Qu'est-ce que RTPS ?

RTPS (Real-Time Publish Subscribe) est le protocole filaire qui permet aux implémentations DDS de communiquer entre elles. Défini par l'OMG, il spécifié exactement comment les messages sont formatés et échangés sur le réseau.

Pourquoi RTPS est important

RTPS est ce qui rend DDS interopérable. Toute implémentation DDS conforme -- que ce soit HDDS, FastDDS, CycloneDDS ou RTI Connext -- peut communiquer si elles parlent la même version RTPS.

Versions de RTPS

Version	Année	Nouveautés
2.0	2008	Spécification originale
2.1	2010	Extensions sécurité
2.2	2014	Améliorations de performance
2.3	2019	Writer liveliness, content filters
2.5	2022	Large data, redundance Participant

HDDS implémente RTPS 2.5 avec rétrocompatibilité jusqu'à la version 2.3.

Architecture du protocole

Structure des messages

Chaque message RTPS est composé de :

+--------------------------------------------------------+
|                    En-tete RTPS                         |
|  +----------+----------+----------+-----------------+  |
|  | Protocol | Version  | Vendor   | GuidPrefix      |  |
|  | "RTPS"   | 2.5      | HDDS     | 12 octets       |  |
|  +----------+----------+----------+-----------------+  |
+--------------------------------------------------------+
|                   Sous-messages                         |
|  +------------------------------------------------+    |
|  | Sous-message 1 (ex. DATA)                      |    |
|  +------------------------------------------------+    |
|  +------------------------------------------------+    |
|  | Sous-message 2 (ex. HEARTBEAT)                 |    |
|  +------------------------------------------------+    |
|  ...                                                    |
+--------------------------------------------------------+

Types de sous-messages

Sous-message	Fonction
DATA	Transporte les échantillons de données utilisateur
DATA_FRAG	Données fragmentees pour les gros échantillons
HEARTBEAT	Annonce les numéros de sequence disponibles
ACKNACK	Accuse réception / demande de données
GAP	Indique des numéros de sequence manquants
INFO_TS	Fournit des informations d'horodatage
INFO_DST	Spécifié le Participant de destination
INFO_SRC	Spécifié le Participant source

Protocole de découverte

RTPS definit deux protocoles de découverte :

SPDP (Simple Participant Discovery Protocol)

Découvre les autres Participants dans le Domain :

1. Chaque Participant envoie des annonces périodiques à une adresse multicast bien connue
2. Les annonces incluent le GUID du Participant, les endpoints et les locators
3. Les autres Participants apprennent l'existence des nouveaux arrivants

SEDP (Simple Endpoint Discovery Protocol)

Découvre les endpoints (Writers et Readers) :

1. Apres la découverte de Participants, SEDP commence
2. Les Participants échangent les informations d'endpoints via unicast
3. Chaque côté apprend les Writers et Readers distants

Mappage des ports

RTPS utilise un mappage de ports déterministe basé sur le Domain ID :

Port Discovery Multicast = 7400 + (250 x domainId)
Port Discovery Unicast   = 7410 + (250 x domainId) + (2 x participantId)
Port User Multicast      = 7401 + (250 x domainId)
Port User Unicast        = 7411 + (250 x domainId) + (2 x participantId)

Exemple pour Domain 0, Participant 0 :

Type de port	Numéro de port
Discovery Multicast	7400
Discovery Unicast	7410
User Multicast	7401
User Unicast	7411

Configuration du pare-feu

Assurez-vous que les ports 7400-7500 (et au-dela pour le multi-domain) sont ouverts pour le trafic DDS.

Sérialisation des données (CDR)

RTPS utilise CDR2 (Common Data Representation) pour la sérialisation :

• Indépendant de la plateforme - Fonctionne entre différentes architectures CPU
• Auto-descriptif - Informations de type optionnelles incluses
• Efficace - Overhead minimal comparé à JSON/XML

CDR2 Serialization of Temperature { sensor_id: "room1", value: 23.5 }

+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| 0x00| 0x01| 0x00| 0x00| 'r' | 'o' | 'o' | 'm' |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
| '1' | 0x00| pad | pad | 0x41| 0xBC| 0x00| 0x00|
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
  -- string length --  -- "room1" + null --   -- 23.5 as f32 (LE) --

Protocole de fiabilité

RTPS implémente la fiabilité via :

Best-Effort

• Envoyer et oublier
• Pas d'accusés de réception
• Latence la plus basse

Reliable

• HEARTBEAT annonce les échantillons disponibles
• ACKNACK demande les échantillons manquants
• La retransmission garantit la livraison

RTPS vs autres protocoles

Caractéristique	RTPS	MQTT	AMQP	ZeroMQ
Broker	Aucun	Requis	Requis	Optionnel
Multicast	Oui	Non	Non	Oui
QoS	Riche (22 politiques)	3 niveaux	Basique	Aucun
Discovery	Automatique	Manuel	Manuel	Manuel
Temps réel	Oui	Non	Non	Partiel
Standard	OMG	OASIS	OASIS	Aucun

Déboguer RTPS

Avec Wireshark

Wireshark dispose d'un dissecteur RTPS intégré :

1. Capturez le trafic sur les ports UDP 7400-7500
2. Filtre : rtps
3. Inspectez les sous-messages individuels

Avec hdds_viewer

Notre outil hdds_viewer fournit :

• Capture du trafic RTPS en temps réel
• Decodage des messages avec informations de type
• Visualisation de la topologie
• Analyse de latence

Prochaines étapes

Maintenant vous comprenez comment DDS fonctionne sous le capot. Installons HDDS :

• Guide d'installation - Installer HDDS sur votre système