xmodem 协议

来源：互联网发布：windows调整字体大小编辑：程序博客网时间：2024/05/16 06:45

一．超级终端1K Xmodem文件传输协议

超级终端的1K Xmodem文件传输协议为基于点对点连接的服务与客户端间的通信，提供了一种固定包长度的简单的连续文件传输协议。每一个包都包含1024字节的文件数据，并且都单独的被接收客户端响应。每次只能传输一个文件，并且失败后只能从新开始传输。

超级终端的1K Xmodem 文件传输协议是超级终端Xmodem CRC文件传输协议的扩展，包大小由Xmodem中的128字节增加到1024字节。该协议通过开始字符（包头）STX<0x02>来标识1K Xmodem包的开始。

二．1K Xmodem协议传输流程

超级终端1K Xmodem文件传输协议并不需要向接收客户端发送待发送文件的名称，该文件将会被接收方授予一个局部有效的文件名。

要开始文件传输的过程，首先接收方向发送方发送一个轮询字符，来提示发送方客户端已经准备好了。如果接收方支持check-sum （CRC）校验，则轮询字符可以用0x43 (ASCII 字母 C)；如果接收方只支持旧的checksum （求总和）校验，则轮询字符可以用0x15 (NACK线控制字符)。

发送方响应接收方的启动字符，开始发送文件数据包，每个包都是1024字节的固定长度。如果最后一个文件数据包不足1024字节，则利用NACK（0x1A）填充到1024字节。接收方通过ACK（正常接收）或者NACK（非正接收）来响应每一个包。

如果发送方收到ACK，则发送下一个包知道文件传输完成；乳沟发送方收到NACK，则重新发送上一个包。

当发送方发送完成后，发送EOT通知接收方文件传输结束；接收方发送ACK来响应；发送方收到ACK后则文件传输完成。

文件数据包的结构:

<STX><包序号><包序号反码><文件数据(1024字节)><校验位>

文件传输流程：

三．控制字符

字符（16进制）

含义

0x02

STX: 包头

0x04

EOT: 结束文件传输

0x06

ACK: 正常响应，如：数据包正确接收

0x15

NACK: 非正常响应

0x18

CAN: 取消文件传输

0x43

C: ASCII字符C

二、XModem校验和协议

1. XModem信息包格式
XModem协议最早由Ward Christensen在20世纪70年代提出并实现的，传输数据单位为信息包，信息包格式如下：

---------------------------------------------------------------------------|     Byte1     |    Byte2    |     Byte3      |Byte4~Byte131|  Byte132   ||-------------------------------------------------------------------------||Start Of Header|Packet Number|~(Packet Number)| Packet Data |  Check Sum |---------------------------------------------------------------------------

2. 校验和的计算
所有的数据字节都将参与和运算，由于校验和只占一个字节，如果累加的和超过255将从零开始继续累加。

3. 字段定义
<SOH> 01H
<EOT> 04H
<ACK> 06H
<NAK> 15H
<CAN> 18H

4. 校验和方式的XModem传输流程
传输流程如图所示：

------------------------------------------------------------------------------|               SENDER                |          |          RECIEVER         ||                                     |  <---    |  NAK                      ||                                     |          |  Time out after 3 second  ||                                     |  <---    |  NAK                      || SOH|0x01|0xFE|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  NAK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || SOH|0x03|0xFC|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || .                                   |          |  .                        || .                                   |          |  .                        || .                                   |          |  .                        ||                                     |  <---    |  ACK                      || EOT                                 |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      |------------------------------------------------------------------------------

对于发送方仅仅支持校验和的传输方式，接收方应首先发送NAK信号来发起传输，如果发送方没有数据发送过来，需要超时等待3秒之后再发起NAK信号来进行数据传输。对于数据传输正确，接收方需要发送ACK信号来进行确认，如果数据传输有误，则发送NAK信号，发送方在接收到NAK信号之后需要重新发起该次数据传输，如果数据已近传输完成，发送方需要发送EOT信号，来结束数据传输。

5. 如何取消数据传输
当接收方发送CAN表示无条件结束本次传输过程，发送方收到CAN后，无需发送EOT来确认，直接停止数据的发送。

二、XModem-CRC16协议

1. XModem-CRC16信息包格式
XModem协议在90年代做过一次修改，将132字节处的校验和改成双字节的CRC16校验，CRC16校验的信息包格式如下：

------------------------------------------------------------------------------|     Byte1     |    Byte2    |     Byte3      |Byte4~Byte131|Byte132~Byte133||----------------------------------------------------------------------------||Start Of Header|Packet Number|~(Packet Number)| Packet Data |   16Bit CRC   |------------------------------------------------------------------------------

2. CRC16的计算

[cpp] view plain copy
int calcrc(char *ptr, int count)  
{  
    int crc;  
    char i;  
  
    crc = 0;  
    while (--count >= 0)  
    {  
        crc = crc ^ (int) *ptr++ << 8;  
        i = 8;  
        do  
        {  
            if (crc & 0x8000)  
                crc = crc << 1 ^ 0x1021;  
            else  
                crc = crc << 1;  
        } while (--i);  
    }  
  
    return (crc);  
}  

需要注意的是，在发送方，CRC是高字节在前，低字节在后。

3. CRC16校验的XModem传输流程
传输流程如图所示：

---------------------------------------------------------------------------|               SENDER             |          |           RECIEVER        ||                                  |  <---    |  'C'                      ||                                  |          |  Time out after 3 second  ||                                  |  <---    |  'C'                      || SOH|0x01|0xFE|Data[0~127]|CRC16| |  --->    |                           ||                                  |  <---    |  ACK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CRC16| |  --->    |                           ||                                  |  <---    |  NAK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CRC16| |  --->    |                           ||                                  |  <---    |  ACK                      || SOH|0x03|0xFC|Data[0~127]|CRC16| |  --->    |                           ||                                  |  <---    |  ACK                      || .                                |          |  .                        || .                                |          |  .                        || .                                |          |  .                        ||                                  |  <---    |  ACK                      || EOT                              |  --->    |                           ||                                  |  <---    |  ACK                      |---------------------------------------------------------------------------

和校验和方式不同的是，当接收方要求发送方以CRC16校验方式发送数据时以'C'来请求，发送方对此做出应答，流程就如上图所示。当发送方仅仅支持校验和方式时，则接收方要发送NAK来请求，要求以校验和方式来发送数据，如果仅仅支持CRC16校验方式，则只能发送'C'来请求。如果两者都支持的话，优先发送'C'来请求，流程如图所示：

------------------------------------------------------------------------------|               SENDER                |          |           RECIEVER        ||                                     |  <---    |  'C'                      ||                                     |          |  Time out after 3 second  ||                                     |  <---    |  NAK                      ||                                     |          |  Time out after 3 second  ||                                     |  <---    |  'C'                      ||                                     |          |  Time out after 3 second  ||                                     |  <---    |  NAK                      || SOH|0x01|0xFE|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  NAK                      || SOH|0x02|0xFD|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || SOH|0x03|0xFC|Data[0~127]|CheckSum| |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      || .                                   |          |  .                        || .                                   |          |  .                        || .                                   |          |  .                        ||                                     |  <---    |  ACK                      || EOT                                 |  --->    |                           ||                                     |  <---    |  ACK                      |------------------------------------------------------------------------------

最后，如果信息包中的数据如果不足128字节，剩余的部分要以0x1A(Ctrl-Z)来填充。

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