ARM平台嵌入式Linux下网口扩展

1). 简介

随着ARM处理器性能的提升以及嵌入式设备对联网的需求越来越多，目前主流ARM处理器以及板卡主要原生提供一个百兆或者千兆网络接口在一些应用场景已经不能满足需求，因此本文就着重介绍在嵌入式Linux下对ARM平台警醒网口扩展方案。

对于ARM平台，如果有提供PCIE接口，则是扩展网口尤其是千兆网口的最佳选择；而对于有些平台没有提供PCIE或者已经被其他设备占用，则可以考虑使用USB扩展，需要注意的是如果扩展百兆接口则USB2.0接口带宽可以满足需求，而如需扩展千兆网口，则最好使用USB3.0，否则有可能在USB总线处造成网络带宽的瓶颈。

本文就以Toradex Apalis iMX6 ARM计算机模块平台来展示网口扩展，由于其提供了USB2.0和PCIE x1接口，我们会对上述两种方式都进行测试。

 

2). 准备

a). Toradex Apalis iMX6D 512M 计算机模块搭配Apalis Evaluation Board载板

b). USB网卡

       ./ AX8872B USB2.0 转百兆网口

       ./ AX88179 USB3.0 转千兆网口

c). PCIE网卡

       ./ Intel 82580 PCIE x1 转双千兆网口

       ./ Realtek RTL8168 PCIE x1 转千兆网口

d). 嵌入式Linux

       ./ Toradex 最新Linux发布版本V2.6.1beta1

e). 带宽测试

       ./ Apalis iMX6 扩展网口连接局域网千兆交换机，通过DHCP获取IP地址，并和同一局域网内的Windows PC进行iperf带宽传输测试。

       ./ Apalis iMX6 网口IP等配置有多种方式可以使用，详细请见这里，本文使用配置”/etc/systemd/network/wired.network”文件方式。

 

3). 具体测试

a). AX8872B USB2.0 转百兆网口

驱动Linux image 原生支持，即插即用。

Iperf测试带宽数据如下，接近百兆线速。

 

b). AX88179 USB3.0 转千兆网口

./ 驱动同样Linux image 原生支持，即插即用。

./ Iperf测试带宽数据如下，可以看到带宽相比百兆网口还是明显上升，不过由于USB 2.0接口的瓶颈，在真正USB3.0接口下应还有一定提升。

 

另外，对于USB网卡，如果遇到image没有自带驱动的时候，可以进入下载内核源码进入内核config看是否有现成的驱动可以选择，如笔者手里还有一个RTL8153 USB3.0 转千兆网口网卡，则在内核中有现成的驱动，位置在[Device Drivers -> Network device support -> USB Network Adapters]。

 

c). Intel 82580 PCIE x1 转双千兆网口

./ 驱动image中没有原生支持，需要按照这里的说明下载内核源码，在内核config中有提供现成的源码，位于[Device Drivers -> Network device support -> Ethernet driver support -> Intel (R) 82575/82576 PCI-Express Gigabit Ethernet support]选中即可，然后继续按照上面说明文档重新编译内核并更新呢部署到iMX6模块上面。

./ 单网口Iperf测试带宽数据如下，可以看到没有了USB2.0的限制，传输带宽明显提高。

 

d). Realtek RTL8168 PCIE x1 转千兆网口

./ 驱动image中没有原生支持，Linux内核中也没有提供驱动，因此需要手动编译，流程如下：

-从Realtek官网这里下载RTL8168最新Linux驱动源码（支持3.x内核版本），需和之前下载Linux内核为同一Linux主机，因需要内核文件做交叉编译。

-解压源码包，如下修改源码包中src/Makefile

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……

BASEDIR := /…/linux-toradex   (Linux 内核源码linux-toradex目录路径)

KERNELDIR ?= $(BASEDIR)

……

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-退出src目录，在源码包根目录执行”make”命令进行编译，编译ko文件可以成功，install由于没有正确安装路径没有成功，不过没有关系，我们只需要ko文件即可。

-编译后进入src目录，找到”r8168.ko”驱动文件，可以使用file命令查看下是否交叉编译成功，是针对ARM的驱动。

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file r8168.ko

r8168.ko: ELF 32-bit LSB relocatable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), BuildID[sha1]=334c9e891b90767efd17727b3b93d23b0fb90ec7, not stripped

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-将”r8168.ko”驱动复制到iMX6核心板上面，使用”insmod”命令进行加载，在本文网络环境下，笔者运行” udhcpc -i enp1s0”来获取IP。

./ Iperf测试带宽数据如下，和Intel PCIE网卡基本一致。

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