YModem协议简介

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最常用的几种通信传输协议有：XModem、YModem、ZModem等。

XModem是最早的协议之一，几乎所有的通讯程序支持的文件传输协议，它传输128字节信息块。

YModem协议是XModem的改进协议，它最用于调制解调器之间的文件传输的协议，具有快速，稳定传输的优点。它的传输速度比XModem快，这是由于它可以一次传输1024字节的信息块，同时它还支持传输多个文件，也就是常说的批文件传输。

ZModem速度快于XModem和YModem，而且可以更好地断开后恢复传输。

如今，XModem基本已经被淘汰，最常用的就是YModem与ZModem。为了后面YModem升级程序实现做铺垫，下面就简单介绍下YModem协议。YModem的说明手册在~doligez/zmodem/ymodem.txt网站上可以查看。

YModem分成YModem-1K与YModem-g。

YModem-1K用1024字节信息块传输取代标准的128字节传输，数据的发送回使用CRC校验，保证数据传输的正确性。它每传输一个信息块数据时，就会等待接收端回应ACK信号，接收到回应后，才会继续传输下一个信息块，保证数据已经全部接收。

YModem-g传输形式与YModem-1K差不多，但是它去掉了数据的CRC校验码，同时在发送完一个数据块信息后，它不会等待接收端的ACK信号，而直接传输下一个数据块。正是它没有涉及错误校验，才使得它的传输速度比YModem-1K来得块。

一般都会选择YModem-1K传输，平时所说的YModem也是指的是YModem-1K。下面就讲讲它的传输协议。

1、起始帧的数据格式

YModem的起始帧并不直接传输文件的数据，而是将文件名与文件的大小放在数据帧中传输，它的帧长=3字节数据首部+128字节数据+2字节CRC16校验码=33字节。它的数据结构如下：

SOH  00 FF  filename[ ] filezise[ ]  NUL[ ] CRCH CRCL

其中SOH=0x01，表示这个数据帧中包含着128字节的数据部分；在SOH后面的00 FF，00表示数据帧序号，因为是起始帧，所以它的帧序为00，至于FF，它是帧序的取反，YModem特地这么做是为了给数据是否正确提供一种判断依据，通过判断这两个字节是否为取反关系，就可以知道数据是否传输出错；filename[ ]就是文件名，如文件名foo.c，它在数据帧中存放格式为：66 6F 6F 2E 63 00，一定要在文件名最后跟上一个00，表示文件名结束；filesize[ ]就是文件大小，如上面的foo.c的大小为1KByte，即1024Byte，需要先将它转化成16进制，即0x400，所以它在数据帧的存放格式为：34 30 30 00，即“400”，同样的文件大小最后需要跟上00，表示结束；NUL[ ]表示剩下的字节都用00填充，数据部分大小为128字节，除去文件名与文件大小占用的空间外，剩余的字节全部用00填充；CRCH CRCL分别表示16位CRC校验码的高8位与低8位。

2、数据帧的数据格式

YModem的数据帧中会预留1024字节空间用来传输文件数据，它跟起始帧接收差不多，如下：

STX 01 FE data[1024] CRCH CRCL

其中STX=0x02，表示这帧数据帧后面包含着1024字节的数据部分；STX后面的01 FE，01表示第一帧数据帧，FE则是它的取反，当然如果是第二帧数据的话就是：01 FD；data[1024]表示存放着1024字节的文件数据；CRCH与CRCL是CRC16检验码的高8位与低8位。

如果文件数据的最后剩余的数据在128~1024之前，则还是使用STX的1024字节传输，但是剩余空间全部用0x1A填充，如下结构：

STX [num] [~num] data[ ] 1A ...1A CRCH CRCL

有一种特殊的情况：如果文件大小小于等于128字节或者文件数据最后剩余的数据小于128字节，则YModem会选择SOH数据帧用128字节来传输数据，如果数据不满128字节，剩余的数据用0x1A填充这是数据正的结构就变成了：

文件大小小于128字节：            SOH 01 FE data[ ] 1A ...1A CRCH CRCL  

文件最后剩余数据小于128字节：SOH [num] [~~num] data[ ] 1A...1A CRCH CRCL

3、结束帧数据结构

YModem的结束帧数据也采用SOH的128字节数据帧，它的结构如下：

SOH 00 FF NUL[128] CRCH CRCL

结束帧同样以SOH开头，表示后面跟着128字节大小的数据；结束帧的帧序也认为是00 FF；结束帧的128字节的数据部分不存放任何信息，即NUL[128]全部用00填充。

4、文件传输过程

文件的传输过程，以具体的例子说明。把foo.c，大小为4196Byte（16进制为0x1064）的文件作为传输的对象，则它的传输过程如下：

         发送端                                                                             接收端

 <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    C

SOH 00 FF "foo.c" "1064'' NUL[118] CRC CRC >>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<     ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<     C

STX 01 FE data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>      

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

STX 02 FD data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

STX 03 FC data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

STX 04 FB data[1024] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

SOH 05 FA data[100]  1A[28] CRC CRC>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

EOT >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    NAK

EOT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    C

SOH 00 FF NUL[128] CRC CRC >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<    ACK

YModem的传输过程就是上面所示。但是上面传输过程中存在许多通信信号，它们的数值与意义如下表所示：

符号	数值	含义
SOH	0x01	128字节数据包
STX	0x02	1024字节数据包
EOT	0x04	结束传输
ACK	0x06	回应
NAK	0x15	不回应
CA	0x18	传输中止
C	0x43	请求数据包

   

还是有几点需要说明下：

1）EOT信号由发送端发送

2）CA中止传输信号也有发送端发送

3）C的含义在英文的数据手册上的意思有点难以理解，我个人理解成请求数据包，如开始传输的发送C请求起始帧数据，然后再发送C请求文件数据帧，最后有发送一次C请求结束帧！

5、CRC的计算

YModem的采用的是CRC16-CCITT欧洲版本的CRC校验，它的生成多项式为：x16+x12+x5+1，具体的CRC的计算算法见我的《CRC16校验的C代码实现》一文。