transports.push_back(udp_transport);

// 避免使用默认传输
qos.transport().use_builtin_transports = false;

3.2 XML 文件示例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<dds>
    <profiles xmlns="http://www.eprosima.com">
        <transport_descriptors>
            <transport_descriptor>
                <transport_id>udp_transport</transport_id>
                <type>UDPv4</type>
                <sendBufferSize>9216</sendBufferSize>
                <receiveBufferSize>9216</receiveBufferSize>
                <non_blocking_send>true</non_blocking_send>
                <default_reception_threads>
                    <scheduling_policy>2</scheduling_policy>
                    <priority>2</priority>
                    <affinity>2</affinity>
                    <stack_size>2</stack_size>
                </default_reception_threads>
                <reception_threads>
                    <reception_thread port="12345">
                        <scheduling_policy>3</scheduling_policy>
                        <priority>3</priority>
                        <affinity>3</affinity>
                        <stack_size>3</stack_size>
                    </reception_thread>
                </reception_threads>
            </transport_descriptor>
        </transport_descriptors>

        <participant profile_name="UDPParticipant">
            <rtps>
                <userTransports>
                    <transport_id>udp_transport</transport_id>
                </userTransports>
                <useBuiltinTransports>false</useBuiltinTransports>
            </rtps>
        </participant>
    </profiles>
<dds>