ROS 2和ROS 1的比较

下图展示了ROS 2和ROS 1在架构上的比较，两者主要实现了机器人开发中的中间层，主要提供了机器人人中的关键通信机制。ROS 2改进了ROS 1的通信模式，引入了DDS（Data Distribution Service，数据分发服务）作为通信后端，提高了通信的实时性和可靠性。此外ROS 1在使用时需要在应用层启动Master节点，作为系统的管理节点，而ROS 2中的节点都是平行和等价的，不存在管理节点，可避免ROS 1中Master节点失效引发的系统崩溃，对单点失效现象有更好的容错性。

具体来说ROS 2相较于ROS 1主要进行了以下几个方面的改进：

（1）实时性能改进：

ROS 2引入了DDS作为通信后端，提高了通信的实时性能和可靠性。DDS提供了高性能、低延迟的数据交换机制，适合实时控制和大规模的数据交换。这使得ROS 2能够更好的适应机器人在实际场景中的应用，从实验环境走向生产环境。

（2）跨平台支持：

ROS 2支持多种操作系统平台，包括Linux、Windows、macOS等，以及多种体系结构，如ARM、x86等。这使得ROS 2能够运行在各种嵌入式系统和计算设备上。跨平台的支持使得ROS2的应用泛围更为广泛，其中在Linux系统上支持最为全面。

（3）多语言支持：

ROS 2支持多种编程语言，包括C++、Python等，提供了更广泛的开发选择，使得开发者可以根据需求选择适合的编程语言进行开发。Python语言的易用性，使得在ROS 2上开发机器人功能更为便捷，本书即选择使用Python作为ROS 2的编程语言。

（4）安全性改进：

ROS 2引入了安全性功能，包括权限管理、加密通信等，提高了系统的安全性，特别是在一些对安全性要求较高的应用场景，可以有效增加恶意攻击者的破坏难度。