郵件傳輸協(xié)議.ppt

1、第13章 郵件傳輸協(xié)議,簡單郵件傳送協(xié)議SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)RFC 821和電子郵件報文格式MAILRFC 822最早出現(xiàn)在1982年，是ARPANET上的電子郵件標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在它們都已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)。,問題：SMTP只能傳送可打印的ASCII碼郵件。 解決：1993年又制定了新的電子郵件標(biāo)準(zhǔn)RFC 1521，1522，即“通用因特網(wǎng)郵件擴充” MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)。MIME在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視頻等)。MIME郵件可同時傳送多種類型的數(shù)據(jù)

2、。,13.1 概述 13.2 電子郵件地址 13.3 郵件轉(zhuǎn)發(fā)與網(wǎng)關(guān) 13.4 電子郵件信息格式 13.5 簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP） 13.6 郵件獲取協(xié)議 13.7 通用因特網(wǎng)郵件擴充（MIME）,第13章 郵件傳輸協(xié)議,13.1 概述,通常，一封電子郵件的發(fā)送需要經(jīng)過用戶代理、客戶郵件服務(wù)器和服務(wù)器端郵件服務(wù)器等三個程序的參與，并使用郵件傳輸和獲取協(xié)議(如SMTP和POP3,或IMAP)。 圖14-1 表示電子郵件的工作過程。,當(dāng)用戶發(fā)送一封電子郵件時，首先尋找自己的客戶郵件服務(wù)器。 客戶郵件服務(wù)器得到了郵件后，將它保存在自身的緩沖隊列中，然后，根據(jù)郵件的地址，查詢到服務(wù)器端郵件服務(wù)器

3、，并且通過電子郵件協(xié)議傳送。根據(jù)目標(biāo)地址確定信件需要投遞的服務(wù)器時，通過DNS服務(wù)實現(xiàn)。例如，有一封郵件的目標(biāo)地址是，那么，郵件服務(wù)器首先要解析“” ，然后，通過TCP連接將信件投遞給該服務(wù)器。 服務(wù)器端郵件服務(wù)器接收到郵件之后，將其存儲在本地緩沖區(qū)，直到電子郵件的接收者察看自己的電子信箱。每個用戶必須擁有服務(wù)器上存儲信息的空間（稱為信箱）才能接受郵件。,1. 用戶代理 用戶代理UA(User Agent)是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，一般它是一個在用戶PC機中運行的程序。 用戶代理接受用戶輸入的各種指令，將用戶的郵件傳送至其郵件服務(wù)器或者通過POP、IMAP將信件從其郵件服務(wù)器獲取到本機上。（

4、foxmail，outlook express） 用戶代理至少應(yīng)當(dāng)具有以下三個功能： 1) 撰寫 2) 顯示 3) 處理,2郵件服務(wù)器 郵件服務(wù)器是電子郵件系統(tǒng)的核心構(gòu)件，因特網(wǎng)上所有的ISP都有郵件服務(wù)器。 郵件服務(wù)器的功能是發(fā)送和接收郵件，同時還要向發(fā)信人報告郵件傳送的情況(已交付、被拒絕、丟失等)。 郵件服務(wù)器默認(rèn)監(jiān)聽25號端口接受請求。 協(xié)議 SMTP；POP3；IMAP,返回,13.2 電子郵件地址,電子郵件地址是一個字符串，用分為兩部分。第一部分是郵箱標(biāo)識，第二部分給出了郵箱所在的計算機名字。電子郵件地址中的計算機名字是一個域名。 電子郵件地址E-mail地址通常為： 收信人郵箱名

5、郵箱所在主機的域名 例如： 表明這臺計算機在中國(cn)，隸屬于教育機構(gòu)(edu)下的南京理工大學(xué)(njust)，機器名是mail。在符號的左邊是用戶的郵箱名：me。,注意：標(biāo)識收信人郵箱名的字符串在郵箱所在計算機中必須是惟一的。 由于一個主機的域名在因特網(wǎng)上是惟一的，而每一個郵箱名在該主機中也是惟一的，因此在因特網(wǎng)上的每一個人的電子郵件地址都是惟一的。這一點對保證電子郵件能夠在整個因特網(wǎng)范圍內(nèi)的準(zhǔn)確交付是十分重要的。 在發(fā)送電子郵件時，郵件服務(wù)器只使用電子郵件地址中的后一部分，即目的主機的域名。只有在郵件到達(dá)目的主機后，目的主機的郵件服務(wù)器才根據(jù)電子郵件地址中的前一部分(即收信人郵箱名)，將

6、郵件存放在收件人的郵箱中。,返回,13.3 郵件轉(zhuǎn)發(fā)與郵件網(wǎng)關(guān),1郵件轉(zhuǎn)發(fā) 許多郵件系統(tǒng)包含一個郵件分發(fā)器或郵件轉(zhuǎn)發(fā)器，這是一個能轉(zhuǎn)發(fā)信息副本的程序軟件。 郵件轉(zhuǎn)發(fā)軟件在本地網(wǎng)點中將郵件中使用的郵件地址映射為一個或多個新的郵件地址即別名。 使用別名增加了郵件系統(tǒng)的功能并為用戶帶來了方便，別名映射可以是多對一或一對多。 1) 多對一映射：映射一組標(biāo)識符到單個人，允許單個用戶擁有多個郵件標(biāo)識符，包括昵稱和職務(wù)。,2) 一對多映射：將多個收信人與一個標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)。可建立一個郵件分發(fā)器，即接收到一個郵件就將其發(fā)送給一大批的收信人。與這樣一批收信人集合相關(guān)聯(lián)的是一個標(biāo)識符，稱為郵件發(fā)送清單(mailin

7、g list)。郵件列表通常放在數(shù)據(jù)庫中，每一項是一組電子郵件地址。 在郵件發(fā)送清單中的收信人不一定都必須在本地，一個郵件發(fā)送清單中的收信人即使都在其他網(wǎng)點也是可以的。郵件分發(fā)器使得一大批人能夠通過電子郵件進(jìn)行通信而發(fā)信人不需要在發(fā)信時清楚地指明所有的收信人。,因特網(wǎng)上有許多郵件發(fā)送清單是開放的，任何人可自由地將其電子郵件地址通過電子郵件加入到某個郵件發(fā)送清單中，以便今后在自己的郵箱中自動收到所需信息的郵件。 當(dāng)電子郵件信息到達(dá)時，郵件分發(fā)器檢查目標(biāo)地址。如果目標(biāo)地址列表在數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)，分發(fā)器就將信息轉(zhuǎn)發(fā)給表中的每個地址。 表13.3顯示了一個郵件分發(fā)器數(shù)據(jù)庫的實例。(P209),2郵件網(wǎng)關(guān)

8、若郵件發(fā)送清單很大，那么向每一個收信人轉(zhuǎn)發(fā)郵件仍需很長的處理時間。因此人們往往采用電子郵件網(wǎng)關(guān) (e-mail gateway) 或電子郵件中繼（e-mailrelay）專門處理郵件發(fā)送清單。電子郵件網(wǎng)關(guān)在沒有人工干預(yù)的情況下利用計算機程序自動處理郵件。這種程序叫做清單管理程序 。,開始時，用戶利用發(fā)送方計算機，將單個副本從發(fā)送方的計算機傳到電子郵件網(wǎng)關(guān)。 電子郵件網(wǎng)關(guān)在查詢郵件列表的數(shù)據(jù)庫后，郵件分發(fā)器生成一個發(fā)送信息副本的請求。 網(wǎng)關(guān)計算機上的郵件傳輸程序?qū)⑸傻拿總€副本通過因特網(wǎng)發(fā)送給接收方的計算機。 最后，接收方計算機利用服務(wù)器將副本存進(jìn)接收方的郵箱。,返回,13.4 電子郵件信息格式

9、,電子郵件：信封+內(nèi)容 內(nèi)容：首部+信體(body) 首部：發(fā)送方、接收方、發(fā)送日期和內(nèi)容格式等。 信體：可以包含任意文本。 RFC 822規(guī)定了郵件內(nèi)容中的首部格式，郵件的信體部分由用戶自由撰寫。用戶寫好首部后，郵件系統(tǒng)將自動地將信封所需的信息提取出來并寫在信封上，用戶不需要填寫電子郵件信封上的信息。 首部由多行構(gòu)成，首部行：關(guān)鍵字+冒號+信息,下表是一個電子郵件信息的實例,首部中的關(guān)鍵字是From、To、Date、Subject。 From:表示發(fā)信人的電子郵件地址。一般由郵件系統(tǒng)自動填入。 To：后面填入一個或多個收信人的電子郵件地址。在電子郵件軟件中，用戶將經(jīng)常通信的對象姓名和電子郵件

10、地址寫到地址簿中。當(dāng)撰寫郵件時，只需打開地址簿，點擊收信人名字，收信人的電子郵件地址就會自動地填入到合適的位置上。 Date：發(fā)信日期。一般由郵件系統(tǒng)自動填入。 Subject：是郵件的主題。它反映了郵件的主要內(nèi)容。主題便于用戶查找郵件。,表14-3列出了一些在因特網(wǎng)電子郵件中可以找到的普通關(guān)鍵字，以及使用它們的目的。,返回,13.5 簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）,1.概述 簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）的目標(biāo)是可靠高效地傳送郵件。 SMTP命令定義了郵件傳輸或由用戶定義的系統(tǒng)功能，規(guī)定了14條命令和21種響應(yīng)信息。 每條命令用4個字母組成 每一種響應(yīng)信息一般只有一行信息： 3位數(shù)字代碼+簡單的

11、文字說明,下表給出了SMTP的最小命令集及其功能。,SMTP的應(yīng)答碼及其含義。,2. SMTP模型 當(dāng)用戶發(fā)出郵件請求時，SMTP發(fā)送者建立與SMTP接收者之間的一個雙向傳送通信通道。SMTP命令由SMTP發(fā)送者發(fā)出，由SMTP接收者接收，而應(yīng)答則反方面?zhèn)魉汀?3SMTP的使用 SMTP通信過程中的連接建立、郵件傳送、連接釋放三個階段。 (1) 連接建立 SMTP連接是在發(fā)送主機即客戶服務(wù)器的SMTP客戶和接收主機的SMTP服務(wù)器之間建立的。 SMTP客戶每隔一定時間對郵件緩存掃描一次。如發(fā)現(xiàn)有郵件，就使用SMTP的熟知端口號25與目的主機的SMTP服務(wù)器建立TCP連接。不管發(fā)送端和接收端的郵

12、件服務(wù)器相隔有多遠(yuǎn)，不管在郵件的傳送過程中要經(jīng)過多少個路由器，TCP連接總是在發(fā)送端和接收端這兩個郵件服務(wù)器之間直接建立，而不會使用中間的郵件服務(wù)器。,連接建立后，SMTP服務(wù)器發(fā)出“220 Service ready”。然后，SMTP客戶向SMTP服務(wù)器發(fā)送HELO命令，附上發(fā)送方的主機名。 SMTP服務(wù)器若有能力接收郵件，則回答：“250 OK”，表示已準(zhǔn)備好接收。若SMTP服務(wù)器不可用，則回答“421 Service not available”。 如在一定時間內(nèi)發(fā)送不了郵件，則將郵件退還發(fā)信人。,2郵件傳送 SMTP客戶服務(wù)器獲得接收服務(wù)器的肯定回復(fù)后，發(fā)出MAIL命令。MAIL命令后

13、面有發(fā)信人的地址。如： MAIL FROM： 若SMTP服務(wù)器已準(zhǔn)備好接收郵件，則回答“250 OK”。否則，返回一個代碼，指出原因。如：451(處理時出錯)，452(存儲空間不夠)，500(命令無法識別)等。,SMTP的RCPT命令判斷接收端系統(tǒng)是否已做好接收郵件的準(zhǔn)備，并將同一個郵件發(fā)送給一個或多個收信人，格式為： RCPT TO： 每發(fā)送一個命令，都有相應(yīng)的信息從SMTP服務(wù)器返回，如：“250 OK”，表示指明的郵箱在接收端的系統(tǒng)中?；颉?50 No such user here”，即不存在此郵箱。 SMTP的DATA命令，表示開始傳送郵件內(nèi)容。SMTP服務(wù)器返回的信息是：“354 S

14、tart mail input；end with ”。若不能接收郵件，則返回421(服務(wù)器不可用)，500(命令無法識別)等。,接著SMTP客戶就發(fā)送郵件的內(nèi)容。 發(fā)送完畢后，再發(fā)送 ，表示郵件內(nèi)容結(jié)束。 若郵件收到了，則SMTP服務(wù)器返回信息“250 OK”，或返回差錯代碼。 3連接釋放 SMTP客戶應(yīng)發(fā)送QUIT命令，表示客戶郵件發(fā)送完畢。 SMTP服務(wù)器返回的信息是“250 OK”。 SMTP客戶服務(wù)器再發(fā)出釋放TCP連接的命令，待SMTP服務(wù)器回答后，郵件傳送的全部過程即結(jié)束，從而釋放SMTP連接。,返回,13.6 郵件獲取協(xié)議,SMTP用于發(fā)送郵件，POP3和IMAP用于接收郵件。I

15、MAP 提供了一個在遠(yuǎn)程服務(wù)器上管理郵件的手段，它與POP 協(xié)議相似，但功能比POP 要多，功能包括：只下載郵件的標(biāo)題、建立多個郵箱和在服務(wù)器上建立保存郵件的文件夾。 13.6.1 POP3 郵局協(xié)議-版本3 1. 簡介 郵局協(xié)議POP(Post Office Protocol)是一個非常簡單、功能有限的郵件讀取協(xié)議。,2POP3命令及應(yīng)答。 POP3使用客戶服務(wù)器工作方式。在接收郵件的用戶的PC機中必須運行POP客戶程序，而在其ISP的郵件服務(wù)器中則運行POP服務(wù)器程序。 POP3命令由一個命令和一些參數(shù)組成。所有命令以一個CRLF對結(jié)束。命令和參數(shù)由可打印的ASCII字符組成，它們之間由空

16、格間隔。命令一般是三到四個字母，每個參數(shù)卻可達(dá)40個字符長。 POP3響應(yīng)由一個狀態(tài)碼和一個可能跟有附加信息的命令組成。所有響應(yīng)也是由CRLF對結(jié)束。對于特定命令的響應(yīng)是由許多字符組成的。,表給出POP3最小命令集。,3工作模式 POP3有兩種工作模式：刪除模式和保持模式。 刪除模式表示一旦郵件交付給用戶的PC機，POP服務(wù)器就不再保存這些郵件。 保持模式指在收信人讀取郵件后，此郵件仍保留在POP服務(wù)器上。 用戶在取回郵件并中斷與POP服務(wù)器的連接后，可在自己的PC機上慢慢處理收到的郵件。因此POP實際上是一個脫機協(xié)議。,4. 基本操作 服務(wù)器偵聽TCP端口110。 POP3客戶和服務(wù)器建立T

17、CP連接后，會話進(jìn)入鑒別狀態(tài)，在此狀態(tài)中，客戶必須通過POP3服務(wù)器的鑒別。若鑒別成功，則服務(wù)器就打開客戶的郵箱，進(jìn)入處理狀態(tài)。 在處理狀態(tài)中，客戶請求服務(wù)器提供信息(如郵件列表)或完成動作(如取走指定的郵件報文)等服務(wù)。 最后，當(dāng)客戶發(fā)出QUIT命令時，會話就進(jìn)入更新狀態(tài)，連接終止。,13.6.2因特網(wǎng)報文存取協(xié)議IMAP 因特網(wǎng)報文存取協(xié)議IMAP是斯坦福大學(xué)在1986年開發(fā)的。IMAP的最新版是IMAP第4版修訂版1(RFC 2060)。 1工作原理 IMAP4的三種工作模式：離線、在線和斷連方式。 1）離線工作模式 2）在線工作模式 3）斷連工作模式,2與POP3的簡單比較 1）相同之

18、處 IMAP和POP都按客戶服務(wù)器方式工作。 對于POP3和IMAP4協(xié)議，進(jìn)來的郵件都存儲在中央的郵件服務(wù)器上。用戶使用遵循協(xié)議的郵件客戶軟件來連接到郵件服務(wù)器上，先進(jìn)行身份驗證，鑒定登錄名和口令，然后用戶才獲得訪問郵箱的權(quán)利。 有一些POP3服務(wù)器也提供了在線功能，但是，沒有達(dá)到IMAP4的性能。,2）不同之處 POP3是存儲轉(zhuǎn)發(fā)的信息交換系統(tǒng)。POP3郵件服務(wù)器把消息發(fā)送給客戶，自己并不在服務(wù)器上保存副本。 IMAP通過客戶機的電子郵件程序可在服務(wù)器上創(chuàng)建并管理郵件文件夾或郵箱、刪除郵件、查詢某封信的一部分或全部內(nèi)容，完成所有這些工作時都不需要把郵件從服務(wù)器下載到個人計算機上。 在使用I

19、MAP時，所有收到的郵件同樣是先送到ISP的郵件服務(wù)器的IMAP服務(wù)器。而在用戶的PC機上運行IMAP客戶程序，然后與ISP的郵件服務(wù)器上的IMAP服務(wù)器程序建立TCP連接。用戶在自己的PC機上就可以操縱ISP的郵件服務(wù)器的郵箱，就像在本地操縱一樣，IMAP是一個聯(lián)機協(xié)議。,13.6.3 通用因特網(wǎng)郵件擴充（MIME）,通用因特網(wǎng)郵件擴充MIME(Multipurpose Internet Mail Extentions) 用以克服電子郵件協(xié)議SMTP的一些缺點： SMTP不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進(jìn)制對象。 SMTP限于傳送7位的ASCII碼。許多其他非英語國家的文字無法傳送。 SMTP服

20、務(wù)器會拒絕超過一定長度的郵件。 某些SMTP的實現(xiàn)并沒有完全按照RFC 821的SMTP標(biāo)準(zhǔn)。,1MIME概述 MIME沒有改動SMTP或取代它。MIME是一個補充協(xié)議，它使得非ASCII數(shù)據(jù)可以通過SMTP傳送。MIME繼續(xù)使用目前的RFC 822格式，但增加了郵件主體的結(jié)構(gòu)，并定義了傳送非ASCII碼的編碼規(guī)則。 MIME郵件可在現(xiàn)有的電子郵件程序和協(xié)議下傳送。 MIME主要包括以下三部分內(nèi)容RFC l521，1522： 1）5個新的郵件首部字段，它們可包含在RFC 822首部中。這些字段提供了有關(guān)郵件主體的信息。,2）定義了許多郵件內(nèi)容的格式，對多媒體電子郵件的表示方法進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。 3

21、）定義了傳送編碼，可對任何內(nèi)容格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不會被郵件系統(tǒng)改變。 MIME增加的5個新的郵件首部如下(有的可以是選項)： 1)MIME-Version：標(biāo)識MIME的版本。規(guī)定代理支持的MIME版本。 2)Content-Description：選項，內(nèi)容說明，這是可讀字符串，說明此郵件是什么(圖像、語音、視頻)。 3)Content-Id：郵件的惟一標(biāo)識符，可選項，內(nèi)容ID，用戶代理可用其值識別MIME的入口。,4)Content-Transfer-Encoding：內(nèi)容傳送編碼，在傳送時郵件的主體是如何編碼的。 5)Content-Type：說明郵件的性質(zhì)，共有7個基本內(nèi)容類型和15種子

22、類型。 2內(nèi)容傳送編碼 MIME可傳輸五種編碼格式： 1）7bit ASCII碼(短行)，每行不能超過1000個字符,NVT ASCII是Internet E-mail報文的缺省格式。 2) 8bit非ASCII碼(短行) ，每行不能超過1000個字符。 3) 二進(jìn)制碼(不限長度行)，每行可以超過1000個字符。 4) 64基編碼，對于任意的二進(jìn)制文件，可用64基編碼。 5）可打印(quoted-printable)，針對八位郵件傳輸，若有第八位時，可使用可打印編碼通過Internet的7位值E-mail系統(tǒng)傳輸8位數(shù)據(jù)。,64基編碼方法如下： 先將24bit的代碼劃分為4個6bit組。6bi

23、t組的二進(jìn)制代碼共有64種不同的值，從0到63。用A表示0，用B表示1，等等。26個大寫字母排列完畢后，接下去再排26個小寫字母，再后面是10個數(shù)字，最后用“+”表示62，而用“”表示63。 再用兩個連在一起的等號“=”和一個等號“=”分別表示最后一組的代碼只有8或16比特。 回車和換行都忽略，它們可在任何地方插入。,base64編碼的例子，假設(shè)有二進(jìn)制代碼，共24bit：01001001 00110001 00111001。先劃分為4個6bit組，即: 010010 010011 000100 111001 (18) (19) (4) (57) 對應(yīng)的base64編碼為：STE5。其ASCI

24、I碼為： 01010011 01010100 01000101 00110101 三個字符用四個字符傳。 適用于ASCII碼不多的情況。,另一種編碼稱為quoted-printable，這種編碼方法可用于當(dāng)郵件中包含了非英文的文本，例如漢字。 這種編碼方法的要點:對于可打印的ASCII碼，除等號“=”外，都不改變。等號“=”以及編號超過127的ASCII碼的編碼方法是：先將每個字節(jié)的二進(jìn)制代碼用兩個十六進(jìn)制數(shù)字表示，然后在前面再加上一個等號“=”。 例如，漢字的“系統(tǒng)”的二進(jìn)制編碼是：1011111110100101 1011110010100011，其十六進(jìn)制數(shù)字表示為：BFA5BCA3，

25、用quoted-printable編碼表示為：=BF=A5=BC=A3。 而等號“=”的二進(jìn)制代碼為00111101，即十六進(jìn)制的3D，因此等號“=”的quoted-printable編碼為“=3D”。采用quoted-printable編碼時，一個非ASCII字符用三個ASCII字符傳送。,3內(nèi)容類型 MIME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Content-Type說明必須含有兩個標(biāo)識符，即內(nèi)容類型(type)和子類型(subtype)，中間用“/”分開，例如text/plain。 標(biāo)準(zhǔn)定義了7個基本內(nèi)容類型和15種子類型。除了標(biāo)準(zhǔn)類型和子類型，MIME允許發(fā)信人和收信人定義專用的內(nèi)容類型。但為避免可能出現(xiàn)名字沖突，標(biāo)準(zhǔn)要求為專用的內(nèi)容類型選擇的名字要以字符串x-開始。,MIME的內(nèi)容類型中的multipart使郵件增加了相當(dāng)大的靈活性。標(biāo)準(zhǔn)為multipart定義了四種可能的子類型。 1）mixed子類型允許單個報文含有多個相互獨立的子報文，每個子報文可有自己的類型和編碼。mixed子類型報文使用戶能夠在單個報文中附上文本、圖形和聲音，或者用額外數(shù)據(jù)段發(fā)送一個備忘錄，類似商業(yè)信箋含有的附件。 2