一、基础定义

  1. 定位
    • 点对点文件传输协议，基于 XMODEM 改进（Chuck Forsberg, 1980s）。
    • 应用场景：串口通信（RS-232）、嵌入式固件更新、早期 BBS 系统。
  2. 核心改进
    • ✅ 批处理传输（多文件）
    • ✅ 支持文件名 + 文件大小（信息包头部）
    • ✅ 数据块扩容至 1024字节（原 XMODEM 仅 128 字节）
    • ✅ 默认 CRC-16 校验（兼容 XMODEM 的 Checksum）
    • ✅ 更高效错误恢复机制

二、协议流程

1. 初始化协商

接收方指令 含义 发送方响应
'C' (0x43) 要求 CRC-16 + 1024 字节块 发送文件信息包（序号 0）
NAK (0x15) 要求 Checksum + 128 字节块 同上

2. 文件传输流程

sequenceDiagram participant Sender participant Receiver Receiver->>Sender: 'C' 或 NAK（初始化） Sender->>Receiver: [文件信息包]（序号 0，含文件名/大小） Receiver-->>Sender: ACK（确认信息包） loop 数据传输 Sender->>Receiver: [数据块]（序号 1,2,3...） alt 校验成功 Receiver-->>Sender: ACK else 校验失败/超时 Receiver-->>Sender: NAK Sender->>Receiver: 重传上一包 end end Sender->>Receiver: EOT（文件结束） Receiver-->>Sender: ACK opt 多文件传输 Sender->>Receiver: 下一文件信息包（序号 0） end Sender->>Receiver: [空文件名包]（批处理结束） Receiver-->>Sender: ACK

三、数据包结构

1. 文件信息包（序号 0）

字段 长度 说明
起始符 1 Byte SOH (0x01)
包序号 1 Byte 0x00
序号补码 1 Byte 0xFF (~0x00)
数据区 128 Byte 文件名（\x00 结尾）+ 文件大小（ASCII 数字，可选）
校验值 2 Byte CRC-16（低字节在前）

📌 批处理结束信号：数据区为 \x00（空文件名）

2. 数据包

字段 长度 说明
起始符 1 Byte SOH (128B) 或 STX (1024B)
包序号 1 Byte 1, 2, 3...（递增）
序号补码 1 Byte ~包序号
数据区 128/1024 Byte 文件内容（不足则用 SUB(0x1A) 填充）
校验值 1/2 Byte Checksum（1B）或 CRC-16（2B）

四、关键控制字符

字符 十六进制 含义
SOH 0x01 128 字节块起始标志
STX 0x02 1024 字节块起始标志
EOT 0x04 文件传输结束
ACK 0x06 确认成功
NAK 0x15 校验失败/要求重传
CAN 0x18 取消传输（连续发 2+ 次）
'C' 0x43 请求 CRC-16 模式

五、错误处理机制

  1. 重传触发条件
    • 接收方回复 NAK（校验失败/包序号错误）
    • 发送方超时未收到 ACK/NAK（默认 3-10 秒）
  2. 终止条件
    • 连续重传失败（默认 10 次）→ 发送 CAN
    • 用户主动取消 → 发送 CAN

六、变种协议对比

类型 特点 适用场景
YMODEM 标准协议，支持批处理/CRC/1024B 块 通用串口传输
YMODEM-g 流式传输（无等待 ACK），出错即终止 无错信道（如纠错 Modem）
ZMODEM 滑动窗口/崩溃恢复/更高效率（YMODEM 后继者） 现代替代方案

七、与 XMODEM 关键区别

特性 XMODEM YMODEM
多文件传输 ❌ 仅单文件 ✅ 批处理
文件名/大小 ❌ 不支持 ✅ 文件信息包携带
数据块大小 128 Byte 128 Byte 或 1024 Byte
默认校验 Checksum CRC-16
传输效率 较低 提升 3-8 倍（大文件）

注：实际应用需注意不同设备的实现差异（如文件大小字段是否必选）。附：常用工具

  • 发送端：sz (Linux), Tera Term
  • 接收端：rz (Linux), SecureCRT