大家在机器人开发过程中肯定会涉及到进程间或者与web端、客户端的通信，当然，通信双方都在ROS环境下可直接使用ROS的publish和subscribe机制来进行通信，那如果其中一方不在ROS环境下有什么好的实现方式呢？
本文介绍几种之前在开发过程中接触到的通信方式，包括MQTT、LCM和Websocket。前两者使用方式与ROS类似，也是发布/订阅的形式，而Websocket因为有配套的浏览器API，主要应用在web开发领域。
下面简单介绍各自原理及特点，至于具体应用时选取哪种方案大家可结合应用场景自行评估。
一、MQTT
1. MQTT介绍：
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，属于应用层协议。由IBM在1999年发布，是一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议。
2. MQTT特点：
发布/订阅模式
发布/订阅模式是传统客户端 - 服务器架构的替代方案，一般传统的客户端-服务器架构是客户端能够直接和服务器进行通信。
但是发布/订阅模式会将发送消息的发布者 publisher与接收消息的订阅者 subscribers进行分离，publisher 与 subscribers 并不会直接通信，他们甚至都不清楚对方是否存在，他们之间的交流由第三方组件 broker 代理，如下图。
发布/订阅模式最重要的方面是 publisher 与 subscriber 的解耦，这种耦合度有下面三个维度：
空间解耦：publisher 与 subscriber 并不知道对方的存在，例如不会有 IP 地址和端口的交互，也更不会有消息的交互。时间解藕：publisher 与 subscriber 并不一定需要同时运行。同步Synchronization 解耦：两个组件的操作比如 publish 和 subscribe 都不会在发布或者接收过程中产生中断。
可拓展性
发布/订阅模式比传统的客户端-服务器模式有了更好的拓展，这是由于 broker 的高度并行化，并且是基于事件驱动的模式。可拓展性还体现在消息的缓存和消息的智能路由，还可以通过集群代理来实现数百万的连接，使用负载均衡器将负载分配到更多的单个服务器上。
消息过滤
在发布/订阅 的架构模式中，broker 扮演着至关重要的作用，其中非常重要的一点就是 broker 能够对消息进行过滤，使每个订阅者只接收自己感兴趣的消息。可基于话题、内容、类型进行过滤。
QoS
MQTT 还规定了消息的投放级别（QoS），支持至少一次、至多一次和精确投递三种级别，在协议层规定了是否会产生重复投递。
二、LCM
1. LCM介绍：
LCM（Lightweight Communications and Marshalling）是一套用于消息传递和数据编组的库和工具的集合，旨在为实时系统提供高带宽和低延迟的消息传递的能力。其最初由MIT城市挑战赛小组为DARPA消息传递系统设计。它也提供了一个发布/订阅消息传递模型以及为各种编程语言的应用程序自动生成编/解组代码。
LCM允许多个进程以安全和高性能地方式进行消息的交换。消息是LCM通信的基本单元，开发者可将消息定义为与编程语言无关的数据结构，然后使用LCM提供的lcm-gen工具将自定义的数据结构编译为特定语言的代码。lcm-gen支持C、C++、Java、Python等编程语言，关于lcm-gen的使用可以参考官方文档。
LCM是专为通过局域网连接的tightly-coupled类型系统而设计，不适合因特网。LCM研制开发软实时系统它默认允许丢包以减少延时。
LCM官方下载地址为：https://github.com/lcm-proj/lcm
2. LCM特点：
低延时的进程间通信
复用udp多播来实现高效的广播机制
对自动封装的消息自动进行类型检查
非常友好的日志及回放功能
对消息包的大小几乎没有限制
点对点直接通信没有集中的“数据库”或“hub”
无 daemons
支持的语言包括 C, C++, Java, Python, MATLAB, 以及C#
三、Websocket
1. Websocket介绍：
WebSocket 是一种网络传输协议，它着重解决浏览器和服务端不能进行双向通信的问题，可在单个 TCP 连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层。WebSocket 因为有配套的浏览器API，主要应用在 Web 开发领域。
WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。与之对比，HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。
2. Websocket特点：
WebSocket更多的是拿来与http作比较，相比之下具有：
较少的控制开销：在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小；
更强的实时性：由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于 HTTP 请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；
保持连接状态：与 HTTP 不同的是，WebSocket 需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息；
更好的二进制支持：WebSocket 定义了二进制帧，相对 HTTP，可以更轻松地处理二进制内容；
可以支持扩展：WebSocket 定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。
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