電子郵件和文件傳輸課件

Internet應(yīng)用

-電子郵件服務(wù)電子郵件系統(tǒng)電子郵件系統(tǒng)的基本概念電子郵件系統(tǒng)及其協(xié)議報文傳輸代理MTA及SMTP郵件用戶代理及POP3報文協(xié)議RFC822多用途Internet報文擴(kuò)展協(xié)議MIME電子郵件系統(tǒng)的基本概念1972年BBN的RayTomlinson發(fā)明電子郵件系統(tǒng)并采用@符號。電子郵件系統(tǒng)要求每個用戶有一個email地址。Internet上email地址的形式是： 用戶名@主機(jī)域名 這里@念作“at”，意思為“在”。@左邊是用戶名或用戶所使用的電子郵箱名。郵箱所在主機(jī)通常稱為郵件服務(wù)器。@右邊是用戶使用的郵件服務(wù)器所在域的域名。例如清華大學(xué)的域名是，所以就是清華的某email地址。電子郵件系統(tǒng)的基本概念(續(xù))電子郵件系統(tǒng)的一個非常有用的功能是利用所謂郵寄表(mailinglist)向多個用戶發(fā)送同一郵件。郵寄表是一組email地址并有一個組名，也稱“別名(alias)”，發(fā)給該組名的郵件會自動分發(fā)給它代表的每個email地址。一些郵件系統(tǒng)的地址簿或通訊簿(address

book)有類似的功能。電子郵件系統(tǒng)及其協(xié)議電子郵件系統(tǒng)包括兩個部分：報文傳輸代理MTA(MessageTransferAgent)和郵件用戶代理UA(UserAgent)。報文傳輸代理MTA相當(dāng)于郵局，為用戶發(fā)送和接收郵件。運行報文傳輸代理的主機(jī)就是郵件服務(wù)器，它不間斷地運行，為用戶接收、發(fā)送和保存郵件。郵局用戶代理UA是郵件系統(tǒng)的用戶界面，它幫助用戶閱讀、編輯、管理郵件。當(dāng)UA按用戶的命令準(zhǔn)備好要發(fā)送的郵件后，就交給MTA。電子郵件系統(tǒng)及其協(xié)議(續(xù))在UNIX中，最常用的報文傳輸代理MTA是Sendmail程序，它在后臺運行，它隨時準(zhǔn)備好接收網(wǎng)絡(luò)向本機(jī)郵箱發(fā)來的郵件，并向網(wǎng)上發(fā)送本機(jī)用戶發(fā)出的郵件。Sendmail安全性差，用戶多時管理復(fù)雜。DanBernstein開發(fā)的Qmail及WietseVenema開發(fā)的Postfix，都希望提供更快、更安全、更容易管理的MTA來替換Sendmail。電子郵件系統(tǒng)及其協(xié)議(續(xù))報文傳輸代理之間使用簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP(SimpleMailTransferProtocol)進(jìn)行通信。在PC機(jī)上的獨立郵件用戶代理(如NetscapeMessenger或OutlookExpress)和報文傳輸代理之間的通信協(xié)議是POP3(PostOfficeProtocol-Version3)或IMAP4(InternetMessageAccessProtocol-Version4)。所以在Internet中，郵件是以SMTP

協(xié)議傳遞的，到了目標(biāo)郵件服務(wù)器后，再到PC機(jī)這最后一程是使用POP3

(或IMAP4)傳遞的。電子郵件系統(tǒng)及其協(xié)議(續(xù))NetscapeMessengerMTApopserverimapserverPOP3IMAP4OutlookExpressMTApopserverimapserverPOP3IMAP4SMTP報文傳輸代理MTA及SMTPInternet報文傳輸代理實現(xiàn)協(xié)議SMTP，SMTP十分簡單，它只定義郵件如何從一個“郵局”傳給另一個“郵局”，只規(guī)定MTA之間的命令和回答。MTA主要就是生成、處理、回答SMTP命令。MTA發(fā)送方MTA接收方命令回答SMTP客戶SMTP服務(wù)器報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))SMTP的最小實現(xiàn)包括七條命令：HELO

<主機(jī)域名> 開始會話MAILFROM：<發(fā)送者email地址> 開始一次郵件事務(wù)，指出郵件發(fā)送者RCPTTO：<接收者email地址> 指出接收者DATA 開始郵件報文RSET 中止當(dāng)前郵件事務(wù)NOOP 無操作QUIT 結(jié)束會話報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))發(fā)送方發(fā)送一個郵件到接收方的過程就是它們之間的一次會話，會話分連接建立、郵件傳送、連接關(guān)閉三個階段：(1)連接建立發(fā)送方發(fā)起并建立一條到接收方的TCP連接；接收方回答“220<本機(jī)域名>...”通報自己域名；發(fā)送方發(fā)“HELO<本機(jī)域名>”通報自己域名；接收方回答“250…”接收發(fā)送方域名，雙方建立起通信的初始狀態(tài)，發(fā)送方就可傳輸郵件。報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))(2)郵件傳送：發(fā)送方每傳送一個郵件稱為一次郵件事務(wù)，MAIL，RCPT，DATA是一個郵件事務(wù)的三部曲，也是發(fā)送一個郵件的過程。發(fā)送方發(fā)“MAILFROM：<發(fā)送者email地址>”命令； 接收方回答“250…”表示準(zhǔn)備好接收報文， 若郵箱忙回答“450…”，若處理有錯…。報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))(3)連接關(guān)閉發(fā)送方發(fā)命令QUIT，接收方回答“221<本機(jī)域名>…”后關(guān)閉TCP連接。注意，回答主要是一個3位的十進(jìn)數(shù)碼： 以4和5開頭的表示有錯，如語法錯誤等。以2和3開頭的表示正確。標(biāo)準(zhǔn)對各種命令的回答數(shù)碼作了詳細(xì)規(guī)定。報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))SMTP的限制：SMTP規(guī)定郵件報文是7位的ASCII字符串，在傳輸郵件時將8位字符的最高位置“0”(雖然TCP連接支持傳輸8位的字符)。早期的實現(xiàn)限制郵件報文的大小不能超過64k字節(jié)。每個報文行的最大長度是1000字符。一個郵件的接收者不能超過100名。報文傳輸代理MTA及SMTP(續(xù))擴(kuò)展的SMTP—ESMTP(ExtendedSMTP)：擴(kuò)展的SMTP增加了新命令EHLO，用EHLO代替HELO來開始一次會話。若接收方也實現(xiàn)了SMTP的擴(kuò)展，則對EHLO命令回答“250”。然后在MAIL命令中FROM后可以增加參數(shù)“BODY=8BITMIME”表示DATA后面?zhèn)鬏?位字節(jié)的MIME報文；也可增加參數(shù)“SIZE=報文大小”(用十進(jìn)制表示，單位是字節(jié))等。SMTP的一次會話過程示例(續(xù))S：MAILFROM：<> BODY=8BITMIMER：250<>…Senderand 8BITMIMEokS：RCPTTO：<>R：250<>…RecipientokS：DATAR：354Entermail,endwith“.”onalinebyitselfSMTP的一次會話過程示例(續(xù))S：張三：你好S：……S：李四S：.R：250KAA20017MessageacceptedfordeliveryS：QUITR：221closingconnection郵件用戶代理及POP3POP3允許用戶通過PC機(jī)動態(tài)地檢索郵件服務(wù)器上的郵件。一般它只是下載郵件，沒有很多管理操作。POP3采用客戶/服務(wù)器模式，POP3客戶程序在用戶的PC機(jī)上運行，POP3服務(wù)器程序在郵件服務(wù)器上運行。POP3協(xié)議描述POP3客戶和POP3服務(wù)器之間的通信，通信建立在TCP之上，POP3客戶發(fā)命令，POP3服務(wù)器回答命令。郵件用戶代理及POP3(續(xù))授權(quán)狀態(tài)：客戶發(fā)送USER命令給出用戶在郵件服務(wù)器上的郵箱名，若是合法用戶，服務(wù)器回答“+OK”?？蛻粼侔l(fā)送PASS命令給出口令。POP3服務(wù)器確定用戶是否有權(quán)訪問該郵箱，若有權(quán)訪問，服務(wù)器再次回答“+OK”，若是非法用戶，服務(wù)器回答“-ERR”。USER和PASS命令用口令方式對用戶進(jìn)行授權(quán)驗證。郵件用戶代理及POP3(續(xù))事務(wù)狀態(tài)：若對用戶的授權(quán)驗證成功，則服務(wù)器申請資源與用戶的郵箱關(guān)聯(lián)，會話進(jìn)入第二個狀態(tài)，稱為事務(wù)(transaction)狀態(tài)。在事務(wù)狀態(tài)，服務(wù)器將存儲的郵件分成一個個報文，并從1開始編號。在事務(wù)狀態(tài)，客戶可以重復(fù)發(fā)送一些命令檢索報文(RETR)、刪除報文(DELE)(作刪除標(biāo)記)等。POP3實現(xiàn)的命令(續(xù))前三條命令，即USER，PASS，QUIT是在授權(quán)狀態(tài)下的命令。服務(wù)器驗證USER和PASS命令中的參數(shù)確定是否合法用戶，若是非法用戶，服務(wù)器回答“-ERR”，客戶再發(fā)USER命令或QUIT命令退出會話。后七條命令，包括QUIT，是在事務(wù)狀態(tài)下的命令。POP3客戶和服務(wù)器會話例S：<在TCP端口110等待連接>C：<打開TCP連接>S：+OKoarpop3serverreadyC：USERwrongidS：-ERRsorry,wrongiddoesn’tgethismailhereC：USERyour_useridS：+OKyour_useridiswelcomehereC：PASSyour_passwordPOP3客戶和服務(wù)器會話例(續(xù))S：+OKyour_userid’smaildrophas2messages (320octets)C：STATS：+OK2320C：LISTS：+OK2messages(320octets)S：1120S：2220S：.POP3客戶和服務(wù)器會話例(續(xù))C：RETR1S：+OK120octetsS：報文1的內(nèi)容S：.C：DELE1S：+OKmessage1deletedC：RETR2S：+OK200octetsPOP3客戶和服務(wù)器會話例(續(xù))S：報文2的內(nèi)容S：.C：DELE2S：+OKmessage2deletedC：QUITS：+OKoarpop3serversigningoff(maildropempty)C：<關(guān)閉連接>S：<等待下一連接>POP3客戶和服務(wù)器會話例(續(xù))POP3協(xié)議只規(guī)定用戶代理如何從郵件服務(wù)器檢索郵件。若POP3客戶要發(fā)送郵件，則它要與郵件服務(wù)器建立一個SMTP連接，將郵件交給MTA。POP3用戶代理有兩個功能：檢索郵件和發(fā)送郵件，前者用POP3協(xié)議，后者用SMTP協(xié)議。POP3客戶也實現(xiàn)了SMTP客戶模塊，但它與MTA上的SMTP客戶模塊不同…。報文協(xié)議RFC822Internet主機(jī)之間傳送的報文是7位ASCII字符流。每個報文分成兩部分：報文頭(messageheader)和報文體(messagebody)，兩者以一空行分隔。報文頭在報文體之前，它是一些控制信息，包括收方和發(fā)方的地址、日期等。報文體是用戶郵件內(nèi)容，RFC只規(guī)定它是ASCII字符串。報文頭由一系列頭字段(headerfields)組成，每個頭字段的形式是：

字段名(field-name)：字段體(field-body)報文協(xié)議RFC822(續(xù))報文協(xié)議RFC822(續(xù))每個轉(zhuǎn)發(fā)報文的MTA都加上字段“Received：”，用from后跟轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)，by后跟接收主機(jī)及收到的時間，with后跟傳輸協(xié)議smtp或esmtp。RFC822對郵件最大的限制是郵件報文體是ASCII字符流，每個ASCII字符是7位。SMTP中又規(guī)定傳輸郵件時將8位字節(jié)的最高位清0，這樣電子郵件就不能包括多國文字和多媒體信息。郵件報文格式RFC822極需擴(kuò)充，提出了多用途Internet報文擴(kuò)展MIME(MultipurposeInternetMailExtensions)。MIMEMIME是RFC822的擴(kuò)展，在MIME標(biāo)準(zhǔn)中，RFC822的報文頭、報文體基本模式不變，RFC822定義的標(biāo)準(zhǔn)頭字段的語法和語義不變。MIME增加了幾個頭字段，常用的是：

MIME-Version：1.0

Content-Type：類型/子類型

Content-Transfer-Encoding：7bit|8bit|binary |base64|quoted-printableMIME(續(xù))郵件報文要使用各國文字及多媒體信息，可利用報文頭字段“Content-Type：類型/子類型”指明報文體的數(shù)據(jù)類型。MIME定義了7種數(shù)據(jù)類型。Internet郵件的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型是

Content-Type：text/plain；charset=us-asciiMIME定義的7種數(shù)據(jù)類型中，許多類型按其本身的格式在傳輸中應(yīng)為8位的字符串，即二進(jìn)制數(shù)據(jù)。但采用SMTP，那些數(shù)據(jù)無法正確傳輸，頭字段“Content-Transfer-Encoding：...”指明數(shù)據(jù)的傳輸編碼方式。MIME傳輸編碼—base64基數(shù)64編碼(base64)：是根據(jù)Radix-64編碼表將3個字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換為4個可打印的ASCII字符(7位)。3個字節(jié)24位，分為4個6位，每個6位二進(jìn)制數(shù)是0~63，按Radix-64編碼表轉(zhuǎn)換成ASCII字符。報文體末尾不足3字節(jié)，即只有16位或8位，就分別轉(zhuǎn)換為3個或2個ASCII字符，再分別填充一個或兩個“=”字符。所以當(dāng)編碼后的文本末尾為“=”或“==”時，分別指示報文內(nèi)容最后一組為16位或8位。Radix-64編碼表MIME傳輸編碼—quoted-printable帶引見符的可打印編碼(quoted-printable)：對每個字節(jié)的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，28=162=256，用兩個十六進(jìn)制數(shù)可以對它們?nèi)窟M(jìn)行編碼。具體規(guī)則：1.除下列2，3，4指明的字符外，其余字符被編碼成“=”后跟表示該字符值的兩個十六進(jìn)制數(shù)字?！?”是引見符。“=”本身就被表示為“=3D”。2.十進(jìn)制33到126(除61外)，對應(yīng)可打印的ASCII字符“!”到“~”(除“=”外)，仍用ASCII編碼。MIME傳輸編碼—quoted-printable3.字節(jié)值為十進(jìn)數(shù)9,23時，仍分別編碼為ASCII字符<HT>,<SP>(空格)，若它們出現(xiàn)在報文行末尾,則按規(guī)則1編碼。因有些MTA在報文行末尾填充空格或刪除空格，這樣可防止空格被刪。4.RFC822規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)行分隔符<CR><LF>仍編碼為<CR><LF>。5.Quoted-printable編碼要求每個編碼行不超過76字符(不包括末尾的<CR><LF>，對于太長的行就插入“=<CR><LF>”來分行。MIME傳輸編碼在傳輸非ASCII報文時，若MTA都支持傳輸8位字節(jié)的MIME報文，則傳輸編碼采用8bit最簡單，否則要作轉(zhuǎn)換。當(dāng)報文中包含大量非ASCII字符時，應(yīng)采用base64，否則采用quoted-printable。MIME報文類型1.

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