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

ブロック8でエラーが発生した場合の例
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。