smtp和pop3协议分析1
  计算机网络原理 
设计说明书
SMTP和POP3的电邮协议分析
学生姓名
             
学  号
             
班  级
             
成  绩
                 
指导教师
                 
数学与计算机科学学院
2013年  3 月 15 日 
课程设计任务书
2012—2013学年第二学期
课程设计名称：
      计算机网络原理                                                                 
课程设计题目：
      SMTP和POP3的协议分析                                                                 
完 成 期 限：
自  2013 年 3 月 4 日  至  2013  年 3 月 15 日共 2 周
设计内容：
1.构建传送模型，模拟传输的实际过程搭建一个实验拓扑，通过抓取传输的数据包，分析了简单邮件传输协议SMTP和邮局协议POP3的工作原理。
2.模拟邮件传输的真实过程搭建实验拓扑，用outlook邮件传输工具发送和接收邮件，用wireshark抓包软件抓取数据包。
3.参考TCP/IP协议详细分析中SMTP和POP3的有关内容。
指导教师：                                      教研室负责人：
课程设计评阅
评语：
                                指导教师签名：
                                                年  月  日

摘  要
是因特网上使用最多的和最受用户欢迎的一种应用。一个系统具有：用户代理、邮件服务器，以及邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。在了解通信原理的基础上进一步分析了简单邮件传送协议SMTP和邮局协议第3个版本POP3。
关键词：；SMTP；POP3

目    录
1 课题描述    1
2 概要分析    2
2.1 的通信过程    2
2.2 协议    2
3 详细分析    3
3.1 SMTP的协议分析    3
3.1.1 SMTP的工作原理    3
3.1.2 SMTP的主要命令    4
3.2 POP3的协议分析    4
3.2.1 POP3的工作原理    5
3.2.2 POP3的主要命令    5
4 协议模型与数据分析    6
4.1 SMTP协议分析数据包    7
4.2 POP3协议分析数据包    12
5 总结    13
参考文献    14
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1 课题描述
Internet最基本的服务，也是最重要的服务之一，就是服务。服务还具有快速、经济的特点。发一份给远在他方的一位用户，通常来说，对方几分钟之内就能收到。如果选用传统邮件，发一封特快专递也需要至少几天的时间。与实时信息交流，如电话相比，因为是采用存储转发的方式，发送邮件时，并不需要收件人处于在线状态，收件人可以根据实际需要随时上网从邮件服务器上收取邮件，方便了信息的交流。
把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取。而邮件服务器需要使用两种不同的协议。一种协议用于用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件，如SMTP协议，而另一种用于用户代理从邮件服务器读取邮件，如邮局协议POP3。这里主要分析SMTP和POP3这两种协议，了解它们的工作原理。


2 概要分析
2.1 的通信过程
一个系统应具有图2.1所示的三个组成构件，这就是用户代理、邮件服务器，以及邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。
图2.1 系统
 
    把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取。的收发过程如图2.2所示。
图2.2 邮件收发过程
2.2 协议
    当前常用的协议有SMTP（简单邮件传输协议）、POP3（邮局协议）、IMAP4（Internet邮件访问协议），它们都隶属于TCP/IP协议簇，默认状态下，分别通过TCP端口25、110和143建立连接。SMTP主要负责底层的邮件系统如何将邮件从一台机器传至另外一台机器。POP3是把邮件从中传输到本地计算机的协议。IMAI4是POP3的一种替代协议，提供了邮件检索和邮件处理新功能，这样用户可以不必下载邮件正文就可以看到邮件的标题摘要，从邮件客户端软件就可以对服务器上的邮件和文件夹目录等进行操作。在这里我们着重分析SMTP和POP3这两种基本的协议。
3 详细分析
3.1 SMTP的协议分析
SMTP是Simple Mail Transfer Protocol的缩写，即简单邮件传输协议，基于TCP的应用层明文传送,使用服务端口25，是一种提供有效可靠传送的协议。用于用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件。负责发送邮件的服务器称为SMTP客户，负责接收邮件的服务器称为SMTP服务器。
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3.1.1 SMTP的工作原理
SMTP通常有两种工作模式：发送SMTP和接收SMTP。SMTP的通信模型如图3.1所示，具体工作方式为：发送SMTP在接到用户的邮件请求后，判断此邮件是否为本地邮件，若是直接投送到用户的邮箱，否则向DNS查询远端邮件服务器的MX纪录，并建立与远端接收SMTP之间的一个双向传送通道，此后SMTP命令由发送SMTP发出，由接收SMTP接收，而应答则反方向传送（SMTP协议对每一个命令都会返回一个应答）。一旦传送通道建立，SMTP发送者发送MAIL命令指明邮件发送者。如果SMTP接收者可以接收邮件则返回
OK应答。SMTP发送者再发出前赤壁赋翻译RCPT命令确认邮件是否接收到。如果SMTP接收者接收，则返回OK应答；如果不能接收到，则发出拒绝接收应答（但不中止整个邮件操作），双方将如此重复多次。当接收者收到全部邮件后会接收到特别的序列，如果接收者成功处理了邮件，则返回OK应答即可。
   
                              SMTP命令                           
                                应答                           
图3.1 SMTP的通信模型
    SMTP主要经过建立连接、传送邮件和释放连接3个阶段。具体为：
1) 客户端使用TCP协议连接SMTP服务器的25端口；夜久语声绝
2) 客户端发送HELO报文将自己的域地址告诉给SMTP服务器；
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3) SMTP服务器接受连接请求，向客户端发送请求账号密码的报文（AUTH LOGIN）；
4) 客户端向SMTP服务器传送账号和密码，如果验证成功，向客户端发送一个OK命令，表示可以开始报文传输；
5) 客户端使用MAIL命令将邮件发送者的名称发送给SMTP服务器；
6) SMTP服务器发送OK命令做出响应；
7) 客户端使用RCPT命令发送邮件接收者地址，如果SMTP服务器能识别这个地址，就向客户端发送OK命令，否则拒绝这个请求；
8) 收到SMTP服务器的OK命令后，客户端使用DATA命令发送邮件的数据。
9) 客户端发送QUIT命令终止连接。
3.1.2 SMTP的主要命令
直接使用SMTP协议发送邮件的命令如表3.1所示：
表3.1 SMTP基本命令集
命令
描述
HELO
发件方问候收件方，后跟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。
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MAIL
用来开始传送邮件，后跟发件方邮件地址（返回邮件地址）。它也用来当邮件无法送达时，发送失败通知。
PCPT
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着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
QUIT
SMTP要求接收方必须回答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。
RSET
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数据都必须清除，接收方必须回答OK
3.2 POP3的协议分析
POP3(Post Office Protocol 3)即邮局协议的第3个版本，主要用于支持使用客户端远程管理在服务器上的。该协议是在RFC-1939中定义的，是Internet上的大多数人用来接收邮件的机制。POP3采用Client/Server工作模式，默认使用TCP 110端口。它是因特网的第一个离线协议标准，POP3协议允许用户从服务器上把邮件存储到本地主机（即自己的计算机）上，同时根据客户端的操作删除或保存在邮件服务器上的邮件，而POP3服务器则是遵循POP3协议的接收邮件服务器，用来接收的。
3.2.1 POP3的工作原理
POP3会话在生命周期中有三个不同的状态：认证状态，处理状态和更新状态。一旦TCP连接被打开，就进入了“确认”状态，大多数现有的POP3客户端与服务器执行采用ASCII明文发送用户名和口令给服务器进行身份确认，客户端必须向POP3服务器确认自己是其客户，服务器确认后，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，服务器返回一个“确认”状态码，确认成功后就进入“操作”状态，在该状态下，服务器就获取与客户邮件相关的资源，客户提出服务，完成相应的操作后，客户发出QUIT命令，
希望结束会话，如果这时的服务器端处于“操作”状态，则在QUIT命令后进入“更新”状态，删除那些标记成删除的邮件。如果服务器端处于“确认”状态，则结束会话时服务器端部进入“更新”状态。
POP3具体工作原理：
1) 客户端使用TCP协议连接邮件服务器的110端口；
2) 客户端使用USER命令将邮箱的账号传给POP3服务器；
3) 客户端使用PASS命令将邮箱的账号传给POP3服务器；
4) 完成用户认证后，客户端使用STAT命令请求服务器返回邮箱的统计资料；
5) 客户端使用LIST命令列出服务器里邮件数量；
6) 客户端使用RETR命令接收邮件，接收一封后便使用DELE命令将邮件服务器中的邮件置为删除状态；

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