专为树莓派5设计的四千兆网口扩展板MPRG4用户手册

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关键词：树莓派5  MPRG4  四千兆网口扩展板  Pi OS  Ubuntu  OpenWrt  软路由  交换机

一、简介
MPRG4(或称MPG4)是一款专为树莓派5设计的通过PCIE接口扩展的四千兆网口扩展板。该扩展板通过PCIE接口外挂RTL8111H PCIE网口，然后进一步通过交换机芯片扩展成四路千兆网口。可用于以下几种场景：
1，树莓派系统或Ubuntu系统下，其中一个网口连接上级路由器，剩余3个网口为附近其它需要联网的设备提供网络接入(四个网口位于同一个网段)，可省却一个外挂的交换机和电源。
2，OpenWrt软路由系统下，原生千兆配置为WAN口，扩展的四个网口配置为LAN口，可为四台设备提供网络接入服务。

注意1：四个千兆口位于同一个网段，由上游路由器来分配地址池。如果不接上游路由器则在树莓派系统和Ubuntu系统下将无法获取合法IP地址(会收到169.254.xx.xx的IP地址，表示仅有物理网线连接但无合法IP地址)。
注意2：在树莓派系统和Ubuntu系统下如果开机时没有插网线一段时间后系统将会获取到169.254.xx.xx的IP地址，此时即便插入来自上游路由器的网线后系统也获取不到合法IP，需要按一下扩展板上的交换机复位键才能重新获取到合法IP地址。

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二、硬件资源
1，通过16Pin 0.5mm FPC和树莓派5连接；
2，板载RTL8111H芯片，实现PCIE转千兆以太网；
3，板载交换机芯片，将RTL8111H网口扩展为四个，这四个网口具备独立IP，但隶属于同一个网段；
4，一盏电源指示灯；
5，一个交换机复位键(Switch RST)，适用于树莓派系统和Ubuntu系统下开机一段时间后再插入网线获取不到合法IP的情况；
6，可选3D打印底座，可保护桌面不被划伤；
7，可选钣金外壳，美观可靠；
8，可选外延的树莓派5开关机按键(树莓派5自带开关机按键，同时有预留插针孔用于外延开关机按键)；
9，板子尺寸：约86mmx75mm


另可选配4G模块安装在树莓派5上方来搭建4G路由器。

注意：四网口无法接入不同网段的上游路由设备，即无法实现一条电信一条移动一条联通这样的多网聚合应用，也无法实现一个网口接外网一个网口接内网网段的桥接应用。

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三、树莓派系统下使用演示
请先连接好FPC线。注意，如果是使用PCIE专用线，上面有标记树莓派5的朝向。
树莓派系统下默认已经集成驱动，可直接使用。
1，请根据需要烧写树莓派系统，支持32位和64位系统，由于PCIE接口已被占用，可从TF启动；
2，系统启动后，执行ifconfig -a，可看到有eth1设备，即为扩展的RTL8111H网卡：



3，PC连接至四网口中的任意一个，树莓派和PC各自运行iperf3进行测速，基本跑满：



四网口之间的iperf3测试也一样可以跑满。

注意1：四个端口的交换机是物理层设备，系统下不可见。
注意2：如果开机前没有插网线连接至上级路由器，一段时间后即便接入网线也会无法联网(IP地址为169.254.xx.xx)，此时需要按一下交换机的复位键(丝印标记为Switch RST).

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四、Ubuntu系统下的使用演示
注意，Ubuntu系统下需要安装RTL8111H，而且要注意的是系统版本和驱动版本强相关，如有驱动编译问题可以联系我们获取已配置好驱动的镜像文件。
驱动编译流程请参考：
MCUZone 野芯科技Ubuntu系统下MPR2014扩展板网卡驱动安装演示 - 树莓派Model B系列 Mcuzone 野芯科技

编译完成后重启，执行ifconfig可以看到：


注意，在Ubuntu系统下RTL8111H网卡被识别成了enp1s0的名称，同样的交换机作为物理层芯片并不会显示在网卡列表里面。

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五、OpenWrt系统下操作演示
我司可提供针对RPi5平台优化调整过的OpenWrt镜像包，系统启动后连接PC和树莓派的原生千兆网口，然后通过浏览器访问192.168.2.1，默认用户名为root，密码为password
登录后首要的事情是将原生千兆改为WAN口，扩展的四路网口修改为LAN口以便接入更多的设备。

具体配置方法请参考：
【新提醒】MCUZone 野芯科技OpenWrt系统下MPR2014扩展板操作演示 - 树莓派Model B系列 Mcuzone 野芯科技

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六，搭配Rock 5C使用演示
注意，搭配Rock 5C使用时请务必拆除针对树莓派5设计的开关机顶针，不然可能引起Rock 5C电源短路。
Rock 5C标配debian系统，而且处于早期适配中，更新比较频繁，建议到github下载当前最新版本，测试使用的是b3版本。
Rock 5C搭配四千兆网络扩展板使用演示