cid 8eb4fcc776287c230e9a042d114e726b96a55a95359a23ad4513e99513b2d0df · original · open access · via openalex
Title: Development of a Container Network Interface (CNI) for ROS/ROS2 with Messaging Specification for CloudEvents Authors: Pedro Miguel Oliveira Estela Venue: Portuguese National Funding Agency for Science, Research and Technology (RCAAP Project by FCT) Year: 2026 Canonical: openalex:https://openalex.org/W7172084368 URL: https://openalex.org/W7172084368 Collector: openalex OA: true ABSTRACT As aplicações robóticas necessitam cada vez mais de interagir com infraestruturas cloud-native, de forma a suportar automatização de implementações, monitorização, processamento de dados e integração com serviços externos.No entanto, esta integração continua a ser difícil, uma vez que a comunicação em ROS/ROS2 assenta em conceitos próprios de middleware robótico, como nós, tópicos, mensagens, descoberta e políticas de Qualidade de Serviço, enquanto o Kubernetes e as Container Network Interfaces operam sobretudo através de Pods, Services, labels, endereços IP, portas e políticas de rede.Esta dissertação investiga como estes dois ecossistemas se podem ligar sem obrigar a infraestrutura cloud-native a compreender DDS diretamente, nem exigir alterações ao código da aplicação robótica.A abordagem proposta introduz uma fronteira de tradução entre ROS2 e sistemas de eventos cloud-native.As mensagens ROS2 selecionadas são observadas por um contentor acoplado, transformadas em CloudEvents e enviadas para um sink HTTP externo, implementado como um Service separado em Kubernetes.O sistema foi integrado num fluxo de orquestração baseado em Rigel e implementado em Kubernetes usando o Cilium como CNI.Foi utilizado um Fast DDS Discovery Server para fornecer descoberta ROS2 determinística entre Pods, e recursos como Cil-iumNetworkPolicy para governar o percurso de tráfego CloudEvents resultante.A avaliação final utilizou uma topologia ROS2 pub/sub multi-Pod para comparar uma implementação base com uma implementação governada por Cilium.Os resultados mostram que a pipeline ROS2-to-CloudEvents entregou eventos válidos à taxa esperada, sem falhas de sequência nem reinícios de Pods, em ambas as configurações.As execuções governadas por Cilium introduziram uma pequena latência adicional, na ordem dos milissegundos, para a carga testada, mas acrescentaram governo explícito de rede e isolamento.Testes negativos da política demonstraram ainda que os Pods não autorizados foram impedidos de publicar diretamente no sink, enquanto o percurso autorizado sidecar-to-sink permaneceu funcional.Esta dissertação demonstra, assim, uma arquitetura reproduzível para ligar comunicação ROS2 a CloudEvents sob governo de rede em Kubernetes.A contribuição não constitui uma CNI completamente consciente de semnântica ROS, mas representa um passo válido nessa direção: ROS2 mantém a responsabilidade da comunicação robótica, CloudEvents fornece uma representação de eventos normalizada para o ecossistema cloud-native, e Cilium aplica políticas sobre a fronteira de tráfego traduzida.