电子邮件E-mail的相关知识及应用

1.概述

电子邮件（E-mail）是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件将邮件发送到ISP的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱（Mail Box）中，收传人可随时上网到ISP的邮件服务器进行读取。上述的性质相当于利用因特网为用户设立了存放邮件的信箱，因此E-mail有时也称为“电子信箱”。电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还可附上声音和图像。由于电子邮件的广泛使用，现在已很少有人愿意到邮电局去打电报，因为这种传统电报既贵又慢，且十分不方便。

一个电子邮件系统应具有3个主要组成构件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协议，如SMTP和POP3（或IMAP）等。

用户代理UA（User Agent）就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下它就是在用户PC机中运行的程序。用户代理使用户能够通过一个很友好的接口（目前主要是用窗口界面）来发送和接收邮件。现在可供大家选择的用户代理有很多种。例如，微软公司的outlook Express和我国张小龙制作的Fox-mail，都是很受欢迎的电子邮件用户代理。

用户代理至少应当具有以下3个功能：

（1）撰写。给用户提供很方便地编辑信件的环境。例如，应让用户能创建便于使用的通讯录（有常用的人名和地址）。回信时不仅能很方便地从来信中提取出对方地址，并自动地将此地址写入到邮件中合适的位置，而且还能方便地对来信提出的问题进行答复（系统自动将来信复制一份在用户撰写回信的窗口中，因而用户不需要再输入来信中的问题）。

（2）显示。能方便地在计算机屏幕显示出来信息（包括来信附上的声音和图像）。

（3）处理。处理包括发送邮件和接收邮件。收信人应能根据情况按不同方式对来信进行处理。例如，阅读后删除、存盘、打印、转发等，以及自建目录对来信进行分类保存。有时还可在读取信件之前先查看一下邮件的发信人和长度等，对于不愿收的信件可直接在邮箱中删除。

邮件服务器是电子邮件系统的核心构件，因特网上所有的ISP都有邮件服务器。邮件服务器的功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、被拒绝、丢失等）。邮件服务器按照客户服务器方式工作。邮件服务器需要使用两个不同的协议。一个协议用于发送邮件，即SMTP协议，而另一个协议用于接收邮件，即邮局协议POP（Post Office Protocol）。

这里应当注意，一个邮件服务器既可以作为客户，也可以作为服务器。例如，当邮件服务器A向另一个邮件服务器B发送邮件时，邮件服务器A就作为SWTP客户，而B是SMTP服务器。当邮件服务器A从另一个邮件服务器B接收邮件时，邮件服务器A就作为SMTP服务器，而B是SMTP客户。

2.电子邮件的格式

电子邮件由信封（Envelop）和内容（Content）两部分组成。电子邮件的传输程序根据邮件信封上的信息来传送邮件。用户在从自己的邮箱中读取邮件时才能见到邮件的内容。

在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。TCP/IP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址（E-mail address）的格式为

收传人邮箱名@邮箱所在主机的域名

在上式中，符号“@”读作“at”，表示“在”的意思。收信人邮箱名又简称为用户名（User Name），是收信人自己定义的字符串标识符。但应注意，标志收信人邮箱名的字符串在邮箱所在计算机中必须是唯一的。电子邮件的用户一般采用容易记忆的字符串，不宜使用难于记忆的字符串作为邮箱名，这只会给自己和别人增加麻烦。若已经有其他的用户选用了这个用户名，那么后来的登记者就只能选用另一个用户名。

由于一个主机的域名在因特网上是唯一的，而每一个邮箱名在该主机中也是唯一的，因此在因特网上的每一个人的电子邮件地址都是唯一的。这一点对保证电子邮件能够在整个因特网范围内的准确交付是十分重要的。

3.电子邮件的传输协议——SMTP

使用SMTP时，收信人可以是和发信人连接在同一个本地网络上的用户，也可以是因特网上其他网络的用户，或者是与因特网相连但不是TCP/IP网络上的用户。

SMTP没有规定发信人应如何将邮件提交给SMTP，以及SMTP应如何将邮件投递给收信人。至于邮件内部的格式，邮件如何存储，以及邮件系统应以多快的速度来发送邮件，SMTP也都未作出规定。SMTP所规定的就是在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。由于SMTP使用客户服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。

SMTP规定了14条命令和21种应答信息。每条命令用4个字母组成，而每一种应答信息一般只有一行信息，由一个3位数字的代码开始，后面附上（也可不附上）很简单的文字说明。SMTP的实现过程如下：

（1）寻址。向DNS发送请求，得到接收方的IP地址。(www.xing528.com)

（2）建立连接。发信人先将要发送的邮件送到邮件缓存。SMTP客户每隔一定时间对邮件缓存扫描一次。如发现有邮件，就使用SMTP的熟知端口号码（25）与目的主机的SMTP服务器建立TCP连接。在连接建立后，SMTP服务器要发出“220 Service ready（服务就绪）”。然后SMTP客户向SMTP服务器发送HELO命令，附上发送方的主机名。SMTP服务器若有能力接收邮件，则回答：“250 OK”，表示已准备好接收。若SMTP服务器不可用，则回答“421 Service not available”。

如在一定时间内（例如3d）发送不了邮件，则将邮件退还发信人。

（3）传输邮件。邮件的传送从MAIL命令开始。MAIL命令后面有发信人的地址。如：MAIL FROM：<xie@public2.pe.is.cn>。若STMP服务器已准备好接收邮件，则回答“250 OK”。否则，返回一个代码，指出原因。如：451（处理时出错），452（存储空间不够），500（命令无法识别）等。

下面跟着一个或多个RCPT命令，取决于将同一个邮件发送给一个或多个收信人，其格式为RCPT TO：<收信人地址>。每发送一个命令，都应当有相应的信息从SMTP服务器返回，如：“250 OK”，表示指明的邮箱在接收端的系统中。或“550 No such user here（无此用户）”，即不存在此邮箱。

RCPT命令的作用就是：先弄清接收端系统是否已做好接收邮件的准备，然后才发送邮件。这样做是为了避免浪费通信资源，不至于发送了很长的邮件以后才知道是因地址错误而浪费了许多通信资源。

再下面就是DATA命令，表示要开始传送邮件的内容了。SMTP服务器返回的信息是：“354 Start mail input；end with<CRLF>.<CRLF>”。这里<CRLF>是“回车换行”的意思。若不能接收邮件，则返回421（服务器不可用），500（命令无法识别）等。接着SMTP客户就发送邮件的内容。发送完毕后.再发送<CRLF>.<CRLF>（两个回车换行中间用一个点隔开）表示邮件内容结束。实际上在服务器端看到的可打印字符只是一个英文的句点。若邮件收到了，则SMTP服务器返回信息“250 OK”，或返回差错代码。

虽然SMTP使用TCP连接试图使邮件的传送可靠，但它并不能保证不丢失邮件。没有端到端的确认返回到收信人处。差错指示也不保证能传送到收信人处。然而基于SMTP的电子邮件通常都被认为是可靠的。

（4）拆除连接。邮件发送完毕后，SMTP客户应发送QUIT命令。SMTP服务器返回的信息是“221（服务关闭）”，表示SMTP同意释放TCP连接。邮件传送的全部过程即结束。上述的SMTP客户与服务器交互的过程都被电子邮件系统的用户代理屏蔽了，使用电子邮件的用户是看不见这些过程的。

4.POP3协议

邮局协议POP是一个非常简单、但功能有限的邮件读取协议。邮局协POP最初公布于1984年［RFC918］，经过几次的更新，现在使用的是它的第3个版本POP3［RFC1939］，它已成为因特网的正式标准。大多数的ISP都支持POP。

对依靠拨号连接的用户来说，POP协议是使用得最普遍的。当用户拨号上网连接成功后，就可以运行POP客户程序，并与所连接的ISP邮件服务器的POP服务器程序建立TCP连接（POP客户和POP服务器之间要交互一些命令与响应，但对收信人来说都是透明的），然后就可以接收电子邮件了。

POP3协议的一个特点就是只要用户从POP服务器读取了邮件，POP服务器就将该邮件删除。

5.电子邮件的工作流程

第1步：用邮件处理软件撰写信件和收件人地址。

第2步：客户程序将邮件通过SMTP发给服务提供者——邮件服务器。

图6-21　邮件发送过程

第3步：邮件服务器利用Internet使用SMTP协议在邮件主机之间传递邮件。

第4步：邮件到达目的邮件服务器，目的邮件服务器将邮件放入接收者的信箱中。

第5步：接收者利用POP3从其邮件服务器中取信，并利用邮件处理软件阅读信件，见图6-21。