XMODEM
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XMODEM（えっくすもでむ）は、バイナリ転送プロトコルの一種である。128バイト単位で非同期通信を行う。開発者の Ward Christensen がパブリックドメイン扱いで仕様を公開したため、パソコン通信で広く使われた。XMODEMを元に考案されたプロトコルも多く、またXMODEM自身にもいくつかのタイプがある。
特徴
- 構造が簡単。ただし転送効率が悪い。
- 128バイトもしくは1024バイト単位でデータを転送する。
- エラー検出に8ビットのチェックサムもしくは16ビットのCRC符号を利用する。
- 転送エラーがあった場合、エラーのあったブロックを再送することができる。しかし指定したブロックからやり直す機能はない。
- ファイル名やファイルサイズ、タイムスタンプなどのファイル情報を転送する機能はない。
- 一度に転送できるのは1ファイルのみ（バッチ転送不能）。
- ファイルの末尾がEOF文字(1Ah)であった場合にファイルの破損を招く可能性がある。データブロックのパディングにEOF文字を使用するが、ファイルサイズを転送する機能がないので、それがファイルデータの一部なのか「詰め物」なのか判別できないためである。
- コントロールコードのクォート（置換）処理を行わない。このため、XON/XOFF文字によるフロー制御を行っている場合には不具合をきたす可能性がある。
XMODEMの種類
- XMODEM/SUM
- 128バイト単位でデータを転送し、エラー検出に8ビットのチェックサムを使用する。単に "XMODEM" といった場合は XMODEM/SUM を指す場合が多い。
- XMODEM/CRC
- 128バイト単位でデータを転送し、エラー検出に16ビットのCRCを使用することで信頼性の向上を図ったもの。
- XMODEM/1k
- 1024バイト単位でデータを転送し、エラー検出に16ビットのCRCを使用することで転送速度と信頼性の向上を図ったもの。
- Flying-XMODEM
- 本来はデータブロックを全て受け取り、エラーがないことを確認した上で送信側に送るACKを、データブロックを受け取り終わる前に先に送ってしまう（フライングする）ことで転送速度の向上を図ったもの。-/SUM、-/CRC、-/1kのいずれに対しても使用される。規約違反であり、性質上エラーがあっても回復することができない。
手順
SOH、STX、EOT、ACK、NAK、CANの6つのコントロールコードと文字 ’C’(43h) を使用して通信制御を行い、後述するデータブロックの単位でデータを転送する。
基本的な流れ
| 受信側 | 送信側 | |
|---|---|---|
| NAK（送信要求） | → | |
| ← | ブロック1 | |
| ACK（肯定応答） | → | |
| ← | ブロック2 | |
| ACK | → | |
| （中略） | ||
| ← | 最終ブロック | |
| ACK | → | |
| ← | EOT（転送終了） | |
| ACK | → | |
| （通信終了） | ||
- 受信側が送信要求としてNAKを送出する。XMODEM/CRCもしくはXMODEM/1kではNAKではなく ’C’ を送出する。
- 送信側が最初のデータブロックを送出する。
- 受信側はブロック番号、チェックサムやCRC符号を確認し、受信したデータにエラーがないことを確認した後にACKを送出する。Flying-XMODEMではデータブロックを受け取り終わる前にACKを送出してしまう。
- ACKを受けた送信側は次のデータブロックを送出する。全てのデータを送出するまでこれを繰り返す。全てのデータを送出し終わった場合は、送信すべきデータが終了したことを示すEOTを送出する。
- 受信側がACKを送出し、通信を終了する。
エラーが発生した場合
| 受信側 | 送信側 | |
|---|---|---|
| ← | ブロック7 | |
| ACK | → | |
| ← | ブロック8 | |
| （ブロック8に何らかのエラーがあった） | ||
| NAK（再送要求） | → | |
| ← | ブロック8（再度同じブロックを送出） | |
| ACK | → | |
| ← | ブロック9 | |
ブロック番号がおかしい、チェックサムやCRC符号とデータの間に矛盾があるなどのエラーが発生した場合、受信側はACKの代わりにNAK（否定応答）を送出する。NAKを受信した送信側は再度同じデータブロックを送出する。ブロック番号を指定して送信を要求する機能はないため、ブロック番号が連続しない場合やFlying-XMODEMの場合は中断処理（後述）を行うことになる。
中断処理
一定時間待っても相手側からの応答がない、Flying-XMODEM転送中にエラーが発生したなど、何らかの事情により転送途中に通信を終了させたい場合はCANを送出する。これは受信側・送信側のどちらが送出しても良い。
データブロック構成
| ヘッダ | データブロック番号 | データブロック番号の1の補数 | データ | チェックサムもしくはCRC符号 |
|---|---|---|---|---|
| 8ビット | 8ビット | 8ビット | 128バイトもしくは1024バイト | 8ビットもしくは16ビット |
- ヘッダ
- データのサイズを表す。128バイトであればSOH、1024バイトであればSTXをセットする。
- データブロック番号
- ブロック番号をセットする。1から開始して1ずつカウントアップし、255の次は0になる。
- データブロック番号の1の補数
- ブロック番号の1の補数（全ビットを反転させたもの）をセットする。
- データ
- 送信するデータを128バイトもしくは1024バイト単位でセットする。送信するデータが128バイトもしくは1024バイトに満たない場合はEOFでパディングする（空いた部分を埋める）。
- チェックサムもしくはCRC符号
- 8ビットのチェックサム、もしくは16ビットのCRC符号をビッグエンディアンでセットする。
発展
XMODEMは効率があまり良くないため、これを改良したYMODEM、ZMODEMなどが後に開発された。
