ROS（Robot Operating System,机器人操作系统）作为一款针对机器人软硬件开发所设计,基于GNU/Linux的开源分布式通信框架,其目标是将机器人软件通过协同的通信机制构建为松耦合的分布式功能网络,从而解决机器人软件在开发过程中代码与模块无法复用的问题。其优异的表现使其成为机器人软件开发领域中的主流解决方案。然而,在其服务通信机制中却存在单点失效的问题。即当为任意抽象服务提供具体功能的唯一服务端失效后,该抽象服务不可使用。作为近年发展的新兴范式,软件定义旨在将具有差异的硬件抽象为通用的功能接口,开发者使用以上接口实现对硬件的可编程管控。相较于传统范式,可以在复用硬件功能的同时满足用户的不同需求。目前已诞生如软件定义网络等实际应用。该范式及其应用都对ROS服务通信机制中的单点失效问题提供了解决思路。故本文使用软件定义范式对ROS服务通信机制做出改进,设计出Rosie通信模型。其中主要工作如下:（1）为解决ROS服务通信机制中的单点失效问题,本文通过参考软件定义网络的主流协议Open Flow的设计,提出软件定义服务端的设计与实现。该机制不仅使用任意结构的服务表存储抽象服务特征及其所有服务端信息,在实现服务端虚拟化的同时允许由多个服务端为一个抽象服务提供功能支持,从而提高服务可用性。还允许通过修改服务表来控制服务端的状态,从而间接控制抽象服务的行为,实现服务端的可编程管理。（2）为增强服务的构建灵活性和模块化程度从而进一步提升服务的可用性,本文又提出软件定义服务的设计与实现。即将一个服务解构为若干个子服务的特定排列组合。若在已构建的系统中可以找到全部子服务,即可通过控制服务数据的转发路径构建等价于已失效服务的服务功能或创建全新的服务功能,从而实现服务本身的虚拟化和可编程管理。实验结果表明,在相同的条件下,以上两种服务通信机制的服务可用性相较于ROS服务通信机制都有较为明显的提升。并且软件定义服务还将计算负载分布化,降低了传统服务端单点超载的概率,增强了服务构建的灵活性与现有服务功能的复用度。最后本文还分析了软件定义服务转发路径的长度与转发路径中子服务所有的并行服务端的数量对软件定义服务可用性的影响。