【C-S体系结构的应用程序及应用层协议】电子邮件和SMTP、POP3、IMAP

1. 因特网电子邮件系统的总体情况

1.1 组成

用户代理+邮件服务器（核心）+简单邮件传输协议（SMTP）

1.2 典型的邮件发送与接收过程

从发送方的用户代理开始，传输到发送方的邮件服务器，再传输到接收方的邮件服务器，然后在这里被分发到接收方的邮箱中。当接收方要在邮箱中读取该报文时，包含他邮箱的邮件服务器会鉴别接收方。

1.3 SMTP

因特网电子邮件中主要的应用层协议，使用TCP可靠数据传输服务。
每台邮件服务器上既运行SMTP的客户端，也运行SMTP的服务器端。当一个邮件服务器向其他邮件服务器发送邮件时就表现为SMTP的客户，当邮件服务器从其他邮件服务器上接收邮件时就表现为SMTP的服务器。

2. SMTP

详解

1. SMTP传送邮件前需要将二进制多媒体数据编码为ASCII码，并且在使用SMTP传输后要求将相应的ASCII码邮件解码还原为多媒体数据。
2. SMTP一般不使用中间邮件服务器发送邮件。

2.1 SMTP通信的3个阶段

1. 连接建立
   发件人的邮件送到发送方邮件服务器的邮件缓存后，SMTP客户每隔一段时间对缓存扫描一次，若有邮件就用SMTP的熟知端口号（25）与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接。
2. 邮件传送
   邮件传送从MAIL命令开始。若服务器准备好接收邮件就回答“250 OK”，否则返回一个代码指出原因。
3. 连接释放
   邮件发送完毕后，SMTP客户发送QUIT命令。服务器返回的信息是“221 服务关闭”表示SMTP同意释放TCP连接。邮件传送过程结束。

3. 与HTTP的对比

3.1 相似点

都是用于从一台主机向另一台主机传送文件（HTTP是从Web服务器向Web客户，SMTP是从一个邮件服务器向另一个邮件服务器）

3.2 不同点

1. HTTP主要是一个拉协议，用户使用HTTP从服务器上拉取信息，TCP连接由想要接收文件的机器发起；SMTP是一个推协议，发送邮件服务器把文件推向接收邮件服务器，TCP连接由想要发送文件的机器发起。
2. SMTP要求每个报文采用7位ASCII码格式，传送邮件前需要将二进制多媒体数据编码为ASCII码，并且在使用SMTP传输后要求将相应的ASCII码邮件解码还原为多媒体数据。而HTTP数据就不受这种限制。
3. HTTP将每个对象封装到它自己的HTTP响应报文中，而SMTP将所有的报文对象放在一个报文中。

4. 邮件报文格式

邮件首部必须有From: 首部行，和一个To：首部行
“To：”后面填入一个或多个收件人的电子邮件地址
“Subject：”是邮件主题
“Cc：”抄送，表示应给某个发送一个邮件附件
“From：”表示发件人的电子邮件地址
“Date：”发信日期
“Reply-To：”对方回信用的地址，可以与发件人发信时用的地址不同

5. 邮件访问协议

因为SMTP是一个推协议，而接收方的用户代理从接收方的邮件服务器取邮件是一个拉操作，所以需要使用邮件读取协议。

5.1 POP3

邮局协议第3个版本。当用户代理打来了一个到邮件服务器端口110上的TCP连接后，POP3就开始工作。

POP3工作的3个阶段：

1. 特许：用户代理发送用户名和口令鉴别用户
2. 事务处理：用户代理取回报文，还可以对报文做删除标记、取消删除标记、获取邮件的统计信息。
3. 更新：客户发出了quit命令后，结束该POP3会话，此时邮件服务器会删除那些标记为删除的报文。

POP3的特点：
只要用户从POP服务器读取了邮件，服务器就会将该邮件删除。（后续有相应的功能扩充）

5.2 IMAP

网际报文存取协议。可以从任何一台机器上对所有报文进行访问。最大的好处就是用户可以在不同的地方使用不同的计算机，随时上网阅读和处理自己的邮件。

重要特性：

1. 服务器将每个报文与一个文件夹联系起来，IMAP服务器维护了IMAP会话的用户状态信息。
2. 允许用户代理获取报文某些部分的命令。

缺点：
若用户未将邮件复制到自己的PC机上，则邮件一直是存放在IMAP服务器上，因此用户需要经常与IMAP服务器建立连接。

5.3 基于Web的电子邮件

用户代理就是普通的浏览器，用户和其远程邮箱之间的通信通过HTTP进行。