ROS 的核心是node之间的通信。node（节点）是使用 ROS 中继设备通信的 ROS 程序。一个 node 的启动是独立于其他 node 的，而且 node 启动的顺序是任意的。在一台计算机上可以运行多个 node，node 也可以分布式地运行在计算机网络上。一个 node 能真正体现其价值的时候是与其他 node 通信的时候。
node 之间的通信又包括这些概念：topic（话题），messages（消息），roscore，publishers（发布者），subscribers（订阅者），service（服务）。节点之间的所有通信都是串行网络通信。publisher 发布 messages，messages 是可以使用关联密钥解析的数据包。 由于每个 message 都是作为比特流接收的，因此有必要通过密钥（message 的数据类型）以了解如何解析这些比特流并重建相应的数据结构。比如说，有个 messages 的数据类型是 Float64，这个数据类型是 ROS 的 std_msgs 预定义的一种 message 数据类型，此时 publisher 将要发布的浮点数 message 打包到 64 位的比特流中，subscriber 则按照 Float64 的数据类型将比特流解析成原来的浮点数 message。
当 publisher 将消息发布了之后，所有需要这种消息的 subscribers 节点都可以订阅这种消息。此时 subscribers 节点要建立已与发布数据之间连接。 通常，发布的数据来自不同的节点。 之所以会发生这种情况，是因为这些发布者由于软件的运行而发生了变化，或者因为某些发布者节点在某些情况下和一些订阅者节点是相关的，而在其他情况下与其他节点相关。在一些复杂的环境下，搞清楚节点和消息之间的关系更加困难，这就引出了 topic 的概念。
多个 publisher 可以轮流发布消息到该 topic。因此，subscribers 只需要知道 topic 的名称，而不需要知道这个消息是哪个或哪些节点发布的。例如，速度命令的主题名为 vel_cmd，机器人的低级控制器应该订阅此主题以接收速度命令，可能有多个发布者发布关于此主题的速度命令消息，这些发布者节点有可能是轨迹规划中发布速度的节点，也有可能是测试时实验人员直接下发速度的节点。
下一个重要概念是 roscore，这可以说是所有 ROS 通信的中继设备，roscore 节点负责协调通信，就像老式电话线路的接线员一样。虽然可以有许多ROS节点分布在多个联网的计算机上，但是只能有一个 roscore 实例运行，并且在其上运行 roscore 的机器称为主计算机（master）。
publisher 节点通过向 roscore 告知 topic 的消息类型来发起 topic，这个动作称为 advertising。为此，publisher 实例化一个 ros::Publisher 类的对象。之后通过调用成员函数 advertise 说明消息类型，并为话题命名，之后调用 publish 成员函数就可以发布消息了。
既然 roscore 起到了中继节点的作用，那么 roscore 应该在所有节点启动之前启动，在命令行中输入 roscore：
cxw@cxw:~$ roscore
... logging to /home/cxw/.ros/log/d15d3dd2-905d-11ea-9047-000c2911626c/roslaunch-cxw-2286.log
Checking log directory for disk usage. This may take awhile.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.
started roslaunch server http://cxw:40635/
ros_comm version 1.12.14
SUMMARY
========
PARAMETERS
* /rosdistro: kinetic
* /rosversion: 1.12.14
NODES
auto-starting new master
process[master]: started with pid [2297]
ROS_MASTER_URI=http://cxw:11311/
setting /run_id to d15d3dd2-905d-11ea-9047-000c2911626c
process[rosout-1]: started with pid [2310]
started core service [/rosout]
从输出里面我们可以获得一些有效信息，比如主机地址ROS_MASTER_URI，核心节点/rosout。当一个终端运行了 roscore 之后就不能干其他的活了，如果你想启动其他节点就只能再开一个终端。当 roscore 的进程被结束掉后，整个 ros 程序也就结束了。
启动了 roscore 之后，我们就可以启动发布者节点了，发布者节点 advertise topic 并且可以发布消息，要注意这个消息是以一定频率发布的，这个频率的上限取决于操作系统的性能，一般而言，传感器或者底层控制器的消息频率差不多 1KHz 就够了。当发布者发布主题后，不需要所有节点都监听这个消息，有可能多个节点同时订阅这个话题。发布者不知道有没有订阅者，有几个订阅者。这些问题都是 roscore 来解决的。
订阅者最好在发布者之前启动，即便没有订阅者的话题被发布，订阅者也在 roscore 中注册了他要订阅的话题信息，当该话题信息出现时就被订阅者接收。
当然，一个节点既可以是订阅者，也可以是发布者。例如，控制节点需要作为订阅者接收传感器信号，并作为发布者发出控制命令。这只需要在节点内实例化订阅者对象和发布者对象。它对于流水线处理顺序处理的消息也很有用。例如，低级图像处理例程(例如，用于边缘查找)可以订阅原始相机数据并发布低级处理的图像。更高级别的节点可以订阅边缘处理的图像，在这些图像中查找图像特征，并发布其结果(例如，识别的形状)以供更高级别的过程进一步使用。
下一节我们来实现最简单的 publisher 和 subscriber。