Linux 下使用USB 网络

 

 Andrew Huang 转载请注明作者及联络方式.

 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

   

│ Prompt: Host for RNDIS and ActiveSync devices (EXPERIMENTAL)            │
│   Defined at drivers/net/usb/Kconfig:234                        │
│   Depends on: NETDEVICES && USB && NET && USB_USBNET && EXPERIMENTAL    │
│   Location:                                                             │
│     -> Device Drivers                                             │
│       -> Network device support (NETDEVICES [=y])                   │
│         -> USB Network Adapters                                         │
│           -> 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

Symbol: USB_ETH_RNDIS [=n]                                              │
│ Prompt: RNDIS support                                                   │
│   Defined at drivers/usb/gadget/Kconfig:609                             │
│   Depends on:  && USB_ETH                                       │
│   Location:                                                             │
│     -> Device Drivers                                                   │
│       -> USB support (USB_SUPPORT [=y])                                 │
│         -> USB Gadget Support (USB_GADGET [=y])                         │
│           -> USB Gadget Drivers ( [=m])                         │
│             -> 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

  

[root@hxy]# find /lib/modules/2.6.18-194.el5/ -name "rndis*"
/lib/modules/2.6.18-194.el5/kernel/drivers/usb/net/rndis_host.ko
[root@hxy]# modprobe rndis_host
[root@hxy]# lsmod | grep rndis_host
rndis_host             10433  0
cdc_ether               9793  1 rndis_host
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

   

# insmod g_ether.ko
g_ether gadget: ing random self ethernet address
g_ether gadget: using random host ethernet addr
usb0: MAC de:5e:8b:3d:84:db
usb0: HOST MAC 32:90:92:52:a9
g_ethethernet Gadget, morial Day 2008
g_ether gadget: g_ether ready
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

hub 1-0:1.0: unable to enumerate USB device 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

# ifconfig usb0 192.168.3.120 up
usb 1-1: new high speed USB device using ehci_hcd and address 5
usb 1-1: configuration #1 chosen from 2 choices
usb0: register 'cdc_ether' at usb-0000:00:1d.7-1, CDC Ethernet Device, 32:90:26:92:52:a9

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

#define RNDIS_VENDOR_NUM        0x0525  /* NetChip */
#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

     

   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