0016 MPW2.5G（树莓派5的2.5G以太网和WiFi7）

关键词

树莓派5、PCIe扩展、WiFi7、Raspberry Pi5、Switch、RL8125、2.5Gbps、以太网、iperf3测速

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。本模块也支持WiFi5和WiFi6。本扩展板通过PCIe接口搭配PCIe Switch芯片扩展成一路2.5Gbps以太网和一路WiFi7,也支持WiFi6(E)和WiFi5。在树莓派系统下使用WiFi7需安装驱动，而在Ubuntu系统下即插即用。2.5G以太网在树莓派系统下无需驱动上电后即可自动识别成eth1。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. 专为树莓派5设计的PCIe扩展板,通过0.5mm 16P PCIe屏蔽线连接；

2. 采用PCIe Switch芯片,将树莓派5的PCIE一扩二;

3. 一路PCIE 支持M.2 E-KEY接口,用于接WiFi7模块BE200，同时支持WiFi6(E)和WiFi5，如AX210、AX200、MT7922、intel 8265C等等；

4. 一路PCIE通过RTL8125芯片,扩展2.5Gbps以太网；

5. 一路1.25 4P USB蓝牙接口(WiFi模块自带)，要使用蓝牙功能需要将此USB连接至树莓派5的USB2.0口，且搭配驱动和Profile方可使用；

6. 板载一路电源指示灯("PWR")和一路WiFi运行指示灯("ACT")；

7. 2.5Gbps以太网在树莓派官方OS和Openwrt系统免驱，Ubuntu系统下需安装驱动；建议给板载芯片加散热片;

8. WiFi7(BE200)在Ubuntu系统免驱，莓派官方OS需安装驱动；

9. 采用高效DC-DC电路，无铅生产，沉金工艺，PCB板符合UL和RoHS认证；

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

11. 可选PCB天线或SMA天线，IPEX4接口。

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

点击直达烧写方法说明。

四、树莓派系统下使用演示

4.1 WiFi7(BE200)驱动的安装和使用

注意：一旦安装成功WiFi7驱动，树莓派5原有的WiFi模块将不可用！

此步骤也适用于AX210和AX200。

4.1.1 更新系统和头文件

在树莓派终端下执行：

sudo apt-get update

sudo apt install -y raspberrypi-kernel-headers firmware-iwlwifi flex yacc

4.1.2 下载及解压源码

在树莓派终端下执行：

mkdir wifi && cd wifi

wget http://www.mcuzone.com/wiki/0011_MPW7/backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2

sudo tar -xvf backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2

4.1.3 准备编译环境

在树莓派终端下执行：

sudo make defconfig-iwlwifi-public

sudo sed -i 's/CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS=y/# CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS is not set/' .config

4.1.4 编译源码

在树莓派终端下执行：

sudo make -j 4

sudo make install

此时提示重启系统。请先不要重启。

4.1.5 安装固件(若AX210或AX200省略此步骤)

在树莓派终端下执行：

cd ..

cd Downloads

wget http://www.mcuzone.com/wiki/0011_MPW7/firmware_wifi7.zip

unzip firmware_wifi7.zip

sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0-86.ucode /lib/firmware

sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0.pnvm /lib/firmware

最后重启系统：

sudo reboot

4.1.6 WiFi7(BE200)模块测试

重启系统后，我们就可以在网络连接里面使用WiFi7模块连接无线AP了：

在网络连接的信息中，我们也可以看到这个驱动为iwlwifi的网络连接：

使用中国科技大学测速网站，通过WiFi7模块连接外网（中国移动5G热点）测速，结果如下：

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以太网的使用

4.2.1 Internet网络测试

MPW2.5G扩展板上的2.5G网口在树莓派OS下即插即用，系统起来后，在树莓派终端中输入ifconfig -a命令，2.5G网口被识别为eth1：

使用中国科技大学测速网站，对2.5G网口连外网（200M宽带）测速，结果如下：

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 2.5G以太网内网测试

安装网络测速工具iperf3：

sudo apt install iperf3

利用iperf3，通过2.5G路由器，在树莓派OS与PC之间进行测速。

eth1测速结果如下：

当树莓派OS作为client时，速度大约为2.11Gbps：

当树莓派OS作为server时，速度大约为1.85Gbps：

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。

4.2.3 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：

ipconfig -a

这里的RTL8125网卡为eth1，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：

sudo mousepad /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service

或：

sudo nano /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service

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：

[Unit]

Description=MAC Address Change %I

Wants=network-pre.target

Before=network-pre.target

BindsTo=sys-subsystem-net-devices-%i.device

After=sys-subsystem-net-devices-%i.device

[Service]

Type=oneshot

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

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

[Install]

WantedBy=multi-user.target

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：

sudo systemctl enable macspoof@eth1.service

这样就完成了对eth1的固定MAC地址。

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

五、Ubuntu系统下使用演示

5.1 WiFi7(BE200)模块测试

此操作也适用于AX210和AX200。

WiFi7(BE200)模块在Ubuntu系统下即插即用，系统启动后在屏幕右上角的“Wi-Fi”里有一个“PCI Wi-Fi”，即是这个WiFi7模块：

使用该“PCI Wi-Fi”连接无线AP后，在“All Networks”里面可以看见一个名为Intel的无线WiFi，这个就是该WiFi7模块：

通过WiFi7模块连接外网（200M宽带）测速，结果如下：

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：

sudo apt install falkon

5.2 2.5G以太网的使用

5.2.1 安装2.5G以太网驱动

MPW2.5G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：

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：

sudo apt install net-tools

输入ifconfig -a，可见此时并没有显示2.5G网卡：

接下来我们开始安装RTL8125驱动。

首先需要更新系统：

sudo apt-get update

接着准备编译环境：

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

然后安装驱动：

sudo apt-get install r8125-dkms

按提示安装即可：

安装完成后输入：

sudo modprobe r8125

输入ifconfig -a就可以看到一个enxxx的网卡接口，这样就安装完毕2.5G网卡驱动：

5.2.2 2.5G以太网Internet网络测试

将2.5G网口连外网（200M宽带）测速，结果如下：

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：

sudo apt install falkon

5.2.3 2.5G以太网内网测试

安装网络测速软件iperf3：

sudo apt install iperf3

利用iperf3，在Ubuntu系统与PC之间进行测速。

测速结果如下：

当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.34Gbps：

当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.84Gbps：

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

目前Openwrt系统下无WiFi7驱动，因此我们在此演示的是针对2.5G以太网的操作。

MPW2.5G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。

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：

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root，默认密码为password：

6.3 MP2.5D的2.5G网口的配置和应用

进入“系统 - TTYD终端”，输入ifconfig -a命令，可以看到有eth0和eth1两个网口，其中eth0为树莓派5的原生网口，eth1MP2.5D扩展板的2.5G网口：

我们使用的宽带一般不会超过千兆，为了获得更好的内网性能，建议将树莓派5的原生千兆配置从默认的LAN配置为WAN，然后把扩展板的2.5G以太网口配置为LAN。

点击“网络 - 接口”，点击“修改”：

在“物理设置”中，把eth1选中，然后点击“保存&应用”按钮：

将网线从树莓派5的原生网口中拔出，插入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”：

在“物理设置”中，把eth0前面的勾去掉，然后点击“保存”按钮：

回到“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

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：

在防火墙设置中选择WAN口后点击“保存&应用”按钮：

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就可以通过连接2.5G网口进入内网上网了，此时网络结构为千兆网口（接Internet）进，2.5G网口（接内网）出：

我们在树莓派5的USB3.0接口上插入一个支持USB3.0的U盘或者移动硬盘，参考下面链接，将这个U盘或者移动硬盘配置为共享目录：

设置SSD硬盘为共享目录

设置完毕后，我们在资源管理器中输入\\192.168.198.1（地址为扩展板的地址，视实际情况而不同），就能看到所映射的共享目录了：

将任意文件拖拽到桌面进行读取速度测试：

将任意文件拖拽到SSD进行写入速度测试：

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：

树莓派自带WiFI做无线AP（master模式）使用

树莓派自带WiFi做Client使用

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