查看“0009 MP2.5GD（双2.5G以太网）”的源代码

== '''关键词''' ==
树莓派5、PCIe、Switch、RL8125、2.5Gbps、以太网、iperf3测速

== '''一、简介''' ==
树莓派5具备一个16Pin的PCIe接口，我们可以利用该接口进行多种外设的扩展。这次我们通过PCIe接口搭配PCIe Switch芯片扩展成两路PCIe接口，然后通过2个RTL8125芯片实现双2.5Gbps以太网的扩展。该扩展板在树莓派系统下无需驱动，上电后即可自动识别成eth1和eth2。如果使用Ubuntu系统则需要先安装RTL8125的驱动才可使用。

== '''二、硬件资源''' ==
1. 基于树莓派5的PCIE接口,采用3cm PCIE屏蔽线和树莓派5链接；

2. 采用PCIe Switch芯片，将PCIE一扩二，扩展两路RTL8125，2.5Gbps以太网；

3. 树莓派官方OS和Openwrt系统免驱，Ubuntu系统下需安装驱动；

4. 板载2.54-2p辅助供电接口，在同时使用2路2.5G网口满负载工作时若遇到供电不足，可以通过辅助供电接口供电；

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

6. 采用优质电子元器件和沉金工艺，无铅生产；PCB通过UL认证和ROHS认证,防火等级94V-0。

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_45.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。

1) 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

2) 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

3) 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]]。

== '''四、树莓派系统下使用演示''' ==

=== 4.1 Internet网络测试 ===
MP2.5GD扩展板上的2.5G网口在树莓派OS下即插即用，系统起来后，在树莓派终端中输入ifconfig -a命令，两个网口分别被识别为eth1和eth2：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_04.jpg

对两个网口分别连外网（200M宽带）测速，结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_48.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_49.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 2.5G内网测试 ===
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，通过2.5G路由器，在树莓派OS与PC之间进行测速。

'''''4.2.1 eth1测速结果如下：'''''

当树莓派OS作为client时，速度大约为2.02Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_07.jpg

当树莓派OS作为server时，速度大约为1.84Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_08.jpg

'''''4.2.2 eth2测速结果如下：'''''

当树莓派OS作为client时，速度大约为2.01Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_09.jpg

当树莓派OS作为server时，速度大约为1.84Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_10.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。'''''

=== 4.3 固定2.5G网口的MAC地址 ===
2.5G网口为RTL8125网卡，在使用过程中的MAC地址是不固定的，每次重新上电后MAC地址都会随机改变。下面讲解如何为RTL8125网卡设置固定MAC地址。

本讲解也适用于Ubuntu系统。

首先在树莓派终端中查看RTL8125网卡的识别信息：

<code>ipconfig -a</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_46.jpg

这里两块RTL8125网卡分别为eth1和eth2，实际操作中可能会因为系统识别名称不同而不同。

然后输入：

<code>sudo mousepad /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service</code>

或：

<code>sudo nano /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service</code>

eth1为上面显示的网卡识别名称。

运行上面的命令后会新建一个文档，输入以下文本：

[<code>Unit]</code>

<code>Description=MAC Address Change %I</code>

<code>Wants=network-pre.target</code>

<code>Before=network-pre.target</code>

<code>BindsTo=sys-subsystem-net-devices-%i.device</code>

<code>After=sys-subsystem-net-devices-%i.device</code>

<code>[Service]</code>

<code>Type=oneshot</code>

<code>ExecStart=/usr/bin/ip link set dev %i address xx:xx:xx:xx:xx:xx</code>

<code>ExecStart=/usr/bin/ip link set dev %i up</code>

<code>[Install]</code>

<code>WantedBy=multi-user.target</code>

其中“xx:xx:xx:xx:xx:xx”为想要指定的MAC地址，可以按MAC地址格式自行确定（不要和其它网络设备重复），设置完成后保存并退出。

随后输入下面的命令使能服务：

<code>sudo systemctl enable macspoof@eth1.service</code>

这样就完成了对eth1的固定MAC地址。

对如eth2这样的其它网卡，也是按照上述步骤进行操作。

全部操作完毕后重启系统，系统重启完毕后，执行<code>ipconfig -a</code>即可看到MAC地址更改成功：

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== '''五、Ubuntu系统下使用演示''' ==

=== 5.1 安装Ubuntu系统下RTL8125驱动 ===
MP2.5GD扩展板上的2.5G网口在Ubuntu系统下不能即插即用，需要安装RTL8125驱动。

因为树莓派5的无线网卡模块在Ubuntu系统下是即插即用的，所以我们需要使用无线网卡连接无线网络：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_11.jpg

也可以使用网线连接树莓派5上的原生网口。

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>，可见此时并没有显示2.5G网卡：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_12.jpg

接下来我们开始安装RTL8125驱动。

首先需要更新系统：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_13.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/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_14.jpg

然后安装驱动：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_15.jpg

安装完成后输入：

<code>sudo modprobe r8125</code>

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输入<code>ifconfig -a</code>就可以看到两个enxxx的网卡接口，这样就安装完毕2.5G网卡驱动：

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=== 5.2 Internet网络测试 ===
对两个网口分别连外网（200M宽带）测速，结果如下：

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'''''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。'''''

如果使用Ubuntu内置的Firefox浏览器时运行速度很慢或者经常无响应，建议安装轻量浏览器Falkon：

<code>sudo apt install falkon</code>

=== 5.3 2.5G内网测试 ===
安装网络测速软件iperf3：

<code>sudo apt install iperf3</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_20.jpg

利用iperf3，在Ubuntu系统与PC之间进行测速。

'''''enp3s0测速结果如下'''''：

当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.34Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_21.jpg

当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.83Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_22.jpg

'''''enp4s0测速结果如下：'''''

当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.35Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_23.jpg

当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.83Gbps：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_24.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。'''''

== '''六、OpenWrt系统操作演示''' ==

=== 6.1 概述 ===
MP2.5GD扩展板在OpenWrt系统下，扩展板上的'''两个2.5G网口可以作为LAN口'''，树莓派5上的'''原生千兆网口可以作为WAN口'''，这样就能配置成一个双LAN口的2.5G路由器，同时接在LAN口上的设备之间的传输速度最高可达2.5Gbps。。

=== 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，我们将网线一端插在树莓派5的原生网口上，另一端插在PC上，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 MP2.5D双LAN口的配置和应用 ===
进入“系统 - TTYD终端”，输入ifconfig -a命令，可以看到有eth0、eth1、eth2三个网口，其中eth0为树莓派5的原生网口，eth1和eth2为扩展板的两个2.5G网口：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_25.jpg

点击“网络 - 接口”，点击“修改”：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_26.jpg

在“物理设置”中，把eth1和eth2（2.5G网口）选中，然后点击“保存&应用”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_27.jpg

将网线从树莓派5的原生网口中拔出，插入任意一个2.5G网口，待PC的网卡与2.5G网口连接成功后，我们刷新管理页面，点击“网络 - 接口”，点击“修改”：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_28.jpg

在“物理设置”中，把eth0前面的勾去掉，然后点击“保存”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_29.jpg

回到“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_30.jpg

接口名称设置为WAN，接口协议选择DHCP客户端，接口选择eth0后点击“提交”按钮：

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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/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_32.jpg

把连接Internet网络的网线插到树莓派5的原生网口上，然后回到“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就可以通过此扩展板上网了：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_33.jpg

测速（200M宽带）结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_52.jpg

把两台具有2.5G网卡的PC（本文档为了区分，两台PC所使用的系统，一台Windows系统，一台Ubuntu系统，用户可以根据自己的需求使用适合的系统）分别接到eth1和eth2上，利用iperf3测速，结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/0009_MP2_5GD/0009_MP2_5GD_43.jpg

实测Windows作为client端，Ubuntu作为server端，速度约为1.68Gbps；Windows作为server端，Ubuntu作为client端，速度约为2.17Gbps。

'''''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 其它应用 ===
树莓派5的无线模块可以作为无线AP，也可以作为无线WAN口，关于这些应用的实现，请参考下列链接：

[[0008 MPS2.5G（SSD和2.5G以太网）#6.4 树莓派自带WiFI做无线AP（master模式）使用|树莓派自带WiFI做无线AP（master模式）使用]]

[[0008 MPS2.5G（SSD和2.5G以太网）#6.5 树莓派自带WiFi做Client使用|树莓派自带WiFi做Client使用]]

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