6.4 电子邮件

电子邮件系统：组成、协议、MIME。

6.4 电子邮件

6.4.1 电子邮件系统的组成结构

• 电子邮件：异步通信方式，通信时不需要双方同时在场。邮件发送到收件人的邮件服务器，放入收件人邮箱，收件人可随时读取。

三个主要构件：

• 用户代理（UA）：用户与电子邮件系统的接口，如Outlook Express、Foxmail等。功能包括撰写、显示、处理和通信。
• 邮件服务器：发送和接收邮件，向发件人报告传送结果。按照客户-服务器方式工作，必须同时充当客户和服务器。
• 电子邮件协议：
  • 发送协议：用于用户代理向邮件服务器发送邮件，或在邮件服务器之间发送邮件（如SMTP）。
  • 读取协议：用于用户代理从邮件服务器读取邮件（如POP3、IMAP）。

邮件收发过程：

1. 发信人用用户代理撰写邮件，通过SMTP发送给发送端邮件服务器。
2. 发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列。
3. 发送端SMTP客户进程发现缓存中有待发送邮件，向接收端SMTP服务器建立TCP连接。
4. 发送邮件后关闭TCP连接。
5. 接收端SMTP服务器将邮件放入收信人邮箱。
6. 收信人调用用户代理，使用POP3（或IMAP）将邮件从邮箱取回。

例题（2012年40题）
图中①、②、③阶段分别使用的应用层协议可以是（D. SMTP, SMTP, POP3）

6.4.2 电子邮件格式与MIME

1. 电子邮件格式

• 分为信封和内容两部分。

• 邮件内容首部包含若干关键字，如：

  • To：收件人地址
  • Subject：邮件主题
  • Cc：抄送
  • Bcc：暗送（盲复写副本）
  • From：发件人地址
  • Date：发信日期
  • Reply-To：回信地址

• 电子邮件地址格式：用户名@邮件服务器的域名（如 xyz@abc.com）。

2. MIME（通用互联网邮件扩充）

• 目的：支持非ASCII文本（如中文）和二进制数据（如可执行文件、图像、音频、视频）的传输，而不改动SMTP。
• MIME内容：
  • 5个新的邮件首部字段：
    • MIME-Version：版本号（当前1.0）
    • Content-Description：说明邮件主体类型（图像、音频等）
    • Content-Id：唯一标识符
    • Content-Transfer-Encoding：编码方式
    • Content-Type：数据类型和子类型
  • 定义了多种邮件内容格式。
  • 定义了传送编码，对任何内容格式进行转换，避免被邮件系统改变。

6.4.3 SMTP协议与POP3协议

1. SMTP协议

• 简单邮件传送协议，规定两个SMTP进程间如何交换信息。
• 客户-服务器方式：发送方为SMTP客户，接收方为SMTP服务器。
• 传输层协议：TCP，端口号25。
• 三个阶段：连接建立、邮件传送、连接释放。

连接建立：

• 发送方邮件服务器扫描邮件缓存，发现有邮件则向接收方邮件服务器发起TCP连接（端口25）。
• 接收方回复 220 Service ready，发送方发送 HELO 命令，接收方回复 250 OK。
• 若接收方不可用，回复 421 Service not available。
• SMTP直接在两个邮件服务器之间建立TCP连接，不经过中间服务器。

邮件传送：

• MAIL FROM:<发件人地址>：开始邮件传送，接收方回复 250 OK 或错误代码。
• RCPT TO:<收件人地址>：指明收件人，每发一个RCPT命令都会得到响应，用于验证地址是否存在，避免浪费资源。
• DATA：开始传送邮件内容，接收方回复 354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF>。
• 发送邮件内容，以 <CRLF>.<CRLF> 结束，接收方回复 250 OK 或错误代码。

连接释放：

• 发送方发送 QUIT 命令，接收方回复 221 Service closing，释放TCP连接。

SMTP的缺点：

• 发送邮件不需要鉴别（FROM命令地址可任意填写）。
• 最初只支持7位ASCII码，后来通过MIME扩展，但传输非ASCII码效率不高。
• 邮件是明文，不利于保密。

例题（2013年40题）
下列关于SMTP协议的叙述中，正确的是（A. 仅I、II和III）

• I. 只支持传输7比特ASCII码内容（原本如此，但MIME扩展后也能传其他）
• II. 支持在邮件服务器之间发送邮件
• III. 支持从用户代理向邮件服务器发送邮件
• IV. 不支持从邮件服务器向用户代理发送邮件（那是POP3/IMAP的工作）

2. POP3协议

• 邮局协议，用于用户代理从邮件服务器读取邮件。
• 传输层协议：TCP，端口号110。
• 工作方式：“拉”模式（用户主动请求，服务器发送邮件）。
• 两种工作模式：
  • 下载并保留：邮件保留在服务器上，可再次读取。
  • 下载并删除：邮件被读取后从服务器删除。

例题（2015年33题）
通过POP3协议接收邮件时，使用的传输层服务类型是（D. 有连接可靠的数据传输服务）

3. IMAP协议

• 网际报文存取协议，联机协议，用户可在服务器上管理邮件（创建文件夹、移动邮件、查询等）。
• 优点：可在不同地点不同计算机上随时上网阅读和处理服务器上的邮件，支持只读取邮件的一部分。
• 缺点：邮件一直存放在服务器上，需联网才能查阅。

4. 基于Web的电子邮件

• 用户浏览器与邮件服务器之间使用HTTP，服务器之间仍使用SMTP。

习题

1. SMTP协议默认使用的传输层协议及端口是（B. TCP, 25）

2. MIME协议的主要作用是（B. 支持非ASCII文本和多媒体附件）

3. 电子邮件系统中，用户代理通常不具备的功能是（D. 解析域名）

4. 电子邮件中的附件是通过（C. MIME）进行编码传输的。

5. 关于IMAP协议的说法，错误的是（C. IMAP下载邮件后会从服务器删除邮件）
   （IMAP默认保留邮件在服务器上）

6. 关于电子邮件系统的叙述错误的是（B. alice@qq.com发送给bob@163.com的邮件将从alice的终端直接送到163.com的邮件服务器上）
   （邮件先经过alice的邮件服务器，再由服务器之间传递）

笔记结束