呼伦贝尔学院 计算机系 题 目： SMTP与POP3协议分析 学生姓名： 李慧 学 号： 201312104010 专业班级： 2013级网络工程本四 指导教师： 曹晶秀

完成时间： 2015年12月 - 2 -

SMTP与POP3协议分析 Xx （xx学院 计算机系，xx市 029000）

摘要：电子邮件作为互联网中交换信息广泛的通信工具之一，如今都已被广大用户接受。早期的电子邮件只是从一个计算机终端向另外一个计算机终端传送文本信息，而现在的电子邮件不仅可以发送文本信息，还可以传送声音、图片、文档等多种信息。很多邮件客户端软件被用户利用起来，例如Outlook，Foxmail，但是大多用户不了解邮件传输的协议，本文通过介绍SMTP和POP3协议，使用户更加了解邮件传输协议。 关键词： 邮件传输协议；SMTP；POP3 中图分类号：TP3-0

引言 在生活中、工作中，电子邮件都是必不可少的沟通交流工具，电子邮件（electronic mail，简称E-mail，标志：@，也被大家昵称为“伊妹儿”），又称电子信箱、电子邮政，它是—种用电子手段提供信息交换的通信方式，是Internet应用最广的服务，通过网络的电子邮件系统，用户可以用非常低廉的价格（不管发送到哪里，都只需负担电话费和网费即可），以非常快速的方式（几秒钟之内可以发送到世界上任何你指定的目的地），与世界上任何一个角落的网络用户联系，这些电子邮件可以是文字、图像、声音等各种方式。同时，用户可以得到大量免费的新闻、专题邮件，并实现轻松的信息搜索。

1 SMTP协议 1.1 SMTP协议基本介绍 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）即简单邮件传输协议，它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议族，它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。通过SMTP协议所指定的服务器,就可以把E－mail寄到收信人的服务器上了，整个过程只要几分钟。SMTP服务器则是遵循SMTP协议的发送邮件服务器，用来发送或中转发出的电子邮件。

1.2 SMTP协议工作过程 1.SMTP是工作在两种情况下：一是电子邮件从客户机传输到服务器；二是从某一个服务器传输到另一个服务器。 2.SMTP是个请求/响应协议，命令和响应都是基于ASCII文本，并以和符结束。响应包 - 3 -

括一个表示返回状态的三位数字代码 3.SMTP在TCP协议25号端口监听连接请求 4.连接和发送过程： a.建立TCP连接 b.客户端发送HELO命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送MAIL命令服务器端正希望以ok作为响应，表明准备接收 c.客户端发送RCPT命令，以标识该电子邮件的计划接收人，可以有多个RCPT行服务器端则表示是否愿意为收件人接受邮件 d.协商结束，发送邮件，用命令data发送 e.以.表示结束输入内容一起发送出去 f.结束此次发送，用QUIT命令退出。 5.另外两个命令： VRFY---用于验证给定的用户邮箱是否存在，以及接收关于该用户的详细信息。 EXPN---用于扩充邮件列表。

1.3 SMTP应答码

图1-1 SMTP应答码列表 1.4 SMTP基本命令 HELO 向服务器标识用户身份 MAIL 初始化邮件传输，命令中指定的是发件人地址 Mail from： RCPT 标识单个的邮件接收人，常在mail命令后面，可以有多个rctp to： DATA 在单个或多个RCPT命令后，表示所有的邮件接收人已标识，并初始化数据传输，以.结束。 - 4 -

VRFY 用于验证指定的用户/邮箱是否存在，由于安全方面的原因，服务器常禁止此命令。 EXPN 验证给定的邮箱是否存在，扩充邮箱列表，也常被禁用。 HELP 查询服务器支持什么命令 NOOP 无操作，服务器应响应OK Quit 结束会话 RSET 重置会话，当前传输被取消 表1-1 SMTP基本命令表

1.5 SMTP协议实验步骤

客户端向服务器发送命令“EHLO”，并加上本机的主机名（PC-2015112911 17），服务器响应并回复（250表示服务器可用）

客户端向服务器发送用户登录命令“AUTH LOGIN”，服务器回复表示接受（“334”表示接受） - 5 -

客户端输入经过base64位编码后的用户名 服务器提示输入base64位编码后的密码 客户端输入经过base64位编码后的密码

客户端分别先后向服务器发送“MAIL FROM”和“RCPT TO”命令，后面分别加上发件人的邮箱地址和收件人的邮箱地址，服务器分别回应“250 Mail OK”表示成功接受 - 6 -

接下来客户端向服务器发送命令“DATA”，表示将要向服务器发送邮件正文，服务器回应“354 End data with .”表示同意接收

客户端向服务器发送邮件，大小为426 bytes 服务器接收成功

邮件已成功发送到服务器，客户端向服务器发送命令“QUIT”，释放服务器连接，服务器返回“221”表示同意 - 7 -

双方释放TCP连接，通信过程结束。 2. POP3协议 2.1 POP3协议的概念 POP3，全名为“Post Office Protocol - Version 3”，即“邮局协议版本3”。POP适用于C/S结构的脱机模型的电子邮件协议,是TCP/IP协议族中的一员，由RFC1939 定义。本协议主要用于支持使用客户端远程管理在服务器上的电子邮件。提供了SSL加密的POP3协议被称为POP3S。 POP 协议支持“离线”邮件处理。其具体过程是：邮件发送到服务器上，电子邮件客户端调用邮件客户机程序以连接服务器，并下载所有未阅读的电子邮件。这种离线访问模式是一种存储转发服务，将邮件从邮件服务器端送到个人终端机器上，一般是PC机或 MAC。一旦邮件发送到 PC 机或MAC上，邮件服务器上的邮件将会被删除。但目前的POP3邮件服务器大都可以“只下载邮件，服务器端并不删除”，也就是改进的POP3协议。

2.2 POP3协议通信过程 用户从邮件服务器上接收邮件的典型通信过程如下： 1)用户运行用户代理（如Foxmail, Outlook Express）。 2)用户代理（以下简称客户端）与邮件服务器（以下简称服务器端）的110端口建立TCP连接。 3)客户端向服务器端发出各种命令，来请求各种服务（如查询邮箱信息，下载某封邮件等）。 4)服务端解析用户的命令，做出相应动作并返回给客户端一个响应。 5) 3）和4)交替进行，直到接收完所有邮件转到步骤6)，或两者的连接被意外中断而直接退出。 6)用户代理解析从服务器端获得的邮件，以适当地形式（如可读）的形式呈现给用户。 其中2)、3）和4）用POP3协议通信。

2.3命令和响应格式 POP3的命令不多，它的一般形式是：COMMAND [Parameter] 。其中COMMAND是ASCII形式的命令名，Parameter是相应的命令参数，是回车换行符(0DH, 0AH)。 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“+OK”或“-ERR”开头，然后再加上一些ASCII文本。“+OK”和“-ERR”分别指出相应的操作状态是成功的还是失败的。

2.4 POP3协议的三个状态 POP3协议中有三种状态，认正状态，处理状态，和更新状态。命令的执行可以改变协议的状态，而对于具体的某命令，它只能在具体的某状态下使用。 - 8 -

客户机与服务器刚与服务器建立连接时，它的状态为认证状态；一旦客户机提供了自己身份并被成功地确认，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，更新之后又重返认可状态；当然在认可状态下执行QUIT命令，可释放连接。状态间的转移如图2-1所示。 ---建立连接---|认可|--认证成功--|处理|--执行QUIT--|更新| __________ QUIT结束 ______________

图2-1 POP3的状态转移图 2.4.1认证状态 一开始TCP连接由POP3客户打开，POP3服务器发送一个单行的确认。这个消息可以是由结束的任何字符。例如：S:+OK POP3 server ready 注意：这个消息是一个POP3应答。POP3服务器应该给出一个"确定"响应作为确认。 此时，POP3会话就进入了"认证"状态。此时，客户必须向服务器证明它的身份。 用USER和PASS命令进行确认过程，客户必须首先发送USER命令，如果POP3服务器以"确认"状态码响应，客户就可以发送PASS命令以完成确认，或者发送QUIT命令终止POP3会话。如果POP3服务器返回"失败"状态码，客户可以再发送确认命令，或者发送QUIT命令。 当客户发送了PASS命令后，服务器根据USER和PASS命令的附加信息决定是否允许访问相应的存储邮件。 一旦服务器通过这些数据决定允许客户访问储存邮件，服务器会在邮件上加上排它锁，以防止在进入"更新"状态前对邮件的改变。如果成功获得了排它锁，服务器返回一个"确认"状态码。会话进入"操作状态"，同时没有任何邮件被标记为删除。如果邮件因为某种原因不能打开（例如，排它锁不能获得，客户不能访问相应的邮件或者邮件不能进行语法分析），服务器将返回"失败"状态码。在返回"失败"状态码后， 服务器会关闭连接。如果服务器没有关闭连接，客户可以重新发送确认命令，重新开始，或者发送QUIT命令。 在服务器打开邮件后，它为每个消息指定一个消息号，并以八进制表示每个消息的长度。第一个消息被指定为1，第二个消息被指定为2，以此类推，第N个消息被指定为N。在POP3命令和响应中，所以的消息号和长度以十进制表示。

2.4.2操作状态 一旦客户向服务器成功地确认了自己的身份，服务器将锁住并打开相应的邮件，这时POP3会话进入"