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Linux 下使用USB 网络


在介绍USB的驱动开发时,我通常会用用Linux的的USB网络来演示,它兼容RNDIS网络,一台Linux即可充当USB的device端,也可以由另一台Linux来充当USB的Host端,Host端的也可以由安装的微软的标准的Rndis驱动来充当.
 
  这种网络有相当强的实用价值,而且完整实现的Linux USB Slave驱动和Linux USB Gadget两种驱动,因此有很强演示效果.
 
  应用场景:
   一.智能手机共享网络
     现在智能手机采用3G网络,通过Linux/Android手机上安装相关驱动,可以用USB线在主机和手机建一个共享网络,这样智能手机充当一个无线路由器的功能.现在手机一般都有这个功能,WINDOWS安装Rndis驱动即可.而且就是用的我们后面提到的g_ether.ko驱动.
     这种方式,远远优于把手机当成3G的modem,用USB来拨号这种方式,共享网络相当于手机和电脑都上网不误.
   这种方式跟用手机WIFI作无线热点的功能一样,但是APN的实现的要求较高,很多手机不一定能支持,而且USB还有同时供电.还是有其优点.
 
 二.增加第二个有线网络.
   在教室上课时,很多时候服务器和学生用机只有一个网络口接口,我把网线接到局域网时,我的开发板就无法用NFS接我的机器,学生机也是如此,现在服务器上把有线网络接入局域网,而我的开发板与服务器则直接相连.
 
   
一.USB 网络的结构
 
  在与以太网不同,在USB网络里各终端不是对等的,即USB Host端和USB Device端的所需要软件和硬件接口不一样.
   USB网络有很多种,其中用得最多是RNDIS网络。它的全称是
   Remote Network Device Interface Specification.
 
     它是由微软制定的规范,因为手机使用用得较多,因此LINUX也在驱动中兼容这个规范
  (PS:Android手机这个功能几乎是标配,而手机需要支持的功能FAT,RNDIS,MTP(媒体传输协议),都是MS的专利,这几张牌成了MS向Android手机制造产家收取专利费的重要武器,三星已经交了钱了)
 
  一般象PC机充当USB Host角色,带USB Host的接口的Linux开发板也可以充当这个角色.
   如果是LINUX主机,需要安装安装 rndis_host.ko 这个驱动。一般发行版均已经编译好,直接运行即可。
  如果嵌入式开发板可以配置内核的rndis_host为动态模块
它位于
   
  1. │ Prompt: Host for RNDIS and ActiveSync devices (EXPERIMENTAL) │
  2. │ Defined at drivers/net/usb/Kconfig:234                        │
  3. │ Depends on: NETDEVICES && USB && NET && USB_USBNET && EXPERIMENTAL │
  4. │ Location: │
  5. │ -> Device Drivers                                             │
  6. │ -> Network device support (NETDEVICES [=y])                   │
  7. │ -> USB Network Adapters │
  8. │ -> Multi-purpose USB Networking Framework (USB_USBNET [=m])   │
   
 
如果是WINDOWS主机,则需要安装MS的Generic RNDIS驱动。
 
在USB的另一端,一般是嵌入式设备,以嵌入式LINUX为例,需要安装USB Gadget驱动g_ether.ko 来进行通讯。g_ether.ko在配置菜单位置如下
  1. Symbol: USB_ETH_RNDIS [=n] │
  2. │ Prompt: RNDIS support │
  3. │ Defined at drivers/usb/gadget/Kconfig:609 │
  4. │ Depends on: <choice> && USB_ETH │
  5. │ Location: │
  6. │ -> Device Drivers │
  7. │ -> USB support (USB_SUPPORT [=y]) │
  8. │ -> USB Gadget Support (USB_GADGET [=y]) │
  9. │ -> USB Gadget Drivers (<choice> [=m]) │
  10. │ -> Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support) (USB_ETH [=n │
 
 
因此一个完整RNDIS网络结构如下
 
 
 
二.Linux USB 网络搭建
 
 USB Host安装,以RHEL5为例,直接运行如下命令即可安装 rndis_host.ko
 
     modprobe rndis_host
  它将安装 rndis_host.ko和usbnet.ko
  
  1. [root@hxy]# find /lib/modules/2.6.18-194.el5/ -name "rndis*"
  2. /lib/modules/2.6.18-194.el5/kernel/drivers/usb/net/rndis_host.ko
  3. [root@hxy]# modprobe rndis_host
  4. [root@hxy]# lsmod | grep rndis_host
  5. rndis_host 10433 0
  6. cdc_ether 9793 1 rndis_host
  7. usbnet 19913 2 rndis_host,cdc_ether
  
在开发板上编译好内核模块,g_ether.ko.执行如下命令
   insmod g_ether.ko
   
  1. # insmod g_ether.ko
  2. g_ether gadget: ing random self ethernet address
  3. g_ether gadget: using random host ethernet addr
  4. usb0: MAC de:5e:8b:3d:84:db
  5. usb0: HOST MAC 32:90:92:52:a9
  6. g_ethethernet Gadget, morial Day 2008
  7. g_ether gadget: g_ether ready
  8. Registered gadget driver 'g_ether'
分别在主机和开发板之间抽入USB线,其中开发板使用D型的Slave端接口(不要插在HOST接口上!) 让USB网卡结点生效,这里一般是usb0
 
 ifconfig usb0 192.168.3.101 up
  1. hub 1-0:1.0: unable to enumerate USB device 2
  2. g_ether gadget: high speed config #1: Chernet (ECM)
 
在主机端做类似配置,配成另一个IP即可
 
ifconfig usb0 192.168.3.120 up
 
  1. # ifconfig usb0 192.168.3.120 up
  2. usb 1-1: new high speed USB device using ehci_hcd and address 5
  3. usb 1-1: configuration #1 chosen from 2 choices
  4. usb0: register 'cdc_ether' at usb-0000:00:1d.7-1, CDC Ethernet Device, 32:90:26:92:52:a9
  5.  
 
这时在两端即可以互相 ping 通。
 
 
  
三.与Windows 建立联接
   
  如果希望与Windows 建立RNDIS网络联接,需要下载RNDIS驱动,并且根据g_ether.ko的产商号和设备号调整安装INF文件。
1.确定VID和PID
  首先确认g_ether.ko的RNDIS的vendor号和product号.它的定义在 drivers/usb/gadget/ether.c中
 
  1. #define RNDIS_VENDOR_NUM 0x0525 /* NetChip */
  2. #define RNDIS_PRODUCT_NUM 0xa4a2 /* Ethernet/RNDIS Gadget */
 
 2.下载WINDOWS的RNDIS驱动.
    http://www.microsoft.com/china/whdc/device/network/NDIS/rndis.mspx   
   或
     http://gp2x.generation.free.fr/public/Autres/
 
   如果不成功,去找一下RNDIS-USB-Kit_05.exe 这个文件。它是一个压缩文件,其中的rndismpy.sys,usb8023y.sys就是驱动文件.
 
3.修改安装inf文件
 以其中的RNDIS_Template.inf为蓝本修改安装文件。主要修改两个地方:
    把 mm/dd/yyyy,x.y.v.z 修改成任意的时间和版本号,我修改是 09/28/2011,1.0.0.0
   (注意有两处)
   把 USB\VID_vvvv&PID_pppp 修改成查到的数字,这里必须是Linux定义的 USB\VID_0525&PID_A4A2
   把inf和两个sys放在一起,随意取个名字,我取名 hxy_rndis.inf
 
   如果不想修改,直接用我改好现成的 
     hxy_rndis.zip   
 
4.安装驱动
   在开发板与WINDOWS之间插入USB线。这时WINDOWS会提示安装驱动,选择手功安装,并且选择上一步的 sys所在目录即可安装
   
 
   
  
   
    安装后系统会出现一个RNDIS的网卡,配置IP即可与开发板通讯

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