电子邮件工作原理（一）

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作者：admin
发表时间：2006/5/30 11:37:25

http://www.ccert.edu.cn/spam_old/knowledge/knowledge.htm

第一章：电子邮件的工作原理

1．互联网TCP/IP的基本结构

今天的互联网（Internet）的原形是1969年建立的APARNET。在互联网发展史上具有决定意义的一件事是在1983年1月1日，APARNET正式转换成TCP/IP协议的网络。正是TCP/IP的出现，才使得互联网得以在全世界的范围内迅速发展并具有今天的规模。

根据TCP/IP协议，互联网分为4层，加上最底层的硬件层一共是5层：

应用层（第五层）

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传输层（第四层）

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互联网层（第三层）

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网络接口层（第二层）

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物理层（第一层）

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物理层：对应于网络的基本硬件，这也是Internet物理构成，即我们可以看得见的硬件设备，如PC机、互连网服务器、网络设备等，必须对这些硬件设备的电气特性作一个规范，使这些设备都能够互相连接并兼容使用。网络接口层：它定义了将数据组成正确帧的规程和在网络中传输帧的规程，帧是指一串数据，它是数据在网络中传输的单位。
　　互联网层：本层定义了互联网中传输的“信息包”格式，以及从一个用户通过一个或多个路由器到最终目标的"信息包"转发机制。
　　传输层：为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端连接。
　　应用层：它定义了应用程序使用互联网的规程。电子邮件的SMTP 协议就建立在这一层。Internet 的核心层是网络层和传输层，相应的核心协议是IP协议和TCP协议。IP 协议的主要功能包括无连结数据报传送﹑数据报寻径以及差错处理三部分。IP协议的特点是点到点的，IP对等实体间的通信不经过中间机器，对等实体所在的机器位于同一物理网络，对等机器之间有直接的物理连接。IP层的主要功能是屏蔽下面物理层的差别，向上一层提供一致的数据格式。所有要传输的数据，被按照一定的格式分组封装层IP数据报，数据报单元通过寻径等机制进行传输，在接收方数据报进行重组，得到最初要传送的数据。由于IP协议是不可靠的数据传输协议，由于网络的拥塞而发生的数据丢失等情况是不可避免的，因此Internet 还必须有一定的控制重传机制，这就是差错与控制报文协议(ICMP)。尽管计算机通过安装IP软件，从而保证了计算机之间可以发送和接收数据，但IP协议还不能解决数据分组在传输过程中可能出现的问题。因此，若要解决可能出现的问题，还需要TCP协议来提供可靠的并且无差错的通信服务。TCP协议被称作一种端对端协议。这是因为它为两台计算机之间的连接起了重要作用：当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时，TCP协议会让它们建立一个连接、发送和接收数据以及终止连接。传输控制协议TCP协议利用重发技术和拥塞控制机制，向应用程序提供可靠的通信连接，使它能够自动适应网上的各种变化。即使在 Internet 暂时出现堵塞的情况下，TCP也能够保证通信的可靠.Internet 是一个庞大的国际性网络，网路上的拥挤和空闲时间总是交替不定的，加上传送的距离也远近不同，所以传输数据所用时间也会变化不定。TCP协议具有自动调整"超时值"的功能，能很好地适应 Internet 上各种各样的变化，确保传输数值的正确。

　　IP协议只保证计算机能发送和接收分组数据，而TCP协议则可提供一个可靠的、可流控的、全双工的信息流传输服务。虽然IP和TCP这两个协议的功能不尽相同，也可以分开单独使用，但它们是在同一时期作为一个协议来设计的，并且在功能上也是互补的。只有两者的结合，才能保证 Internet 在复杂的环境下正常运行。凡是要连接到 Internet 的计算机，都必须同时安装和使用这两个协议，因此在实际中常把这两个协议统称作TCP/IP协议。 TCP/IP 协议除了TCP协议和IP协议，还包含物理接口和IP层之间的ARP/RARP协议，应用层的FTP协议﹑SMTP协议和BOOTP协议等，所用的这些协议构成Intenet 的TCP/IP 协议族。

2．SMTP的基本结构

SMTP （Simple Mail Transfer Protocol）协议是为了保证电子邮件的可靠和高效传送。TCP/IP 协议的应用层中包含有SMTP协议，但事实上它与传输系统和机制无关，仅要求一个可靠的数据流通道。它可以工作在TCP上，也可以工作在NCP, NITS 等协议上。在TCP上，它使用端口25进行传输。SMTP的一个重要特点是可以在可交互的通信系统中转发邮件。

2.1 SMTP的模型

SMTP提供了一种邮件传输的机制，当收件方和发件方都在一个网络上时，可以把邮件直传给对方；当双方不在同一个网络上时，需要通过一个或几个中间服务器转发。SMTP首先由发件方提出申请，要求与接收方SMTP建立双向的通信渠道，收件方可以是最终收件人也可以是中间转发的服务器。收件方服务器确认可以建立连接后，双发就可以开始通信。下面是SMTP的模型示意图。

发件方SMTP向收件方发处MAIL命令，告知发件方的身份；如果收件方接受，就会回答OK。发件方再发出RCPT命令，告知收件人的身份，收件方SMTP确认是否接收或转发，如果同意就回答OK；接下来就可以进行数据传输了。通信过程中，发件方SMTP与收件方SMTP 采用对话式的交互方式，发件方提出要求，收件方进行确认，确认后才进行下一步的动作。整个过程由发件方控制，有时需要确认几回才可以。

作者：admin
发表时间：2006/9/11 12:33:08

电子邮件的工作过程遵循客户-服务器模式。每份电子邮件的发送都要涉及到发送方与接收方，发送方式构成客户端，而接收方构成服务器，服务器含有众多用户的电子信箱。发送方通过邮件客户程序，将编辑好的电子邮件向邮局服务器（SMTP服务器）发送。邮局服务器识别接收者的地址，并向管理该地址的邮件服务器（POP3服务器）发送消息。邮件服务器识将消息存放在接收者的电子信箱内，并告知接收者有新邮件到来。接收者通过邮件客户程序连接到服务器后，就会看到服务器的通知，进而打开自己的电子信箱来查收邮件。

通常Internet上的个人用户不能直接接收电子邮件，而是通过申请ISP主机的一个电子信箱，由ISP主机负责电子邮件的接收。一旦有用户的电子邮件到来，ISP主机就将邮件移到用户的电子信箱内，并通知用户有新邮件。因此，当发送一条电子邮件给一另一个客户时，电子邮件首先从用户计算机发送到ISP主机，再到Internet，再到收件人的ISP主机，最后到收件人的个人计算机。

ISP主机起着“邮局”的作用，管理着众多用户的电子信箱。每个用户的电子信箱实际上就是用户所申请的帐号名。每个用户的电子邮件信箱都要占用ISP主机一定容量的硬盘空间，由于这一空间是有限的，因此用户要定期查收和阅读电子信箱中的邮件，以便腾出空间来接收新的邮件。

电子邮件在发送与接收过程中都要遵循SMTP、POP3等协议，这些协议确保了电子邮件在各种不同系统之间的传输。其中，SMTP负责电子邮件的发送，而POP3则用于接收Internet上的电子邮件。

作者：ymlswq
发表时间：2007/9/13 15:18:00

继续啊！

作者：xfbfj
发表时间：2008/3/10 17:17:47

好，对研究群发很有意义。