毕业设计(论文)说明书----Tiny Webmail的设计与实现.doc

2009 届 毕业论文(设计) Tiny Webmail 的设计与实现 院（系）名称计算机系 专 业 名 称计算机网络 班级 学生姓名 学号 指导教师 完 成 时 间2010 年 6 月 1 日 摘 要 I 摘摘 要要 在当今的信息社会中，电子邮件已经成为各行各业中使用非常频繁的通讯工具。 当中，人们应用得最多的是门户网站推出的免费Webmail 服务。这种基于 B/S 模式的，用户通过浏览器进行邮件读取、发送等功能的Webmail，由于只是读 取远程邮件，不下载任何邮件到本地，操作方便快捷，且具备相当高的安全性能， 已经成为当今邮件系统的首选。 在 Webmail 技术已经成熟的大环境下，互联网上的各大门户网站相继提供这 种免费的邮件服务。于是，一个用户可以同时拥有多个Webmail 邮箱帐户，而 这些邮箱可能是由多个不同的邮件服务商所提供，所以用户每天都要在多个门户 网站上切换登陆邮箱，某种程度上存在很多不便。从而引发我们开发小组的设想， 搭建这样一个 Webmail 平台，让用户一次登陆就可以访问到属于他的多个邮箱帐 户。这种通过浏览器来访问的新型的邮件客户端，就是本文所要设计的 Tiny Webmail 系统。 本文就如何建立快捷、安全、灵活WebMail 系统做了概要的分析，探讨了 Webmail 系统的通信实现层及客户应用层的实现方法，并主要讲解如何运用 Asp+Jmail 邮件组件 +SQL Server 等技术实现 Tiny Webmail 系统。设计内容包含 Tiny Webmail 的设计模型，功能模块及其实现，应用平台的搭建。在全文最后给 出 TinyWebmail 的测试报告，以及对将来Webmail 的发展趋势做一些展望。 关关键键词词： Webmail ；Email；POP3 邮局协议； SMTP 协议； Abstract II A Abstractbstract In modern information world,E-mail has been a frequently used communication tool in every walk of life。Among them, people use free webmail services provided by famous websites mostly。This webmail is based on B/S pattern, users can have such functions as receiving , reading and sending , because it is only to read and receive remote email without loading down on local host, the operation is convenient and fast as well as having a high safty performance, it has become the first choice of email system。 In the condition of webmail technology is quite mature, the famous websites in Internet provide this kind of free mail services one after the other。 Thus, one can own more than one email accounts at the same time。 For these mail boxes maybe provided by different mail service providers, users have to switch to log on mail box in many websites, this is not convenient to some extent。Therefore, we are triggered to make such a webmail platform for the users to access to all his mail accounts by one logon。 The design “Tiny webmail system” referred in this thesis is this kind of application system similar to“Foxmail” 。 This thesis researches on how to make a fast, safe and smart webmail system, it has a summarized analysis of the system, discussing the actualization of communication actualization layer and customers application layer in webmail system, mainly explaining how to actualize tiny webmail system by using AspJmailsql server technologies。The design part includes the design model, function model and its actualization, the configuration of tiny webmail。The thesis concludes a test report of the tiny webmail and the deficiency of the system。 Keyword： Email；Webmail；POP3；SMTP 目 录 III 目目 录录 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 目目 录录 .III 第一章第一章 绪绪 论论1 1.1 引言 .1 1.2 问题的提出 .1 1.3 本论文的研究工作和结构安排 .2 1.3.1 本文讨论的问题.2 1.3.2 论文结构.2 第二章第二章 电子邮件简介电子邮件简介3 2.1 什么是电子邮件 .3 2.1.1 电子邮件的发展历史3 2.1.2 电子邮件的格式3 2.1.3 电子邮件系统的组成4 2.2 电子邮件模式 4 2.2.1 C/S 模式5 2.2.2 B/S 模式5 2.2.3 基于 LDAP 协议的模式.6 2.3 电子邮件服务器 .6 2.3.1 具有协同工作能力的商业群件系统6 2.3.2 基于 Unix/Linux 系统开放源代码的邮件系统 .7 2.3.3 专业的邮件系统产品7 2.3.4 其他特色邮件系统产品7 2.4 电子邮件协议 .8 2.4.1 TCP/IP 结构8 2.4.2 SMTP 协议9 2.4.3 POP3 协议.11 2.4.4 IMAP 协议12 2.5 电子邮件服务方式 .13 2.5.1 电子邮件服务提供的模式13 2.5.2 几大门户网站提供的电子邮件服务比较13 2.5 小结 .14 第三章第三章 TINY WEBMAIL 的设计思想的设计思想15 3.1 引言 .15 3.2 TINYWEBMAIL的设计模型.15 3.2.1 传统 B/S 结构15 目 录 IV 3.2.2 新 B/S/S 三层架构.15 3.3 TINYWEBMAIL通信实现层.16 3.3.1 用户交互16 3.3.2 邮件交互16 3.4 TINYWEBMAIL技术实现层.17 3.4.1 开发语言:ASP+SQL Server 17 3.4.2 邮件组件:Jmail 18 3.4.3 运行环境:Windows2003 Server22 3.5 小结 .23 第四章第四章 TINY WEBMAIL 的设计与实现的设计与实现24 4.1 引言 24 4.2TINY WEBMAIL系统模块设计 .25 4.2.1 用户模块.25 4.2.2 邮件模块.25 4.2.3 系统附带功能.32 4.3TINY WEBMAIL后台管理系统 .32 4.3.1 系统配置模块.32 4.3.2 用户管理模块.33 4.4TINY WEBMAIL系统数据库设计 33 4.4.1 用户信息表.33 4.4.2 用户-邮件帐户表.33 4.4.3 用户-通信录表33 4.4.4 用户-个性签名表.34 4.5 小结 .34 第五章第五章 系统的应用与问题系统的应用与问题35 5.1 系统配置 .35 5.1.1Web 服务器的配置35 5.1.2 数据库服务器的配置.36 5.1.3 组件安装.37 5.2 运行报告 .37 第六章第六章 全文总结全文总结38 6.1 结论 .38 6.2 展望 .39 参考文献参考文献41 致致 谢谢42 第一章 绪 论 1 第一章第一章 绪绪 论论 1 1. .1 1 引引言言 随着 Internet 的快速发展与广泛应用 , 使全球融入了信息发布与共享、快速 传输与高效利用的洪流中。在所有Internet 的应用中 , 电子邮件是使用时间最长、 用户群最大、适用范围最广 , 同时也是最重要的应用之一。 电子邮件是一种通过网络实现相互传送和接收信息的现代化通信方式，它与 邮局收发的普通信件一样，都是一种信息载体。在早期,电子邮件只是是发送简 单文本,经过不断拓展 ,现在已经可以发送图片、声音、视频等多媒体信息。 用户一旦申请了邮箱帐户，就可以坐在家里通过网络访问其邮箱，很方便的 查看到信件。而通过浏览器来访问其邮箱的应用模式，正由于其简便快捷的操作， 可随时随地的登陆到自己的邮箱，随着互联网的普及推广，正成为一种潮流。这 也正是本文所研究的 Webmail 邮件系统 。 1.21.2 问题的提出问题的提出 进入国际互联网的用户可以方便地使用电子邮件(E-mail)交换信件 ,而且不 用任何纸张就可方便地写 ,寄,读,转发信件。电子邮件应用没有地域限制，不管 对方在地球的哪个地区 ,只要他在 Internet 上就可以进行相互通信 ,也不受时间 的限制,而且是不管是进行国际间通信还是国内通信。在足不出户的情况下，就能 向全世界任何一个角落发送邮件、读取别人发送给他的邮件。换句话说，只要有 网络存在的地方，就有电子邮件。 从早期的一般只有 5M20M 大小免费的电子邮箱，用户只能发送文字、图片信 息，到现在的 G 级邮箱，用户可以自由发送音乐、影视等多媒体信息，电子邮件已经 是人们身边必不可少的信息传递工具。 由于电子邮件技术已经相对成熟，现在各大门户网站都陆续提供基于 Webmail 的免费电子邮件服务。这些Webmail 样式繁多，而且服务各不相同， 给用户很多选择的余地，可以根据自己的需要选择符合自己的邮件服务提供商。 但是选择多了，问题就出现了。几乎现在每一个Internet 上的用户都会拥 有自己的电子邮件帐户 ,而且有的人还同时拥有多个邮件帐户。他们每天都在多 个邮件服务提供商的网站上切换登陆邮箱，浪费很多时间。而且邮箱帐户一多， 用户可能会忘记用户名或者密码。在这个多帐户的层面上，Webmail 的不统一 给用户带来诸多不便。这直接触发本文对Webmail 的应用提出新的思路 能 第一章 绪 论 2 否把各大门户网站提供的Webmail 整合在一起，让用户一次登陆就能访问到属于 他的所有邮箱帐户呢？ 这就是本文所要研究的新型的Webmail。 1.31.3 本论文的研究工作和结构安排本论文的研究工作和结构安排 1.3.1 本文讨论的问题 本文研究的是在这个四通发达的互联网中，什么样的Webmail 才是用户最 需要的的，最方便用户使用的。我们开发小组在经过一个多月的调研之后，尝试 着设计出一种新型的 Webmail-Tiny Webmail 系统。用户通过本系统 ,登记其 各个邮件帐户之后 ,便可以访问在各种邮件服务器上的邮件帐户,来读取/发送 邮件，做到一次登陆就可以访问到多个邮箱帐户。这与 Foxmail 邮件客户端类 似，只是把相同的应用通过浏览器来实现。 1.3.2 论文结构 论文结构安排如下： 第一章绪论，阐述论文的研究背景、 Email 的应用情况； 第二章电子邮件系统，概要的简述邮件系统，运行模式，邮件服务器，服务方式 等方面的知识，对邮件系统有个概要的了解； 第三章Tiny Webmail 的设计思想 ,主要讲解 Tiny Webmail 的的设计模型是一种 新型的三层架构 ,以及与系统技术实现层 (Asp+Jmail+SQL Server)相关的 一些知识； 第四章Tiny Webmail 的设计与实现 ,介绍系统各个功能模块的设计以及功能实现 的代码、数据库的设计等； 第五章Tiny Webmail 系统的应用与问题 ,介绍本系统的搭建方法 ,并且附带一个 星期的运行报告； 第六章全文总结 其中，第二章重点介绍了Webmail 的特点；第三 /四章重点介绍了系统总体 方案的构成和特点；第五章介绍了我们设计的Tiny Webmail 的应用情况。 第二章 电子邮件简介 3 第二章第二章 电子邮件电子邮件简介简介 2 2. .1 1 什什么么是是电电子子邮邮件件 电子邮件也叫做 Email(国内昵称 :伊妹儿),是一种可以通过 Internet 发送 文本和图像、声音、视频等多媒体的程序 ,同时也可以接收到别人发送过来的信 息。这是一种基于网络上的双向的交流。正是由于电子邮件的使用简易、投递迅 速、收费低廉，易于保存、全球畅通无阻，使得电子邮件被广泛地应用，也使人 们的交流方式得到了极大的改变。 2.1.1 电子邮件的发展历史 电子邮件的发展经历几个阶段，随着互联网技术的成熟，网络协议的规范化而逐 步完善，大致时间历程表如下: 1969 美国国防部高级发展研究署建立 APARNET 网络 1972 第一个 Email, 美国人 Ray Tonlinson 研制成功 SNDMSG 系统 1982 制定 RFC821 简单邮件传输协议(SMTP) 1982 制定 RFC822 ARPA 互联网文本信息标准格式 1984 制定 POP 邮局协议 1986 DNS 代替 HOST 文件 1988 制定 IMAP 互联网信息访问协议 1992 制定 MIME 多用途互联网邮件扩展标准 虽然电子邮件是在 70 年代发明的，它却是在 80 年才得以兴起。70 年代的沉寂主 要是由于当时使用 Arpanet 网络的人太少，网络的速度也仅为 56Kbps 的二十分之一。 受网络速度的限制，那时的用户只能发送些简短的文本信息，根本别想象现在那样发 送大量照片；到 80 年代中期，个人电脑兴起，电子邮件开始在电脑迷以及大学生中广 泛传播开来；到 90 年代中期，互联网浏览器诞生，全球网民人数激增，电子邮件被广 泛使用。到现在，电子邮件不仅应用于个人生活，还普遍应用于商业活动中。 2.1.2 电子邮件的格式 电子邮件的地址格式很类似于家庭门牌号码，或者更准确地说，相当于用户在 邮局租用了一个信箱，有实名地址和唯一的编号，从而确保不会有重复的地址。 电子邮件典型的格式是abcxyz，这里之前是用户选择代表他的字符组合或 代码，之后是为用户提供电子邮件服务的服务商名称，一般是该服务提供商所注 册的网络域名，如 163.com。这样整合在一起，电子邮件地址就是 user163.com ，myname163.com 等。 第二章 电子邮件简介 4 这些电子邮件地址都是虚拟的，每个人的邮件地址都不同。而且允许一个人可 以拥有多个邮件地址，这跟用户向那个邮件服务提供商申请邮箱有关。由于现在 的电子邮件很多都是免费服务，而且国内各大门户网站都提供电子邮件服务的， 诸如：163.com , sina.com , yahoo.com.cn 等，所以很多互联网用户都同时拥 有很多邮箱帐户。 2.1.3 电子邮件系统的组成 一个电子邮件系统一般应该包含下图所示的两个子系统: 图 2.1 电子邮件系统的组成 用户代理 UA(User Agent),又称为用户接口,它允许人们读取和发送电子邮件；报 文发送代理 MTA(Message Transfer Agent),它将消息从出发地传到目的地。用户代理是 一个本地程序,它提供命令行方式,菜单方式或者图形方式的界面来与电子邮件系统交 互。报文传送代理是在后台运行的系统程序,在系统间传输电子邮件。 我们所说的电子邮件(Email)，是基于这两个子系统之间的传递的信息。而用户能 够接触到的通常是 UA 模块，比较常见的有 Outlook、Foxmail 等客户端软件，还有一种 就是 Webmail通过浏览器访问特定的页面，登陆上邮箱服务器的。 2 2. .2 2 电电子子邮邮件件模模式式 在电子邮件刚起步的时候 ,最先采用的是共享文件模式。这种模式采用共享文 件的消息传递方式 , 邮件存储方式为典型的 /var/spool/mail 方式。系统以非常消 极的方式为客户端提供对共享资源的访问, 用户必须登录到特定的网络服务器 ,才 能访问共享目录。这种模式的电子邮件效率很低,所以很快就被淘汰。 目前，电子邮件系统的应用模式大致分三个阵营,一种是基于 C/S 架构,一 种是基于 B/S 架构, 另外一种是新兴的系统是基于LDAP 协议的架构。 其中 B/S 模式的电子邮件系统 ,就是我们所要重点研究的Webmail,它是基 于 WWW 方式进行 E-mail 收发的一种电子邮件系统。操作简单,系统拓展性好 是这种邮件系统最大的特点。用户无需任何电子邮件客户端软件,只要利用浏览 第二章 电子邮件简介 5 器打开特定的网页 ,即可在网页上面读取邮件 ,发送邮件。 2.2.1 C/S 模式 C/S 模式是早期的邮件服务方式， S 表示邮件服务器 Server,C 代表邮件客 户端 Cilent，例如 Outlook，Foxmail 等。 20 世纪 90 年代后期 , C/S 结构占据了主导地位 , 邮件存储方式也发展为 采用关系数据库 , 即 Unix user/Mailbox 方式。与共享文件系统相比 , C/S 系 统中服务器的工作要主动得多 , 因此被称为主动邮件系统。 C/S 模式邮件系统的所有部件 (如收发模块、用户认证模块、邮件存储模块 等) 都运行于同一台服务器上 , 不能够将不同的功能模块放在不同的机器上进行 负载分担。对于用户认证模块 , 验证用户身份的信息都存放于同一文件中, 在 大用户量的情况下 ,队列效率将会大大降低。邮件存储模块使用关系数据库,不 能将用户数据库模块分割成几部分分别存储在几台存储服务器上, 每个人的邮 件是一个文件 , 用户越多邮件文件就越多 , 而在 U nix 系统中同一级目录中的 文件超过一定数量后 , 文件系统运转效率将会大大降低；另外, 由于每一个用 户的邮件都存放于同一个文件中 ,如果在用户取信过程中出现网络异常, 则很 容易引起邮箱的死锁。 典型代表是 Microsoft 开发的 Exchange,其搭配的客户端是 Outlook。 特点是:通过 Outlook 邮件客户端把邮件下载到本地硬盘 ,在本地进行邮件阅 读,发送,删除等管理。同时可选择的对服务器端进行相应的邮件操作操作。其不 方便性在于如果用户更换电脑，就必须重新下载邮件到本地电脑。 2.2.2 B/S 模式 B/S 模式是现在应用最广泛邮件服务方式，S 表示邮件服务器 ,B 代表是浏览 器,代表有 Microsoft 的 IE(Internet Explorer),网景公司的 Netscape 和基于 Linux/Unix 的 Mozilla 浏览器。 在这种模式下 , 诸如 CGI,Java Servlet,Asp 等网关教本语言 ,扮演邮件用户 代理(Mail User Agent)的角色,向邮件系统的用户提供在线接收邮件,发送邮件 , 浏览邮件 ,管理邮件等功能。这种模式首先是Hotmail 公司推广的 ,最后被微软 公司以 4 亿美元收购 ,并且在 Internet 上推广,扩大其影响。 典型代表是 163.com 提供的电子邮件服务 ,是采用由国内著名的邮件系统开 发商广州安岭科技服务有限公司开发的一套 Coremail 邮件系统。基于 Solaris, Linux 平台上的 Images 邮件服务器 ,客户端是采用 Jsp+JavaMail 技术实现。 特点:用户无须把邮件下载到本地硬盘 ,而是通过标准的协议让WebServer 与 MailServer 做交互通信 ,从而远程读取邮件服务器上的邮件，并且在浏览器上 显示出来。这样用户可以随时随地的在任何一个地方,打开浏览器 ,登陆上邮箱 ,来 进行邮件读取、发送等操作。 第二章 电子邮件简介 6 2.2.3 基于 LDAP 协议的模式 现在还有一种新型的邮件系统是基于目录的。系统采用 LDAP 协议,也是属于主动 邮件系统的一种。工作原理与集中式 C/S 模式的邮件系统基本相同, 不同的是他既支 持集中式的也支持分布式的 C/S 模式, 邮件存储方式使用新的 user/Maildir 方式。 引入 LDAP 协议,最主要的目的是构造能满足大容量需求的分布式邮件系统。这种 分布式邮件系统的可以将软件的不同模块, 如收发模块、用户认证模块、邮件存储模块、 用户接入模块等, 分别运行在不同的机器上, 共同完成整个邮件系统的功能, 实现负载 分担; 采用目录方式存储用户数据。目录服务作为分布式计算环境中的一部分, 提供定 位和确定系统中用户和资源的方法, 系统可以根据需要和用户的使用模式进行定制。 这种结构所支持的用户量有比较大的灵活性, 目前采用这种架构的系统均可以支持 到几千万以上的用户量。例如最为著名的电子邮件站点 Hotmail, 他采用基于 LDAP 协 议的多机分布式并行操作的方式, 目前其用户已达 3000 万。 2 2. .3 3 电电子子邮邮件件服服务务器器 现在流行的邮件服务器有很多种 ,主要有 Exchenage、Lotus Domino、Sendmail、Qmail、Postfix、Exim 及 Zmailer 等等。它们的历史长短 不一，从古老的 UUCP 邮件到庞大的商业群件产品，各具特色。我们将目前在企 业中主要应用的邮件系统产品分为四大阵营，并对其适用对象和产品特色进行详 细分析，具体如下。 2.3.1 具有协同工作能力的商业群件 系统 代表产品: Microsoft Exchange 2000 系列和 IBM Lotus Domino/Notes 这类产品能够提供收发邮件外的多种附加功能，价格相对昂贵，但是具有良好的 安全性、强大的管理能力、优秀的协同工作能力以及全面的开发性能。这类产品的最 终目的是为企业构建一个信息共享和协作的统一通信基础平台，用户可以在其基础上 开发企业的工作流、知识库管理以及项目协作等应用。 目前，Microsoft、IBM 公司的 Exchange 2000 系列和 Lotus Domino/Notes 是市场 上成熟的商业群件产品，在国内拥有深厚的用户基础，占据着市场绝大部分的份额。 这也是 2 款老牌的邮件系统产品，它们完整地经历了从共享文档系统到客户端/服务器 系统的发展历程。随着技术本身的完善，Exchange 和 Lotus Domino 也不断丰富其自身 功能，发展成为不仅能够进行电子邮件传递，还具有日历、工作流、传真、移动等增 值功能，并拥有与其他办公软件协同工作和应用开发能力的产品。 但是这些系统不支持 Webmail 功能,只能用特定的邮件客户端登陆访问。但是也可 以根据企业自身需要,有选择的进行二次开发,搭建企业自己的 Webmail 端。 适用对象: 大中小型企业构建通信基础平台，以及具有开发邮件应用需求的用户。 第二章 电子邮件简介 7 2.3.2 基于 Unix/Linux 系统开放源代码的邮件系统 代表产品: Sendmail、Qmail 和 Postfix 对于 ISP 这样的网络服务提供商来说，为大量用户提供收发邮件的服务是其邮件 系统的主要功用。他们对邮件系统的功能需求比较单一，主要需求是能够支持大量的 用户邮件收发服务，实际上应用的是信件的传输代理功能。作为开放源代码的电子邮 件系统解决方案，基于 Unix/Linux 的邮件系统能够很好地节约邮件服务提供商的投资， 又能够支持大量用户收发邮件，自然成为网络服务提供商的首选产品，国内著名的新 浪电子邮件系统就是使用 Qmail 构建的。 这类产品的功能相对简单，只是操作系统上的一个应用，只能提供十分有限的功 能，不可能实现高层的网络应用，因此无法扮演企业级统一通信平台的角色。 适用对象: ISP 等网络服务提供商和电信运营商。 2.3.3 专业的邮件系统产品 代表产品: Formail、TurboLinux Powermail 和 Message 随着互联网应用的逐步深入，电子邮件市场也呈现了多元化细分的趋势。在这种 形势下，一批针对各个细分市场需求进行设计开发的电子邮件系统产品应运而生，并 经过一段时间的发展改进而逐渐成熟。同时一批专门为不同类型企业用户提供专业邮 件系统服务的厂商也在不断涌现，并占领了一定的市场份额。 与前面提到的大而全或便宜简单的邮件系统相比，这一类型的邮件系统价钱适中， 可以提供一定附加功能，具有较为强大的管理能力且进行了易用性的优化，对版本进 行了细分并采用模块化设计思路，可以根据用户的实际应用状况和投入成本进行灵活 的选择，并且针对不同行业用户提供不同版本。 适用对象:这类产品在易用性方面表现得比较突出，适合技术能力薄弱的企业。 2.3.4 其他特色邮件系统产品 代表产品: MDaemon、IMail 和 ArGoSoft Mail Server 目前这类产品的主力成员是一些自由软件或共享软件产品，这些产品的最大优点 是价钱便宜甚至可能免费获得。它们支持少量客户端收发邮件的功能，附加功能的提 供有限。对于使用者来说，这类产品的优势和弱势同样明显。它们的主要优势体现在 “小、快、灵”3 个方面，软件的体积比较小，通常在 10MB 以下，用户可以直接从 网上下载得到; 用户下载后，只需进行简单的配置即可开始工作; 而对于充当邮件服务 器的机器配置，这类产品的要求也并不是很高，用户可以灵活地进行安装。这类产品 大多基于 Microsoft 平台进行开发，每款产品都拥有一批忠实的拥护者。对于很多小型 网络的管理员来说，这类产品可以简单快速地构建功能简单的邮件系统。这类产品的 缺陷与前面的基于 Unix/Linux 开放源代码的邮件系统产品一样，功能相对单一，虽然 很多产品具有一定的协同工作能力，但在附加功能价值与可支持用户数量方面无法与 第二章 电子邮件简介 8 商业群件产品和专业产品相比。 邮件系统本身自带 Webmail 功能,企业用户不用自己开发,应用起来比较方便实用。 适用对象: 这类产品是小型企业和企业小型办事处的首选，主要特点是投资少、见 效快，是邮件系统的“快餐产品” 。但是这类产品的可扩展性较差，不适用于规模扩张 迅速的企业和机构。 2.42.4 电子邮件协议电子邮件协议 2.4.1 TCP/IP 结构 在互联网发展史上具有决定意义的一件事是在 1983 年 1 月 1 日，APARNET 正式 转换成 TCP/IP 协议的网络。正是 TCP/IP 的出现，才使得互联网得以在全世界的范围 内迅速发展并具有今天的规模。 根据 TCP/IP 协议，互联网分为 4 层，加上最底层的硬件层一共是 5 层： 图 2.4(a) TCP/IP 结构 1. 物理层 对应于网络的基本硬件，这也是 Internet 物理构成，即我们可以看得见的硬件 设备，如 PC 机、互连网服务器、网络设备等，必须对这些硬件设备的电气特性作 一个规范，使这些设备都能够互相连接并兼容使用。 2. 网络接口层 它定义了将数据组成正确帧的规程和在网络中传输帧的规程，帧是指一串数 据，它是数据在网络中传输的单位。 3. 互联网层 本层定义了互联网中传输的“信息包”格式，以及从一个用户通过一个或多 个路由器到最终目标,采用”信息包”转发机制。 4. 传输层 为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端连接。 5. 应用层 它定义了应用程序使用互联网的规程,也是电子邮件的 SMTP 协议所在层面。 第二章 电子邮件简介 9 Internet 的核心层是网络层和传输层，相应的核心协议是 IP 协议和 TCP 协议。 IP 协议的主要功能包括无连结数据报传送数据报寻径以及差错处理三部分。IP 协议的特点是点到点的，IP 对等实体间的通信不经过中间机器，对等实体所在的 机器位于同一物理网络，对等机器之间有直接的物理连接。TCP 协议被称作一种 端对端协议。这是因为它为两台计算机之间的连接起了重要作用：当一台计算机 需要与另一台远程计算机连接时，TCP 协议会让它们建立一个连接、发送和接收 数据以及终止连接。传输控制协议 TCP 协议利用重发技术和拥塞控制机制，向应 用程序提供可靠的通信连接，使它能够自动适应网上的各种变化。 IP 协议只保证计算机能发送和接收分组数据，而 TCP 协议则可提供一个可靠 的、可流控的、全双工的信息流传输服务。虽然 IP 和 TCP 这两个协议的功能不尽 相同，也可以分开单独使用，但它们是在同一时期作为一个协议来设计的，并且 在功能上也是互补的。只有两者的结合，才能保证 Internet 在复杂的环境下正常 运行。凡是要连接到 Internet 的计算机，都必须同时安装和使用这两个协议，因 此在实际中常把这两个协议统称作 TCP/IP 协议。 TCP/IP 协议除了 TCP 协议和 IP 协议，还包含物理接口和 IP 层之间的 ARP/RARP 协议，应用层的 FTP 协议 SMTP 协议和 POP3 协议等，所用的这些协议构成 Intenet 的 TCP/IP 协议族。 2.4.2 SMTP 协议 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）协议是为了保证电子邮件的可靠和高效传 送。TCP/IP 协议的应用层中包含有 SMTP 协议，但事实上它与传输系统和机制无关， 仅要求一个可靠的数据流通道。它可以工作在 TCP 上，也可以工作在 NCP，NITS 等 协议上。在 TCP 上，它使用端口 25 进行传输。SMTP 的一个重要特点是可以在可交互 的通信系统中转发邮件。 2.4.2.12.4.2.1 SMTPSMTP 的模型的模型 SMTP 客户使用一组简单的、基于文本的命令与 SMTP 服务器进行通信。在建立了 一个连接后，为了接收响应，SMTP 客户首先发出一个命令来标识它们的电子邮件地 址。如果 SMTP 服务器接受了发送者发出的文本命令，它就利用一个 OK 响应和整数代 码确认每一个命令。客户发送的另一个命令意味着电子邮件消息体的开始，消息体以 一个圆点“.”加上回车符终止。 通信过程中，发件方 SMTP 与收件方 SMTP 采用对话式的交互方式，发件方提出 要求，收件方进行确认，确认后才进行下一步的动作。整个过程由发件方控制，有时 需要确认几回才可以。 为了保证回复命令的有效，SMTP 要求发件方必须提供接收方的服务器及邮箱。 邮件的命令和答复有严格的语法定义，并且回复具有相应的数字代码。所有的命令由 ASCII 码组成。 第二章 电子邮件简介 10 图 2.4(b) SMTP 模型 2.4.2.22.4.2.2 SMTPSMTP 的基本命令的基本命令 SMTP 定义了 14 个命令，它们是： HELO MAIL FROM: RCPT TO: DATA RSET SEND FROM: SOML FROM: SAML FROM: VRFY EXPN HELP NOOP QUIT TURN 简要说明如下: HELO-发件方问候收件方，后面是发件人的服务器地址或标识。收件方回答 OK 时 标识自己的身份。问候和确认过程表明两台机器可以进行通信，同时状态 参量被复位，缓冲区被清空。 MAIL-这个命令用来开始传送邮件，它的后面跟随发件方邮件地址（返回邮件地 第二章 电子邮件简介 11 址） 。它也用来当邮件无法送达时，发送失败通知。为保证邮件的成功发送， 发件方的地址应是被对方或中间转发方同意接受的。这个命令会清空有关 的缓冲区，为新的邮件做准备。 RCPT-这个命令告诉收件方收件人的邮箱。当有多个收件人时，需要多次使用该 命令，每次只能指明一个人。如果接收方服务器不同意转发这个地址的邮 件，它必须报 550 错误代码通知发件方。如果服务器同意转发，它要更改 邮件发送路径，把最开始的目的地（该服务器）换成下一个服务器。 DATA-收件方把该命令之后的数据作为发送的数据。数据被加入数据缓冲区中， 以单独一行是“.“的行结束数据。结束行对于接收方同时意味 立即开始缓冲区内的数据传送，传送结束后清空缓冲区。如果传送接受， 接收方回复 OK。 REST-这个命令用来通知收件方复位，所有已存入缓冲区的收件人数据，发件人 数据和待传送的数据都必须清除，接收放必须回答 OK. NOOP-这个命令不影响任何参数，只要求接收放回答 OK, 不会影响缓冲区的数据 2.4.3 POP3 协议 邮局协议(PostOfficeProtocolVersion3,POP3)提供了一种对邮件消息进行排队的标准 机制，这样接收者以后才能检索邮件。POP3 服务器也运行在 TCP/IP 之上，并且在默 认端口 110 上监听。 2.4.3.12.4.3.1 POP3POP3 的模型的模型 在客户和服务器之间进行了初始的会话之后，基于文本的命令序列可以被交换。 POP3 客户利用用户名和口令向 POP3 服务器认证。POP3 中的认证是在一种未加密的 会话基础之上进行的。POP3 客户发出一系列命令发送给 POP3 服务器，如：请求客户 邮箱队列的状态、请求列出的邮箱队列的内容和请求检索实际的消息。POP3 代表一种 存储转发类型的消息传递服务。 POP3 客户向 POP3 服务器发送命令并等待响应，POP3 命令采用命令行形式，用 ASCII 码表示。 服务器响应是由一个单独的命令行组成，或多个命令行组成，响应第 一行以 ASCII 文本+OK 或-ERR 指出相应的操作状态是成功还是失败。 在 POP3 协议中有三种状态，认可状态，处理状态，和更新状态。 当客户机与服务器建立联系时，一旦客户机提供了自己身份并成功确认，即由认 可状态转入处理状态，在完成相应的操作后客户机发出 quit 命令，则进入更新状态， 更新之后最后重返认可状态。 2.4.3.22.4.3.2 POP3POP3 的基本命令的基本命令 POP3 定义了 12 个命令。大体如下 a) USER -此命令与下面的 pass 命令若成功，将导致状态转换 b) PASS -用户认证密码 第二章 电子邮件简介 12 c) APOP-Digest 是 MD5 消息摘要 d) STAT-请求服务器发回关于邮箱的统计资料，如邮件总数和总字节数 e) UIDL Msg#-返回邮件的唯一标识符，POP3 会话的每个标识符都将是唯一的 f) LIST Msg#-返回邮件数量和每个邮件的大小 g) RETR Msg#-返回由参数标识的邮件的全部文本 h) DELE Msg#-服务器将由参数标识的邮件标记为删除，由 quit 命令执行 i) RSET-服务器将重置所有标记为删除的邮件，用于撤消 DELE 命令 j) TOP M