0010 MPSD2.5GD（双SSD和双2.5G以太网）
关键词
树莓派5、PCIE扩展、Raspberry Pi5、SSD启动、NAS、测速、固态硬盘、Switch、RL8125、2.5Gbps、以太网、iperf3测速
一、简介
MPSD2.5GD扩展板通过PCIe switch芯片实现PCIe一扩四设计，采用16pin弯PCIE屏蔽线和树莓派5连接。其中两路PCEI用于接M.2 M-KEY NVME SSD固态硬盘，支持2280/2242/2230；两路PCIE用于接2.5G以太网。
MPSD2.5GD扩展板必须通过外部电源供电，可以选择7-24V宽电压DC口供电，也可以通过5V USB Type-C供电。
二、硬件资源
1. 采用PCIE接口扩展两路RTL8125；
2. 双2.5Gbps以太网的扩展；
3. 树莓派官方OS和Openwrt系统免驱，Ubuntu系统下需安装驱动；
4. 支持2230/22242/2280尺寸的NVME SSD固态硬盘；
5. 硬盘可用于存储扩展，注：仅支持PCIE 1x Gen2；
6. 硬盘支持从SSD启动，需更新树莓派官方固件,固件版本要2024.5.13以后；
7. 采用优质电子元器件和沉金工艺，无铅生产；
注意：USB Type-C和7-24V DC5.5口不可同时使用！
树莓派5可以独立供电，也可以直接用此扩展板供电。
具体供电方式如下：
1. 树莓派5不独立供电，靠此扩展板直接供电；需通过底板的2.54mm-2p电源口接到树莓派5的40pin GPIO。扩展板如果用USB Type-C口，必须要5V5A；扩展板如果用DC5.5-2.1供电，支持7-24V宽电压,比如12V2A；靠扩展板直接供电，系统会报低功率，但是不影响使用。
2. 树莓派5独立供电，此时不能接扩展板的2p线到树莓派40PIN GPIO；扩展板独立供电，可以7-24V宽电压DC5.5-2.1供电或5V3A USB Type-C口供电。
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
3.3 系统烧写在SSD硬盘上
四、树莓派系统下使用演示
4.1 SSD作为存储扩展
关于对SSD硬盘的基本操作，我们可以参考以下链接：
4.1.1 查看SSD硬盘状态
树莓派开发板默认设置为从TF卡启动，将两块SSD硬盘各自插入扩展板的M.2接口，从TF卡启动树莓派OS。
在树莓派OS中对SSD硬盘进行授权后，打开File Manager，我们可以看到两个SSD的分区，桌面上也有两个SSD的分区的快捷图标。如下图所示：
在树莓派终端中输入df命令，我们也可以看到两个SSD的分区信息，我们可以将这个SSD作为存储设备：
4.1.2 对SSD硬盘进行测速
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。
在上一节的分区信息中，我们可以看到两个SSD分区名为nvme0n1p1、nvme1n1p1：
对nvme0n1p1进行测速，运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1
对nvme1n1p1进行测速，运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme1n1p1
可见两个测试硬盘的运行速度为430MB/s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。
4.2 SSD用于系统启动
关于启动顺序的设置，请参考下面的链接：
将树莓派OS烧写进SSD，然后拔掉TF卡，或者在启动顺序设置中，把从NVME（SSD）启动设置成第一位。
经我们的测试，单个SSD插在任何一个SSD插槽上均可启动系统（横向插槽是04插槽，竖向插槽06插槽）；若两个插槽都插上SSD，如果只有一个SSD烧写了系统，那将从烧写了系统的SSD启动，若两个SSD都烧写了系统，则将从04插槽优先启动系统。插槽在扩展板上的位置如下图所示：
两个插槽的具体信息，可以在终端中输入lspci来查看：
4.3 Internet网络测试
MPSD2.5GD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：
对两个网口分别连外网（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。
4.4 2.5G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2.02Gbps：
当树莓派OS作为server时，速度大约为1.85Gbps：
eth2测速结果如下：
当树莓派OS作为client时，速度大约为2.02Gbps：
当树莓派OS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。
五、Ubuntu系统下使用演示
5.1 SSD作为存储扩展
关于对SSD硬盘的基本操作，我们可以参考以下链接：
5.1.1 查看SSD硬盘状态
树莓派开发板默认设置为从TF卡启动，将两块SSD硬盘各自插入扩展板的M.2接口，从TF卡启动Ubuntu系统。
在Ubuntu系统中无需对SSD硬盘进行授权（但需在Files里面先进入一遍这两个分区），打开Files，我们可以在Other Locations中看到两个SSD的分区，桌面上也有两个SSD的分区的快捷图标。如下图所示：
在Ubuntu终端中输入df命令，我们也可以看到两个SSD的分区信息，我们可以将这个SSD作为存储设备：
5.1.2 对SSD硬盘进行测速
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。
在上一节的分区信息中，我们可以看到两个SSD分区名为nvme0n1p1、nvme1n1p1：
对nvme0n1p1进行测速，运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1
对nvme1n1p1进行测速，运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme1n1p1
可见两个测试硬盘的运行速度为430MB/s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。
5.2 SSD用于系统启动
关于启动顺序的设置，请参考下面的链接：
将Ubuntu系统烧写进SSD，然后拔掉TF卡，或者在启动顺序设置中，把从NVME（SSD）启动设置成第一位。
经我们的测试，单个SSD插在任何一个SSD插槽上均可启动系统（横向插槽是04插槽，竖向插槽06插槽）；若两个插槽都插上SSD，如果只有一个SSD烧写了系统，那将从烧写了系统的SSD启动，若两个SSD都烧写了系统，则将从06插槽优先启动系统（与树莓派OS相反）。插槽在扩展板上的位置如下图所示：
两个插槽的具体信息，可以在终端中输入lspci来查看：
5.3 安装Ubuntu系统下RTL8125驱动
安装驱动，请参阅下面的链接：
5.4 Internet网络测试
对两个网口分别连外网（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
5.5 2.5G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。
第一个网口测速结果如下：
当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.35Gbps：
当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.84Gbps：
第二个网口测速结果如下：
当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.35Gbps：
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
MPSD2.5GD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：
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 MPSD2.5D双LAN口的配置和应用
MPSD2.5D的双LAN口配置与MP2.5D一致，可参阅以下链接：
测速（200M宽带）结果如下：
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：
实测Windows作为client端，Ubuntu作为server端，速度约为1.84Gbps；Windows作为server端，Ubuntu作为client端，速度约为2.34Gbps。
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 双SSD硬盘存储测试
在OpenWrt系统下，我们可以将两个SSD硬盘同时作为存储设备使用，具体设置见下面链接，注意，需要将两个SSD硬盘都设置为共享目录：
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），就能看到两个硬盘所映射的共享目录了：
测试结果如下：
第一块硬盘写测试：
第一块硬盘读测试：
第二块硬盘写测试：
第二块硬盘读测试：
6.5 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：
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