Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解

时间：2022-05-09 02:34:22
 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])   │
 Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解    
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 │
 Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解

因此一个完整ＲＮＤＩＳ网络结构如下
Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解

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
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      Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解 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    Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解
      Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解         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 Linux Windows下USB RNDIS网络传输方式详解

参考代码补充：

USB驱动代码在/drivers/usb/gadget下，有三个文件:android.c，f_adb.c，
       f_mass_storage.c；g_android.ko 是由这三个文件编译而来，其中android.c 依赖于
       f_adb.c 和 f_mass_storage.c(这两个文件之间无依赖关系)。
       可在android.c中看到：
       static int __init android_bind_config(struct usb_configuration *c)  
       {  
          struct android_dev *dev = _android_dev;  
          int ret;  
          printk(KERN_DEBUG "android_bind_config\n");  
          ret = mass_storage_function_add(dev->cdev, c, dev->nluns);  
          if (ret)  
              return ret;  
          return adb_function_add(dev->cdev, c);  
       }

 

cdc-ncm:
分为HOST端和Device端
在Linux中对应的驱动分别为host driver and gadget driver

Host Driver位于
drivers/net/usb/

gadget driver位于
drivers/usb/gadget/

drivers/net/usb/Kconfig
drivers/net/usb/Makefile
drivers/net/usb/cdc_ether.c
drivers/net/usb/cdc_ncm.c
drivers/net/usb/usbnet.c
drivers/usb/gadget/Kconfig
drivers/usb/gadget/Makefile
drivers/usb/gadget/f_ncm.c
drivers/usb/gadget/ncm.c
drivers/usb/gadget/u_ether.c
drivers/usb/gadget/u_ether.h
include/linux/usb/cdc.h
include/linux/usb/ncm.h
include/linux/usb/usbnet.h
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