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| 1 | +# 세션 6: 네트워크 분리 — Domain ID & Namespace |
| 2 | + |
| 3 | +!!! info "세션 정보" |
| 4 | + - **학습 시간**: 2시간 (학습 1h 45m + 복습 15m) |
| 5 | + - **핵심 목표**: Domain ID로 물리적 네트워크 분리, Namespace로 논리적 토픽 분리 |
| 6 | + - **관련 표준**: OMG DDS Domain, ROS2 Namespace/Remapping |
| 7 | + |
| 8 | +--- |
| 9 | + |
| 10 | +## 한 줄 요약 |
| 11 | + |
| 12 | +> **Domain ID**는 Discovery 패킷이 도달하는 범위 자체를 물리적으로 분리하고, **Namespace**는 같은 Domain 안에서 토픽 이름에 접두사를 붙여 논리적으로 충돌을 방지한다. |
| 13 | +
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| 14 | +--- |
| 15 | + |
| 16 | +## Domain ID로 논리적 네트워크 분리 |
| 17 | + |
| 18 | +### Domain ID의 본질 |
| 19 | + |
| 20 | +``` |
| 21 | +Domain ID = "이 도메인 안에서만 서로 Discovery 한다"는 격벽 |
| 22 | +
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| 23 | +같은 물리 네트워크(같은 와이파이/스위치)라도 |
| 24 | +Domain ID가 다르면 SPDP 멀티캐스트 자체가 다른 포트로 가서 |
| 25 | +서로 존재를 모름 → 완전 격리 |
| 26 | +``` |
| 27 | + |
| 28 | +``` |
| 29 | +같은 와이파이 네트워크 |
| 30 | +┌─────────────────────────────────────┐ |
| 31 | +│ Domain 0: 로봇 A의 노드들 │ |
| 32 | +│ ─ 포트 7400 사용 │ |
| 33 | +│ │ |
| 34 | +│ Domain 1: 로봇 B의 노드들 │ |
| 35 | +│ ─ 포트 7650 사용 │ |
| 36 | +│ │ |
| 37 | +│ → 둘은 같은 와이파이에 있어도 │ |
| 38 | +│ 서로 ros2 topic list에 안 보임 │ |
| 39 | +└─────────────────────────────────────┘ |
| 40 | +``` |
| 41 | + |
| 42 | +각 도메인 **내부**에서는 SPDP/SEDP Discovery가 정상적으로 일어난다. 서로 다른 도메인끼리는 멀티캐스트 패킷이 다른 포트로 가기 때문에 물리적으로 도달하지 않아 격리되는 것이다. |
| 43 | + |
| 44 | +### 왜 분리가 필요한가? |
| 45 | + |
| 46 | +- **테스트/개발 환경 분리**: 개발 PC와 실제 로봇이 같은 네트워크에 있어도 서로 간섭 안 하게 |
| 47 | +- **다중 로봇 독립 운용**: 각 로봇이 자기 노드만 보고 통신 |
| 48 | +- **CI/CD 환경**: 같은 머신에서 여러 테스트 인스턴스를 동시에 돌릴 때 충돌 방지 |
| 49 | + |
| 50 | +--- |
| 51 | + |
| 52 | +## ROS_DOMAIN_ID 설정, 포트 번호 공식 |
| 53 | + |
| 54 | +### 설정 방법 |
| 55 | + |
| 56 | +```bash |
| 57 | +export ROS_DOMAIN_ID=42 |
| 58 | + |
| 59 | +# 영구 설정 (bashrc) |
| 60 | +echo "export ROS_DOMAIN_ID=42" >> ~/.bashrc |
| 61 | +``` |
| 62 | + |
| 63 | +기본값은 `0`. 설정 안 하면 모든 ROS2 시스템이 기본 Domain 0을 공유한다 (같은 네트워크에 있으면 의도치 않게 서로 발견됨 — 흔한 실수). |
| 64 | + |
| 65 | +### 포트 번호 공식 |
| 66 | + |
| 67 | +DDS RTPS는 Domain ID마다 **4개의 포트**를 사용한다. |
| 68 | + |
| 69 | +``` |
| 70 | +PB = 7400 (기본 포트 베이스) |
| 71 | +DG = 250 (Domain Gap) |
| 72 | +PG = 2 (Participant Gap, 한 머신에 여러 Participant 있을 때) |
| 73 | +
|
| 74 | +공식: |
| 75 | + SPDP 멀티캐스트 포트 = PB + DG × DomainID |
| 76 | + SPDP 유니캐스트 포트 = PB + DG × DomainID + 1 |
| 77 | + SEDP 멀티캐스트 포트 = PB + DG × DomainID + 2 (보통 안 씀) |
| 78 | + SEDP 유니캐스트 포트 = PB + DG × DomainID + (PG × ParticipantID) + 11 |
| 79 | +``` |
| 80 | + |
| 81 | +| Domain ID | SPDP 멀티캐스트 | SPDP 유니캐스트 | |
| 82 | +|-----------|----------------|----------------| |
| 83 | +| 0 | 7400 | 7401 | |
| 84 | +| 1 | 7650 | 7651 | |
| 85 | +| 5 | 8650 | 8651 | |
| 86 | +| 10 | 9900 | 9901 | |
| 87 | +| 42 | 17900 | 17901 | |
| 88 | + |
| 89 | +!!! warning "Domain ID 범위 주의" |
| 90 | + 이론상 0~232까지 가능하지만, 실용적으로는 **0~101** 권장. 너무 큰 값은 포트 번호가 65535(TCP/UDP 포트 한계)를 넘어갈 수 있어 일부 OS/방화벽에서 문제 발생. |
| 91 | + |
| 92 | +``` |
| 93 | +계산 예: DomainID = 232 |
| 94 | + 7400 + 250 × 232 = 65,400 (한계 근접, 위험) |
| 95 | +
|
| 96 | +DomainID = 101 |
| 97 | + 7400 + 250 × 101 = 32,650 (안전) |
| 98 | +``` |
| 99 | + |
| 100 | +### 실전 활용: 로봇 식별자로 활용 |
| 101 | + |
| 102 | +```bash |
| 103 | +# 로봇 1 |
| 104 | +export ROS_DOMAIN_ID=1 |
| 105 | + |
| 106 | +# 로봇 2 |
| 107 | +export ROS_DOMAIN_ID=2 |
| 108 | + |
| 109 | +# 시뮬레이션 환경 |
| 110 | +export ROS_DOMAIN_ID=99 |
| 111 | +``` |
| 112 | + |
| 113 | +--- |
| 114 | + |
| 115 | +## Namespace, remapping으로 토픽 충돌 방지 |
| 116 | + |
| 117 | +Domain ID가 "물리적/네트워크 레벨 격리"라면, **Namespace**는 "같은 도메인 안에서 논리적으로 이름을 구분"하는 방법이다. |
| 118 | + |
| 119 | +### Namespace 없이 동일 로봇 2대를 같은 Domain에 띄우면? |
| 120 | + |
| 121 | +``` |
| 122 | +로봇 A: /cmd_vel, /odom, /scan |
| 123 | +로봇 B: /cmd_vel, /odom, /scan |
| 124 | +
|
| 125 | +→ 토픽 이름이 같아서 서로 명령이 섞여버림! (충돌) |
| 126 | +``` |
| 127 | + |
| 128 | +### Namespace로 해결 |
| 129 | + |
| 130 | +```bash |
| 131 | +ros2 run my_robot_pkg controller --ros-args -r __ns:=/robot_a |
| 132 | +ros2 run my_robot_pkg controller --ros-args -r __ns:=/robot_b |
| 133 | +``` |
| 134 | + |
| 135 | +``` |
| 136 | +로봇 A: /robot_a/cmd_vel, /robot_a/odom, /robot_a/scan |
| 137 | +로봇 B: /robot_b/cmd_vel, /robot_b/odom, /robot_b/scan |
| 138 | +
|
| 139 | +→ 같은 Domain에 있어도 완전히 독립적으로 통신 |
| 140 | +``` |
| 141 | + |
| 142 | +### Launch 파일에서 Namespace 적용 |
| 143 | + |
| 144 | +```python |
| 145 | +# launch 파일 예시 |
| 146 | +Node( |
| 147 | + package='my_robot_pkg', |
| 148 | + executable='controller', |
| 149 | + namespace='robot_a', |
| 150 | + name='controller_node' |
| 151 | +) |
| 152 | +``` |
| 153 | + |
| 154 | +### Remapping — 토픽 이름 직접 변경 |
| 155 | + |
| 156 | +Namespace는 "접두사"를 붙이는 방식이고, **Remapping**은 토픽 이름 자체를 임의로 바꾸는 더 유연한 방법이다. |
| 157 | + |
| 158 | +```bash |
| 159 | +# /cmd_vel 토픽을 /robot_a/drive_cmd 로 변경 |
| 160 | +ros2 run my_robot_pkg controller --ros-args -r cmd_vel:=/robot_a/drive_cmd |
| 161 | +``` |
| 162 | + |
| 163 | +``` |
| 164 | +사용 사례: |
| 165 | + - 레거시 시스템과 연동 시 토픽 이름 맞추기 |
| 166 | + - 같은 노드를 다른 역할로 재사용 (센서 토픽 이름만 바꿔서) |
| 167 | + - 시뮬레이션 ↔ 실제 로봇 전환 시 토픽 분기 |
| 168 | +``` |
| 169 | + |
| 170 | +### Domain ID vs Namespace 비교 |
| 171 | + |
| 172 | +| 항목 | Domain ID | Namespace | |
| 173 | +|------|-----------|-----------| |
| 174 | +| 격리 수준 | 네트워크/Discovery 레벨 (완전 분리) | 토픽 이름 레벨 (논리적 구분) | |
| 175 | +| 같은 도메인 내 통신 | 불가능 (서로 안 보임) | 가능 (의도하면 통신 가능) | |
| 176 | +| 사용 사례 | 완전히 독립된 시스템 (다른 팀, 다른 환경) | 같은 시스템 내 여러 로봇/모듈 구분 | |
| 177 | +| 변경 방법 | 환경변수 `ROS_DOMAIN_ID` | `--ros-args -r __ns:=` | |
| 178 | + |
| 179 | +--- |
| 180 | + |
| 181 | +## 핵심 개념 정리 |
| 182 | + |
| 183 | +!!! tip "세션 6 핵심 3가지" |
| 184 | + 1. **Domain ID**: 네트워크 레벨에서 물리적으로 격리, `7400 + 250×DomainID` 공식으로 포트 계산 |
| 185 | + 2. **Namespace**: 같은 Domain 안에서 토픽 이름에 접두사를 붙여 논리적으로 분리 |
| 186 | + 3. **Remapping**: 토픽 이름을 임의로 변경하는 유연한 방법, Namespace보다 세밀한 제어 가능 |
| 187 | + |
| 188 | +--- |
| 189 | + |
| 190 | +## 복습 (15분) |
| 191 | + |
| 192 | +!!! question "Q1" |
| 193 | + `ROS_DOMAIN_ID=10`일 때 SPDP 유니캐스트 포트는? |
| 194 | + |
| 195 | +??? success "정답" |
| 196 | + `7400 + 250×10 + 1 = 9901` |
| 197 | + |
| 198 | +!!! question "Q2" |
| 199 | + Domain ID 분리와 Namespace 분리의 가장 큰 차이는? |
| 200 | + |
| 201 | +??? success "정답" |
| 202 | + **Domain ID**는 Discovery 패킷이 물리적으로 도달하는 범위 자체를 분리한다 (서로 다른 포트라서 패킷이 안 닿음). 각 도메인 내부에서는 Discovery가 정상적으로 일어나지만, 도메인 간에는 패킷 교환이 아예 없다. |
| 203 | + **Namespace**는 같은 Domain·같은 포트에서 Discovery 패킷이 전부 오가지만, 토픽 이름 자체가 달라서 논리적으로 충돌을 방지하는 방식이다. |
| 204 | + |
| 205 | +!!! question "Q3" |
| 206 | + 같은 로봇 모델 2대를 같은 Domain에서 충돌 없이 운용하려면 어떻게 해야 하는가? |
| 207 | + |
| 208 | +??? success "정답" |
| 209 | + 각 로봇에 서로 다른 Namespace(`/robot_a`, `/robot_b` 등)를 부여한다. `--ros-args -r __ns:=/robot_a` 같은 방식으로 모든 토픽에 접두사가 붙어 충돌 없이 공존할 수 있다. |
| 210 | + |
| 211 | +!!! question "Q4" |
| 212 | + Domain ID를 232처럼 너무 크게 설정하면 안 되는 이유는? |
| 213 | + |
| 214 | +??? success "정답" |
| 215 | + `7400 + 250×232 = 65,400`으로 UDP/TCP 포트 번호 한계(65535)에 근접해서, 일부 OS/방화벽 환경에서 포트 할당 문제가 발생할 수 있다. 실용적으로 0~101 범위를 권장한다. |
| 216 | + |
| 217 | +--- |
| 218 | + |
| 219 | +## 다음 세션 예고 |
| 220 | + |
| 221 | +**세션 7: DDS 설정 파일 (XML Profile)** |
| 222 | + |
| 223 | +- FASTRTPS_DEFAULT_PROFILES_FILE 환경변수, XML 구조 |
| 224 | +- 유니캐스트 전용 설정 (클라우드/VPN 환경) |
| 225 | +- Initial Peers 설정 |
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