软件层次架构

从软件实现的角度，ROS 的架构可以分为三个层次：OS层，中间层，应用层；

系统层次架构

从系统实现的角度，ROS 可以划分为：计算图、文件系统、开源社区三个视角；如下图所示：

从计算图的结构来看，ROS 系统软件的功能模块是以节点（节点即为进程）为单位独立运行的，节点以拓扑的方式互联，构成了一个系统网络，即为系统的计算图。如下图所示：

端点表示各个节点，端点之间的边表示节点之间的通信方式。 在计算图中，有几个重要的概念要着重说明：消息、话题、服务、节点管理器；

消息（Message）

消息，又称之为 话题消息，它是话题通信发送的信息。每一种消息都是一种严格的数据结构。消息类型支持标准的数据类型（整型，浮点型，布尔型等），也支持嵌套结构和数组，还可以进行自定义；

话题（Topic）

话题 是 ROS 系统中最核心的通信方式，它基于发布/订阅（Publish/Subsribe）的方式传递。一个节点可以针对一个话题（Topic）发布消息（这个节点的角色为发布者/Talker），一个节点可以订阅这个消息（这个节点称为订阅者/Listener）；话题（Topic）通信具有如下特点：

服务（Service）

服务（Service）是ROS中另外一个重要的通信方式，它基于 C/S 模型实现。一个节点成为服务端（Server），一个节点成为客户端（Client）；客户端发送请求，服务端回应请求；这种通信方式具有以下特点：

Master（节点管理器）

ROS Master，ROS系统的管理者，也称为节点管理器(因为ROS的应用程序可以认为由节点的拓扑结构组成)，其主要作用是管理整个ROS系统的正常运行；具体主要表现在:

按照工程文件的组织结构，ROS 功能包的文件系统组织结构如下：

首先来说明功能包中各个部分的内容：

功能包（Package）：功能包是ROS软件中的基本单元，包含ROS节点、库、配置文件等；

元功能包

元功能包是一种特殊的功能包，只包含一个 package.xml 元功能包清单文件。它的主要作用就是将多个功能包整合成一个逻辑上独立的功能包，类似于功能包集合的概念； 元功能包清单 package.xml 文件与功能包清单 package.xml 文件类型，但是需要包含一个引用标签如下：

元功能包清单也不需要 标签声明编译过程依赖的其他功能包，只需要使用 标签声明功能包运行时依赖的其他功能包。

导航功能包的元功能包清单如下：

ROS 开源社区中资料非常丰富，主要有以下几种：

功能包、元功能包、软件仓库、ROS 社区的主要关系