Xmodem – это один из самых старых и широко используемых протоколов передачи данных через последовательные порты. Он был разработан в начале 1977-х году для передачи файлов между компьютерами посредством модемов. Протокол Xmodem позволяет надежно передавать данные блоками размером 128 байт, включая контрольную сумму для проверки целостности данных. В случае возникновения ошибок передачи, Xmodem имеет механизм повторной передачи поврежденных блоков. Обычно данный протокол использует последовательный порт RS-232 и модем для ТФОП, но его вполне можно применять и в случае использования других аппаратных средств. Благодаря простоте и качественной, открытой документации протокол XMODEM нашел широкое применение во многих приложениях. Фактически подавляющее большинство телекоммуникационных пакетов, доступных для компьютера PC, имеют встроенную поддержку передачи данных через XMODEM.
Из-за своей простоты XMODEM удобно использовать на встраиваемых системах, где всегда имеется дефицит по вычислительным ресурсам и памяти. Хорошо получаются и разнообразные загрузчики кода, позволяющие перепрошивать программу системы по последовательному каналу связи с помощью готовых утилит терминала. Полудуплексный принцип работы позволяет использовать простейшие физические каналы связи. Например, передатчик и приемник может соединять единственный сигнальный провод (либо это может быть радиоканал на общей частоте для передатчика и приемника), который переключается с приема на передачу, потому что протокол XMODEM не подразумевает симплексной передачи данных на линии связи.
XMODEM является полудуплексным (half-duplex) протоколом обмена данными. Протокол не подходит для канала связи, где элементарная посылка состоит менее чем из 8 бит. Приемник после приема пакета либо подтвердит (acknowledge, ACK), либо не подтвердит его (not acknowledge, NAK). Улучшенный по сравнению с оригинальной реализацией XMODEM (которая использовала 1 байт CRC) подсчет контрольной суммы CRC использует более надежную 16-разрядную CRC для проверки целостности принятого блока данных. Протокол XMODEM можно считать протоколом, управляемым со стороны приемника, потому что передатчик не обязан автоматически запускать повторные передачи без участия приемника. Однако все-таки во многих реализациях протокола передатчик самостоятельно запускает передачу пакетов при отсутствии активности приемника.
Кратко обмен данными можно описать таким образом – приемник начинает обмен предварительными приглашающими посылками символа NAK или “C” в сторону передатчика, чтобы показать свою готовность к приему данных. После этого передатчик посылает 132-байтный (если посылалось приглашение NAK) или 133-байтный пакет (если посылалось приглашение в виде символа ‘C’). Затем приемник проверяет пакет и отвечает кодом ACK или NAK, и в зависимости от этого передатчик либо посылает следующий пакет (если от приемника было подтверждение ACK), либо повторно отсылает последний пакет (если от приемника пришел код NAK). Этот процесс продолжается до тех пор, пока приемник не получит код EOT, после чего приемник должен подтвердить завершение приема файла посылкой кода ACK в сторону передатчика. После начальной установки связи именно приемник управляет потоком данных при помощи отправки передатчику кодов ACK и NAK.
Преимущества протокола Xmodem:
1. Простота использования: Xmodem обладает простым и интуитивно понятным интерфейсом, что делает его удобным для использования даже неопытными пользователями.
2. Надежность передачи данных: протокол Xmodem включает в себя механизм проверки целостности данных, что позволяет обнаруживать и исправлять ошибки при передаче.
3. Поддержка различных типов данных: Xmodem поддерживает передачу как текстовых, так и двоичных файлов, что делает его универсальным средством для обмена данными.
Недостатки протокола Xmodem:
1. Низкая скорость передачи: из-за дополнительных проверок и повторной передачи утерянных пакетов скорость передачи данных по протоколу Xmodem может быть ниже, чем у других протоколов.
2. Ограниченный размер файлов: из-за ограничений на размер передаваемых блоков данных протокол Xmodem может быть неэффективен при передаче больших файлов.
3. Отсутствие шифрования: Xmodem не предоставляет каких либо средств шифрования данных, что делает их уязвимыми к перехвату и несанкционированному доступу.