[ROS Master] Is it possible to transmit data between nodes even if the ROS master is disconnected?

[Goal]
- ROS Master를 중간에 멈추었을 때, 나머지 노드들 간 데이터를 전송할 수 있는지 확인할 수 있다.
- ROS Master와 데이터 전송간의 관계는 어떤 것인지 확인할 수 있다.
- 데이터 전송에 가장 중요한 요소는 무엇인지 확인할 수 있다.

[ROS Network]
- Reference Site:
  - https://kr.mathworks.com/help/ros/ug/ros-network-setup.html
  - https://trojrobert.github.io/hands-on-introdution-to-robot-operating-system(ros)/
- 일반적으로 Node 간 통신을 위해서 ROS1에서는 ROS Master라는 개념을 사용하고 있다.
- 여기서 ROS Master는 쉽게 생각하면 Register Node로서 어떤 topic들이 publish되고 어떤 topic들이 subscriber되는지 작성하는 명부같은 역할을 한다.
- 그러면 한번 등록된 node들의 정보는 서로 통신이 가능하게 된다.
  - Master를 거쳐 데이터를 주고 받는것이 아니다!!!!!
  - Master는 단지 등록만해주는 node라고 생각하자!!!

[Experiment Setup for ROS Master and Communication]
- [Case 1] NUC1 (Master) ↔ NUC2 (Pub Node & Sub Node)
  - 실험1:
    - (Step 1) NUC1 와 NUC2 위의 그림처럼 구성되어 있음
    - (Step 2) NUC2가 네트워크 통신망을 벗어남
    - (Step 3) NUC2가 다시 같은 통신망으로 들어감
  - 실험2:
    - (Step 1) NUC1 와 NUC2 위의 그림처럼 구성되어 있음
    - (Step 2) NUC1의 Master를 정지시킴
    - (Step 3) NUC2가 네트워크 통신망을 벗어남
    - (Stpe 4) NUC2가 다시 같은 통신망으로 들어감
- [Case 2] NUC1 (Master & (Pub Node or Sub Node)) ↔ NUC2 (Pub Node or Sub Node)
  - 실험1:
    - (Step 1) NUC1 와 NUC2 위의 그림처럼 구성되어 있음
    - (Step 2) NUC2가 네트워크 통신망을 벗어남
    - (Step 3) NUC2가 다시 같은 통신망으로 들어감
  - 실험2:
    - (Step 1) NUC1 와 NUC2 위의 그림처럼 구성되어 있음
    - (Step 2) NUC1의 Master를 정지시킴
    - (Step 3) NUC2가 네트워크 통신망을 벗어남
    - (Stpe 4) NUC2가 다시 같은 통신망으로 들어감

[Experiment Results]
- [Results of Case 1]
  - 실험1
    - NUC2가 Master와 네트워크 통신망을 벗어나게 되면 pub & sub node가 멈춘다.
      - (중요!!) 정확하게는 publisher는 계속 진행이되는데 subscriber node가 멈춤!!
    - NUC2가 다시 동일한 네트워크 통신망에 들어오게 되면 NUC2의 pub & sub node가 다시 진행이 된다.
      - (중요!!) 통신망을 벗어난 시간의 데이터는 손실이 된다!!
  - 실험2
    - Case 1 처럼 setting 후 ROS Master를 중단시켜도 NUC2의 pub & sub node는 계속 데이터를 주고 받는다.
    - 실험1 과 같이 네트워크 통신망을 벗어나게 되면 NUC2의 pub & sub node가 멈춘다.
    - 마찬가지로 실험 1 과 같이 NUC2가 다시 동일한 네트워크 통신망에 들어오게 되면 NUC2의 pub & sub node가 다시 진행이 된다..
- [Results of Case 2]
  - 실험 1
    - NUC2가 Master와 네트워크 통신망을 벗어나게 되면 pub인 경우는 계속 Publish를 진행하나 Subscribe node라면 멈춘다.
    - 허나 다시 NUC2가 다시 동일한 네트워크 통신망에 들어오게 되면 NUC2의 pub or sub node가 다시 진행이 된다.
  - 실험 2
    - Case 1의 실험 2처럼 setting 후 ROS Master를 중단시켜도 NUC1의 pub & sub node와 NUC2의 pub & sub node는 계속 데이터를 주고 받는다.
    - NUC2가 Master와 네트워크 통신망을 벗어나게 되면 pub인 경우는 계속 Publish를 진행하나 Subscribe node라면 멈춘다.
    - 허나 다시 NUC2가 다시 동일한 네트워크 통신망에 들어오게 되면 NUC2의 pub or sub node가 다시 진행이 된다.
- [Others]
  
  (1) 공통적인 것인데 다시 같은 통신망으로 들어올 때 초기 성능보다 저하된 결과를 가지고 오는 경우가 있다. 이 경우는 데이터 사이즈가 크면 성능 저하가 오는 것으로 보인다.
  
  (2) ROS 2도 결국 비슷한 결과를 가지고 왔는데 ROS1 보다 대체로 성능 저하가 있다. 정확한 원인은 모르나 ROS 2 communication 이 제대로 구성되어 있지 않아서 그런듯해보인다.

[Conclusion]
- ROS Master Setting을 처음에만 해주면 노드간 데이터를 주고 받는 것은 Master를 통해서 이동하지 않고 노드끼리 주고 받게된다.
- ROS Master Setting을 처음에만 해주고나면 master가 동작을 하지 않아도 노드끼리 데이터를 주고 받는다.
- 데이터를 주고 받는 것은 통신망이 가장 중요하다. 즉 같은 통신망에만 있는 것이 보장이 되면 setting 후 master가 멈추더라도 노드끼리 데이터를 주고 받는다.
- 같은 통신망에서 벗어나면 publisher 노드만 계속 publish 동작을 하고 subscriber 노드는 멈춰서 동작을 하지 않게 되는 것처럼 보인다.
- 다시 같은 통신망으로 들어가면 중단되었던 데이터 통신은 정상적으로 동작한다.
- ROS2도 동일한 결과를 가지고 오는데 ROS1과의 차이는 ROS1은 서로 로봇 간 데이터 주고 받는 통로가 설정이 되어 있어야하고 ROS2는 통신망 안에서 데이터를 뿌리고 받는 형식이 된다.
- [결론!!!] ROS 메세지 통신에서 가장 중요한 역할은 Master가 아니라 같은 통신망에 있어야 한다는 점이다!!!!!

[Other Reference Site]
- ROS publishers & subscribers still transmitting data after roscore closed - ROS Answers: Open Source Q&A Forum