电子邮件工作原理（二）

电子邮件工作原理（二）

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。命令代码是大小写无关的，如MAIL和 mail ﹑mAIL是等效的。

2.2 SMTP的基本命令

SMTP定义了14个命令，它们是：

         HELO <SP> <domain> <CRLF>

         MAIL <SP> FROM:<reverse-path> <CRLF>

         RCPT <SP> TO:<forward-path> <CRLF>

         DATA <CRLF>

         RSET <CRLF>

       SEND <SP> FROM:<reverse-path> <CRLF>

         SOML <SP> FROM:<reverse-path> <CRLF>

         SAML <SP> FROM:<reverse-path> <CRLF>

         VRFY <SP> <string> <CRLF>

         EXPN <SP> <string> <CRLF>

         HELP [<SP> <string>] <CRLF>

         NOOP <CRLF>

         QUIT <CRLF>

         TURN <CRLF>

其中使得SMTP工作的基本的命令有7个，分别为：HELO﹑MAIL﹑RCPT﹑DATA﹑REST﹑NOOP和QUIT．下面分别介绍如下。

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"<CRLF>.<CRLF>"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，只是要求接收放回答OK, 不会影响缓冲区的数据。

QUIT--SMTP要求接收放必须回答OK，然后中断传输；在收到这个命令并回答OK前，收件方不得中断连接，即使传输出现错误。发件方在发出这个命令并收到OK答复前，也不得中断连接。

下面是SMTP答复中用到的代码和含义：

     500 Syntax error, command unrecognized          [This may include errors such as command line too long]         501 Syntax error in parameters or arguments         502 Command not implemented         503 Bad sequence of commands         504 Command parameter not implemented         211 System status, or system help reply         214 Help message         [Information on how to use the receiver or the meaning of a           particular non-standard command; this reply is useful only to the human user]         220 <domain> Service ready         221 <domain> Service closing transmission channel         421 <domain> Service not available, closing transmission channel           [This may be a reply to any command if the service knows it must shut down]         250 Requested mail action okay, completed         251 User not local; will forward to <forward-path>         450 Requested mail action not taken: mailbox unavailable            [E.g., mailbox busy]         550 Requested action not taken: mailbox unavailable            [E.g., mailbox not found, no access]         451 Requested action aborted: error in processing         551 User not local; please try <forward-path>         452 Requested action not taken: insufficient system storage         552 Requested mail action aborted: exceeded storage allocation         553 Requested action not taken: mailbox name not allowed            [E.g., mailbox syntax incorrect]         354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF>         554 Transaction failed    最后，让我们看一个RFC821中给出的例子。这封信是Smith在主机Alpha.ARPA 发给主机Beta.ARPA上的

    Jones,Green和 Brown.并且假定两台主机在同一个网络上。

     S: MAIL FROM:<Smith@Alpha.ARPA>

    R: 250 OK

    S: RCPT TO:<Jones@Beta.ARPA>

    R: 250 OK

    S: RCPT TO:<Green@Beta.ARPA>

    R: 550 No such user here

    S: RCPT TO:<Brown@Beta.ARPA>

    R: 250 OK

    S: DATA

    R: 354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF>

    S: Blah blah blah...

    S: ...etc. etc. etc.

    S: <CRLF>.<CRLF>

    R: 250 OK

邮件最后被对方接受。

3．电子邮件的工作原理

3.1 邮件的传送

电子邮件与普通邮件有类似的地方，发信者注明收件人的姓名与地址（即邮件地址），发送方服务器把邮件传到收件方服务器，收件方服务器再把邮件发到收件人的邮箱中。如下图所示：

更进一步的解释涉及到以下几个概念:

MUA -- Mail User Agent, 邮件用户代理，帮助用户读写邮件；

MTA -- Mail Transport Agent, 邮件传输代理，负责把邮件由一个服务器传到另一个服务

器或邮件投递代理；

MDA -- Mail Delivery Agent, 邮件投递代理，把邮件放到用户的邮箱里。

整个邮件传输过程如下：

目前使用的SMTP 协议是存储转发协议，意味着它允许邮件通过一系列的服务器发送到最终目的地。服务器在一个队列中存储到达的邮件，等待发送到下一个目的地。下一个目的地可以是本地用户，或者是另一个邮件服务器，如下图所示。

如果下游的服务器暂时不可用，MTA 就暂时在队列中保存信件，并在以后尝试发送。

4. 电子邮件的信头结构及分析

4.1 邮件的结构

在最高层，邮件的结构是非常简单的，用户从终端机上看到的邮件格式一般为：

1. From: user1@domain1.com

2. To: user2@domain2.com

3. Subject: Explaination of mail format

4. Date: Thu, 1 Apr 1999. 10:00:00 GMT

5. Hi, Jack

7. This mail is to explain you the mail format

8. - - - -

9. Thanks

10. Bob

其中， 1~~4 行称作信件信头(message header) 6~~10行描述信件要表达的内容，称为信体 (message body)。第5行是空行，根据RFC822的要求，信头和信体之间必须加入一空行。信头通常包含字段From, To, Subject 和Date,有的邮件还包含cc,bcc等字段。

4.2邮件的信头

事实上，邮件在传输过程中，服务器要把它打包成一个数据对象，包括上面的信件和一个信封。邮件的投递是依靠信封上的地址或信封信头（envelop address 或envelop header），而不是上面讲的信件上的地址。

从表面上看，一封邮件是从发件人的机器直接传送到收件人的机器，但通常这并不正确，一封邮件发送和接受过程至少要经过四台计算机。参考下图所示。用户通常在自己的电脑前编写阅读邮件，我们把它叫做客户端（client 1~~4 ）。大部分组织里，都是用一台专门的机器处理邮件，称作邮件服务器 (SMTP1, SMTP2). 如果用户是从家里拨号上网，那末邮件服务器是ISP 提供的。

当某个用户在自己的电脑 Client1 前编写完一个邮件，然后把它发送到他的ISP 的邮件服务器SMTP1。此时她的机器已经完成了所有的工作，但邮件服务器SMTP1还必须想法把邮件发送到目的地。SMTP1 通过阅读信头或信封上的地址，找到收件认得邮件服务器SMTP2, 然后与该服务器建立连接，把邮件发到收件人的服务器上，等待收件人来取阅。

下面我们将通过一个例子说明整个邮件传送过程及邮件的信头变化。假设发件人的名字叫 Sender, email地址是 sender@domain1.com 使用的电脑名字叫 client1， IP 地址是 [111.11.1.1] (假设的地址)。收件人的名字叫 receipt, email 地址是 receipt@domain2.com, 使用的电脑的名字叫 client2，IP 地址是 [222.22.2.2] (假设的地址)。当邮件编辑完传送给其邮件服务器mail.domain1.com 时，邮件的信头格式为：

From: sender@domain1.com

To: receipt@domain2.com

Date: Tue, Mar 18 1998 15:36:24 GMT

X-mailer:Sendmail 8.9.0

Subject: Greetings

当邮件服务器 mail.domain1.com 把邮件传到接收方的服务器 mail.domain2.com 时，接受方服务器会在信头上记录下有关的计算机信息，邮件的信头变成：

Received: from client1.domain1.com (client1.domain1.com [111.11.1.1]) by mail.domain1.com (8.8.5) id 004A21; Tue, Mar 18 1998 15:3 7:24 GMT

From: sender@domain1.com

To: receipt@domain2.com

Date: Tue, Mar 18 1998 15:36:24 GMT

Message-Id: <client1254556544-45556454@mail.domain1.com>

X-mailer:Sendmail 8.9.0

Subject: Greetings

当收件人服务器mail.domain2.com 把邮件接收并存初下来，等待收件人来阅读时，邮件的信头将会再加入一条记录：

Received: from mail.domain1.com (mail.domain1.com [111.11.1.0] ) by mail.domain2.com (8.8.5/8.7.2) with ESMTP id LAA20869; Tue, Mar 18 1998 15:39:44 GMT

Received: from client1.domain1.com (client1.domain1.com [111.11.1.1]) by mail.domain1.com (8.8.5) id 004A21; Tue, Mar 18 1998 15:37:24 GMT

From: sender@domain1.com

To: receipt@domain2.com

Date: Tue, Mar 18 1998 15:36:24 GMT

Message-Id: <client1254556544-45556454@mail.domain1.com>

X-mailer:Sendmail 8.9.0

Subject: Greetings

上面整个记录就将是收件人看到的完整的邮件信头。让我们逐行看一下信头中各行的含义：

Received: from mail.domain1.com (mail.domain1.com [111.11.1.0] ) by mail.domain2.com (8.8.5/8.7.2) with ESMTP id LAA20869; Tue, Mar 18 1998 15:39:44 GMT

这封信是从一台自称为 mail.domain1.com 的机器上接收的；这台机器的IP 地址是[111.11.1.0]，真实名字就是标称名字 mail.domain1.com; 接收方的机器名称是 mail.domain2.com, 运行的邮件服务器是 Sendmail, 版本(8.8.5/8.7.2) 。接收方机器给邮件的编号是ESMTP id LAA20869，接收到的时间是 Tue, Mar 18 1998 15:39:44 GMT。

Received: from client1.domain1.com (client1.domain1.com [111.11.1.1]) by mail.domain1.com (8.8.5) id 004A21; Tue, Mar 18 1998 15:37:24 GMT

这条记录表明信件是由机器client1.domain1.com ( IP 地址是 [111.11.1.1]) 在Tue, Mar 18 1998 15:37:24 GMT交给mail.domain1.com，并赋给编号id 004A21。

From,TO ,Date和Subject 都易于理解，分别指明发件人，收件人，信件编辑日期及信件主题。

Message-Id: <client1254556544-45556454@mail.domain1.com>

这是由发件方邮件服务器赋给这封邮件的编号。与其它编号不同，这个编号自始至终跟随邮件。