查看“0008 MPS2.5G（SSD和2.5G以太网）”的源代码

== '''关键词''' ==
树莓派5、PCIe扩展、2.5G、Raspberry Pi5、NVMe、M.2、SSD、固态硬盘、X1 Gen2

== '''一、简介''' ==
树莓派5板载一个16Pin的PCIe接口，我们可以通过该接口外挂各种PCIe设备。本扩展板就是专为树莓派5设计的2.5G网络+NVMe SSD固态硬盘。在树莓派系统下本扩展板即插即用，Ubuntu系统下2.5G网卡需安装驱动使用。

注意：

1. 目前最新的树莓派的固件已支持从PCIe Switch后方的SSD启动，SSD可用于存储扩展和系统启动；

2. 由于PCIe Switch是x1 Gen2，故即便在config.txt里面将模式修改为Gen3也并不能提升接口速度，所以SSD的接口测速会被限制在400MB/s左右，比CM4略快；

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== '''二、硬件资源''' ==

1. 采用PCIe Switch进行一扩二，扩出一路NVMe SSD和一路2.5G以太网；

2. 基于RTL8125的2.5Gbps以太网；

3. 支持2230/2242/2280尺寸的NVMe SSD(默认焊接2280铜柱），SSD可用于扩展存储，也支持从SSD启动（需树莓派官方固件起码是2024.5.13更新后）。注意：固件更新后，不能修改设置，不然固件会自动退回至老版本；

4. RTL8125在树莓派官方OS和Openwrt系统下免驱，Ubuntu系统下需安装驱动；

5. 采用优质电子元器件和沉金工艺，无铅生产；

6. 四个M2.5固定孔，板子上方内凹设计，方便40Pin GPIO的操作使用；

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_38.jpg

== '''三、系统烧写及设置''' ==

=== 3.1 概述 ===
本文档采用树莓派OS、Ubuntu OS和OpenWrt系统进行测试。

树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

Ubuntu OS的版本为ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz，Ubuntu OS下载地址：

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

OpenWrt系统版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz

=== 3.2 系统烧写在SD（TF）卡上 ===
[[0005 MPS2242 2280 2280P（单SSD扩展板）#3.2 从TF卡启动|点击直达烧写方法说明]]。

=== 3.3 系统烧写在SSD硬盘上 ===
[[0005 MPS2242 2280 2280P（单SSD扩展板）#3.3 从SSD硬盘启动|点击直达烧写方法说明]]。

== '''四、树莓派系统下使用演示''' ==

=== 4.1 2.5G网络测试 ===
MPS2.5G扩展板上的2.5G网口在树莓派OS下即插即用，系统起来后即可获取IP地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_02.jpg

也可以在终端中输入<code>ifconfig -a</code>查看网络状态：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_03.jpg

安装网络测速工具iperf3：

<code>sudo apt install iperf3</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_04.jpg

利用iperf3，在树莓派OS与PC之间进行测速。

当树莓派OS作为client时，速度大约为2.25Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_05.jpg

当树莓派OS作为server时，速度大约为1.68Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_06.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

=== 4.2 SSD硬盘测试 ===
关于对SSD硬盘的基本操作，我们可以参考以下链接：

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#4.1 SSD用作存储扩展|SSD用作存储扩展（树莓派OS下）]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#六、对SSD进行分区等操作|对SSD进行分区等操作]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#cite ref-1|调整外设启动顺序]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#7.2 在PCIe Gen2下测试硬盘速度|安装硬盘测速软件hdparm]]

因为MPS2.5G无法工作在PCIe Gen3模式下，所以我们无需更改PCIe模式，直接使用hdparm软件测试速度即可。

在树莓派终端下运行<code>df</code>，查看SSD分区名为nvme0n1p1：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_07.jpg

运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

<code>sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_08.jpg

可见此测试硬盘的运行速度为395Mbps左右。

'''''注意：硬盘运行速度受硬盘质量、硬盘上的文件存储情况等多种因素影响，以上测试结果仅供参考，不作为实际产品的最终参数。'''''

== '''五、Ubuntu系统下使用演示''' ==

=== 5.1 2.5G网络测试 ===
Ubuntu系统下需安装2.5G网卡驱动才能使用，本文档以Ubuntu 24.04为例。

首先需要更新系统：

<code>sudo apt-get update</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_09.jpg

接着准备编译环境：

<code>sudo apt-get install --reinstall linux-headers-$(uname -r) linux-headers-generic build-essential dkms</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_10.jpg

然后安装驱动：

<code>sudo apt-get install r8125-dkms</code>

按提示安装即可：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_11.jpg

安装完成后输入：

<code>sudo modprobe r8125</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_12.jpg

Ubuntu系统默认不安装ifconfig工具，所以需要手动安装：

<code>sudo apt install net-tools</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_13.jpg

输入<code>ifconfig -a</code>就可以看到enxxx的网卡接口，这样就安装完毕2.5G网卡驱动：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_14.jpg

利用iperf3，在树莓派OS与PC之间进行测速。

当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.26Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_15.jpg

当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.70Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_16.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

=== 5.2 SSD硬盘测试 ===
关于对SSD硬盘的基本操作，我们可以参考以下链接，除了SSD用作存储扩展中与树莓派OS下操作略有不同，其余部分基本相同：

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#5.1 SSD用作存储扩展|SSD用作存储扩展（Ubuntu系统下）]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#六、对SSD进行分区等操作|对SSD进行分区等操作]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#cite ref-1|调整外设启动顺序]]

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#7.2 在PCIe Gen2下测试硬盘速度|安装硬盘测速软件hdparm]]

因为MPS2.5G无法工作在PCIe Gen3模式下，所以我们无需更改PCIe模式，直接使用hdparm软件测试速度即可。

在Ubuntu终端下运行<code>df</code>，查看SSD分区名为nvme0n1p1和nvme0n1p2：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_17.jpg

我们选一个进行测速：

<code>sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1</code>

运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_18.jpg

可见此测试硬盘的运行速度为430Mbps左右。

'''''注意：硬盘运行速度受硬盘质量、硬盘上的文件存储情况等多种因素影响，以上测试结果仅供参考，不作为实际产品的最终参数。'''''

== '''六、OpenWrt系统操作演示''' ==

=== 6.1 概述 ===
MPS2.5G扩展板在OpenWrt系统下可配置为二进二出的交换机模式，扩展板上的2.5G网口作为WAN口（连接Internet），或者树莓派5上的内置WiFi作为WAN口（连接Internet），树莓派5上的网口配置为LAN口，用于连接PC，或者树莓派5上的内置WiFi作为无线AP，连接手机等设备。

=== 6.2 准备工作 ===
本文档使用的OpenWrt系统为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz

烧写OpenWrt系统并上电启动后，我们通过树莓派5上的网口连接网线至PC网口，将联通外网的网线连接到扩展板上的2.5G网口，待PC的网卡与树莓派5上的网口连接成功后，我们在Windows设置中找到网络和Internet，在以太网中打开连接的网络查看默认网关的IP地址，这个地址就是OpenWrt系统的后台配置页面地址，如图所示，本文测试的地址为192.168.198.1：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_53.jpg

然后打开网页浏览器输入192.168.198.1进入OpenWrt系统。默认用户名为<code>root</code>，默认密码为<code>password</code>：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_54.jpg

=== 6.3 PC通过2.5G网口上网 ===
打开“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_19.jpg

接口名称设置为WAN，接口协议选择DHCP客户端，接口选择eth1后点击“提交”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_20.jpg

在防火墙设置中选择WAN口后点击“保存&应用”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_21.jpg

回到“网络 - 接口”，稍等片刻，就可以看见新建的WAN接口获取了IP地址，这样PC就可以通过MPS2.5G扩展板上网了：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_22.jpg

上网测速结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_23.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

=== 6.4 树莓派5的无线模块作为无线AP ===
默认状态下，树莓派5自带的无线模块已经配置成了无线AP，我们在在“网络 - 无线”可以看到这个AP：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_24.jpg

点击“修改”，在“接口配置 - 基本设置”中，可以看到该AP的SSID：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_25.jpg

我们用手机去搜索这个AP，连接上以后即可上网（手机连接AP，AP连接2.5G网口，2.5G网口连接外网）：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_26.jpg

=== 6.5 PC通过树莓派5的无线模块上网 ===
在“网络 - 无线”中查看无线概况：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_27.jpg

点击“扫描”按钮，扫描出附近的无线AP：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_28.jpg

选择一个进行连接，防火墙选WAN：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_29.jpg

然后按“提交”，提交后在点击“保存&应用”：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_30.jpg

成功后再回到“无线概况”，就能看到此时无线已经连接成功：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_31.jpg

回到“网络 - 接口”，可以看见新建的WAN接口获取了IP地址，这样PC就可以通过无线模块上网了：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_32.jpg

上网测速结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0008_MPS2_5G/0008_MPS2_5G_33.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

=== 6.6 SSD硬盘测试 ===
MPS2.5G扩展板在OpenWrt系统下，默认树莓派上的原生千兆网口为LAN口，我们可以把扩展板上的2.5G网口作为LAN口，而把树莓派5上的原生网口作为WAN口，这样就能利用2.5G网口在内网高速传输文件。

交换LAN口，然后进行SSD硬盘测试，请参照下面的文档：

[[0015 MP2.5G（单2.5G以太网）#6.3 MP2.5D的2.5G网口的配置和应用|MP2.5D的2.5G网口的配置和应用]]

[[0010 MPSD2.5GD（双SSD和双2.5G以太网）#6.4 双SSD硬盘存储测试|双SSD硬盘存储测试]]

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