0009 MP2.5GD（双2.5G以太网）

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。

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 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：

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。

4.2 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。

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：

当树莓派OS作为server时，速度大约为1.84Gbps：

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：

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。

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：

ipconfig -a

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：

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。

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ipconfig -a即可看到MAC地址更改成功：

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：

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就可以看到两个enxxx的网卡接口，这样就安装完毕2.5G网卡驱动：

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：

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

5.3 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。

enp3s0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1.83Gbps：

enp4s0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1.83Gbps：

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：