很多公司都有这么个痛点：一台USB接口的打印机接在某台电脑上，只有这台电脑能直接打印，其他同事想打印就得开着这台电脑，还得共享权限，电脑一关机或者系统出问题大家都打印不了。解决办法很简单，加一个网络打印服务器——几十块到几百块的小盒子，一头接USB打印机，一头插网线，普通USB打印机立刻变成网络打印机，不管电脑开不开机，局域网里的人都能直接打印。今天就聊聊网络打印服务器的工作原理、硬件结构、常用协议，以及自己DIY一个的思路。

打印服务器说白了就是一台小型的嵌入式计算机，它有两个关键接口：一个USB接口（接打印机的USB Slave端，也就是B口），一个以太网接口（接局域网交换机）。它的核心工作就是做"协议转换"：局域网里的电脑通过网络打印协议（比如RAW协议的9100端口、LPR/LPD协议的515端口、IPP协议的631端口）把打印数据发过来，打印服务器收到数据之后，再通过USB接口把数据转发给打印机，相当于把原本电脑和打印机之间的USB连线换成了网络。这样一来，只要打印服务器开着，任何能连上网的电脑、手机、平板都能直接发送打印任务，不用依赖某台主机。

硬件结构上，打印服务器就是个典型的嵌入式小设备，核心是一颗MCU或者MPU，常见的方案有几种：第一种是用ARM Cortex-M系列的单片机（比如STM32F107、STM32F407，带USB Host控制器和以太网MAC），成本低，跑裸机或RTOS，功能简单一些；第二种是用MIPS或ARM的路由器芯片方案（比如MT7620、RT5350这些常见的WiFi路由器芯片），跑Linux系统，功能强，还能扩展WiFi打印、云打印；第三种是专用的打印服务器芯片，比如Prolific、MOSCHIP这些厂商出的USB转网络打印芯片，外围电路简单，拿来就能用。除了主控芯片，外围一般还有：USB Host接口（A型口，接打印机）、以太网PHY和RJ45网口、SPI Flash存固件、SDRAM或SRAM做缓存（存打印数据）、电源部分（一般DC 5V供电）、有的还带WiFi模块和复位按键。

软件层面，打印服务器要支持几种常见的网络打印协议，不然各种系统和软件连不上。最常用的三个：第一个是RAW协议，也叫JetDirect协议，HP公司搞的，就是通过TCP的9100端口直接传输打印数据，电脑端把它配置成"标准TCP/IP端口"就能用，是目前兼容性最好、速度最快的协议，Windows、macOS、Linux都支持。第二个是LPR/LPD协议（Line Printer Remote / Line Printer Daemon），基于TCP 515端口，是UNIX时代就有的打印协议，兼容性也不错，很多老系统和打印机默认支持。第三个是IPP协议（Internet Printing Protocol），基于HTTP的631端口，支持打印任务管理、状态查询，macOS和CUPS打印系统用得比较多，还支持跨网络、跨互联网打印。好的打印服务器这三个协议都会支持，用户根据自己的需求选就行。

打印服务器的USB部分工作在USB Host模式，它要模拟电脑去识别打印机设备，这就涉及到USB打印机类（USB Printer Class，属于USB Device Class的子类，协议号是7）。标准的USB打印机遵循Class规范，通过Bulk传输端点传输打印数据，打印服务器只要实现了USB Host的打印机类驱动，就能识别大部分主流的USB打印机（HP、Canon、Epson这些都兼容标准类协议），收到网络端的数据后直接通过USB Bulk端点发给打印机。这里要注意，有些打印机不是标准的USB打印机类，需要厂商的专用驱动（比如一些GDI打印机、Win打印机），这种打印服务器可能识别不了，买打印服务器的时候要注意看兼容性列表。除了打印数据传输，有的打印服务器还支持通过USB读取打印机的状态（缺纸、卡纸、缺墨），反馈给客户端。

自己DIY一个打印服务器其实也挺有意思，不用画PCB，用现成的开发板就能做。最简单的方案：用树莓派Zero W（带WiFi和USB口），跑Raspberry Pi OS，装CUPS打印系统和Samba，CUPS负责打印管理，Samba把打印机共享成Windows网络打印机，配置一下就能用了，还支持WiFi打印、手机打印，总成本几十块。另一个方案是用带USB Host和以太网的STM32开发板，移植lwIP协议栈跑TCP服务器（9100端口），再移植USB Host的打印机类驱动，实现网络数据到USB的转发，这种方案成本低、体积小、启动快，适合做成产品。实际使用中有几个小技巧：打印服务器的IP地址最好设成静态的，不要用DHCP，不然地址变了大家的打印端口都得重新配；如果是大公司很多人打印，选带缓存大一点的打印服务器，不然复杂的打印任务（比如几十页的PDF、带图片的文档）会很慢；无线打印的话尽量用5GHz WiFi或者有线，2.4GHz干扰大，大文件打印容易卡顿。