电子邮件系统

┌─────────┐    SMTP    ┌─────────────┐   SMTP   ┌──────────────┐
│  用户代理 │ ────────→ │  邮件服务器   │ ───────→ │  邮件服务器    │
│  (UA)    │  (发送)    │  (发送方)     │  (传输)   │  (接收方)     │
└─────────┘           └─────────────┘          └──────┬───────┘
                                                       │
                                              POP3/IMAP │
                                                       ▼
                                                 ┌─────────┐
                                                 │  用户代理 │
                                                 │  (UA)    │
                                                 └─────────┘

基本信息

• 端口：25（明文）/ 465（SSL）/ 587（STARTTLS）
• 传输层：TCP
• 模式：推协议（Push）

SMTP 通信过程（节选）

客户端(发送方服务器)             服务器(接收方服务器)
  │  220 mail.example.com SMTP    │
  │ ←──────────────────────────── │
  │  HELO sender.com              │
  │ ────────────────────────────→ │
  │  250 Hello sender.com         │
  │  MAIL FROM:<alice@sender.com> │
  │  RCPT TO:<bob@receiver.com>   │
  │  DATA                         │
  │  Subject: Hello ...           │
  │  .  ← 以单独的 . 结束          │
  │  250 OK: Message queued       │
  │  QUIT                         │

SMTP 命令

SMTP 的限制

• 只能传输 7 位 ASCII 文本
• 不能传输二进制文件
• 不能传输非英语字符
• 需要 MIME 扩展

解决的问题

• SMTP 只能传 7 位 ASCII
• MIME 允许传输：图片、音频、视频、中文等

MIME 头部字段

MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: base64
Content-Disposition: attachment; filename="file.pdf"

编码方式

base64 编码示例

原始数据: Man
ASCII: 77 97 110
二进制: 01001101 01100001 01101110
6位分组: 010011 010110 000101 101110
base64: T W F u
结果: TWFu

基本信息

• 端口：110（明文）/ 995（SSL）
• 模式：拉协议（Pull）
• 特点：简单，下载后可删除服务器邮件

工作模式

客户端 ──TCP连接──→ 服务器(端口110)
          ├─ 认证阶段: USER + PASS
          ├─ 事务阶段: LIST, RETR, DELE
          └─ 更新阶段: QUIT

基本信息

• 端口：143（明文）/ 993（SSL）
• 模式：拉协议（Pull）
• 特点：邮件保存在服务器，支持多设备同步

IMAP 功能

• 创建/删除/重命名邮箱文件夹
• 在服务器上搜索邮件
• 部分获取（只获取邮件头）
• 标记邮件状态（已读、星标等）

Alice的UA → Alice的邮件服务器 → (SMTP) → Bob的邮件服务器 → Bob的UA
    │              │                           │           │
    │ SMTP提交     │ SMTP中继                   │ POP3/IMAP │
    │ (端口587)    │ (端口25)                   │ (端口110/143)│

邮件地址格式

用户名@域名
alice@example.com
│       │
│       └─ 邮件服务器域名
└─ 用户名（邮箱标识）

SMTP 认证（SMTP AUTH）

• 防止未授权用户发送邮件
• 使用用户名/密码认证

STARTTLS

• 将明文 SMTP 连接升级为 TLS 加密
• 端口 587