电子邮件（EMail）
- 应用层传输对象：邮件
- 网络应用架构：客户-服务器架构
- 要求网络服务：TCP服务
- 应用层协议：
- 邮件传输协议：SMTP（端口号25）
- 邮件访问协议：POP3（端口号），IMAP（端口号），HTTP（端口号80，可以上载、下载文件）
- SMTP、POP、IMAP采用命令/响应交互
3个主要组成部分：
- 用户代理
- 邮件服务器
- 简单邮件传输协议：SMTP
用户代理：
- 又名“邮件阅读器”
- 撰写，编辑和阅读邮件
- 如Outlook、Foxmail【这些软件就是这个应用的代理】
- 输出和输入邮件保存在服务器上
【web应用的用户代理，web浏览器；FTP应用的应用代理，FTP的客户端软件】
【用户通过软件和服务器打交道，而不是直接和服务器打交道】
邮件服务器：【守候在25号端口的邮件服务器】
- 邮箱中管理和维护发送给用户的邮件
- 输出报文队列保持发送邮件报文
- 邮件服务器之间的SMTP协议：发送Email报文
- 客户：发送方邮件服务器
- 服务器：接收端邮件服务器
- 报文传输代理MTA：运行在服务器后台的系统守护进程，负责在邮件服务器之间传输邮件，及将收到的邮件放入用户信箱
【用户代理发给邮件服务器，邮件服务器放到队列里，队列把邮件打走，打到相应的邮件服务器，邮件服务器收下来放到相应的邮箱当中】
【目标用户收邮件的时候再运行用户代理，从相应的邮件服务器他自己的邮箱当中，把别人发给他的邮件拉过来，拉的协议包括三种，POP3、IMAP、HTTP】
【用户代理发邮件给邮件服务器是SMTP协议，邮件服务器发给目标邮件服务器是SMTP协议，最后一跳是拉的（邮件存取协议），是POP3、IMAP、HTTP】
【用户代理：user agent，邮件服务器：mail server，绿色的是报文队列（message queue），黄色的是用户邮件箱（user mailbox）】
EMail：SMTP[RFC 2821]
- 使用TCP在客户端和服务器之间传送报文，端口号为25
- 直接传输：从发送方服务器到接收方服务器
- 传输的3个阶段
- 握手
- 传输报文
- 关闭
- 命令/响应交互
- 命令：ASCII文本
- 响应：状态码和状态信息
- 报文必须为7位ASCII码【规定了传输的内容必须是ASCII码范围，否则不允许传】
举例：Alice给Bob发送报文
【②④是SMTP协议，⑥是POP3、IMAP、HTTP】
【为什么要放在队列中再发，而不是直接发走？邮件服务器维护的用户数很多，用队列平滑以下进来和出去的速度；邮件不是来了就发，设置成几分钟后攒到一起再发，不让服务器那么劳累，每时每刻都处在一个待命的状态也很耗能】
简单的SMTP交互
SMTP：总结
- SMTP使用持久连接【建立连接之后连接不关的，把邮件发完之后再关。】
- SMTP要求报文（首部和主体）为7位ASCII编码【可打印，打印完之后可以读的】
- SMTP服务器使用CRLF，CRLF决定报文的尾部
与HTTP比较：
- HTTP：拉（pull）
- SMTP：推（push）
- 二者都是ASCII形式的命令/响应交互、状态码
- HTTP：每个对象封装在各自的响应报文中
- SMTP：多个对象包含在一个响应报文中【一个邮件可以有多张图片、视频、音频、文字、文档】
邮件报文格式
SMTP：交换Email报文的协议
【头部包含头部的名称和头部的值，最常见的头部名称是To:（给谁），From（谁发的），Subject（标题），CC（抄送，发给你同时抄送给另外一个人，另一个人知道已经发送了。还有一种叫暗抄（暗自抄送），发送给你同时抄送给另一个人，你还不知道，就叫暗自抄送）】
如何传输包含非ASCII文本的报文？
- 现在的电子邮件要求能传输其他语系的文字，甚至非文本信息（如图片、语言等）
- 非ASCII文本形式的数据在发送前须转换成简单ASCII文本
- 非ASCII文本的报文大多具有特殊的数据类型，需要特殊的邮件浏览器（如JPEG图形的解压缩软件）来解读
- 需扩展类型
报文格式：多媒体扩展
- MIME：多媒体邮件扩展（multimedia mail extension），RFC 2045，2056
- 在报文首部用额外的行申明MIME内容类型
base64编码：把若干个不在ASCII码范围内的字节把它转换为更长一点的在ASCII码范围内的字符，这样就可以通过SMTP协议去传输了。到对方之后，用base64转换出来，再用MIME再解释出来这个邮件包括那些东西。
邮件的两阶段交付
- 在具有永久因特网连接的计算机上运行一个SMTP服务器，位用户分配一个永久信箱
- 第一阶段：邮件被投递到收信人的永久信箱
- 第二阶段：用户从永久信箱中获取邮件
- 带永久信箱的计算机必须运行两个服务器程序：
- SMTP服务器：接收用户邮件，放入用户信箱
- 邮件访问服务器：允许用户从邮箱中提取邮件
邮件访问协议
- SMTP：传送到接收方的邮件服务器
- 邮件访问协议：从服务器访问邮件
- POP：邮局访问协议（Post Office Protocol）[RFC 1939]
- 用户身份确认（代理 ↔️ 服务器）并下载【POP3仅仅能看到收件箱发件箱】
- IMAP：Internet邮件访问协议（Internet Mail Access Protocol）[RFC 1730]
- 更多特性（更复杂）【允许Bob在远程的邮箱中创建目录，把邮件从一个目录搬到另一个目录，所以他提供远程目录维护】
- 在服务器上处理存储的报文
- HTTP：Hotmail，Yahoo Mail等
- 方便【不仅仅用于web访问，还能用于文件的上下载，文件，另外还能利用HTTP协议来收发邮件】
POP3协议
【POP3全部的用户名和密码都是明文的，后来是打了一个个补丁才把安全性提高。收发邮件可以跑在TCP之上，也可以跑在SSL之上，应用层提供的是明文，传输层做了些加密认证方面的措施，所以能够增加他的安全性措施】
【下载并删除：邮箱不会炸满。下载并保留：邮件还在邮箱当中，用其他终端运行用户代理，还能看到邮件】
- 上一个例子使用“下载并删除模式”
- 如果改变客户机，Bob不能阅读邮件
- “下载并保留”：不同客户机上为报文的拷贝
- POP3在会话中是无状态的【因为POP3不允许客户端在服务器那边建目录】
本地管理文件夹
IMAP
- IMAP服务器将每个报文与一个文件夹联系起来
- 允许用户在远程用目录来组织报文
- 允许用户读取报文组件
- IMAP在会话过程中保留用户状态（有状态的）：
- 目录名、报文ID与目录名之间映射
远程管理文件夹
基于web的邮件访问：HTTP
- 用户代理为普通浏览器：
- 发送邮件：浏览器使用HTTP协议将邮件发送到邮件服务器
- 获取邮件：浏览器使用HTTP协议从信箱取邮件
- 传输邮件：邮件服务器之间仍使用SMTP协议传输报文
- 和IMAP一样，用户可以在远程服务器上用文件夹来组织他们的邮件
理解HTTP、FTP、SMTP设计上的不同
- HTTP、FTP、SMTP均是在TCP连接上传输文件，但是在设计上有一些不同
- 使用持久连接或非持久连接：
- HTTP可在一条TCP连接上传输多个对象，SMTP可以传输多个邮件，FTP只传输一个文件
- 文件传输结束的标记：
- HTTP使用长度指示报文结束，FTP使用关闭连接表示文件结束，SMTP使用“.”表示报文结束
- 文件中的内容要求：
- SMTP要求邮件只包含简答ASCII文本，FTP和HTTP无此要求（为此，SMTP在传输其他类型内容是需要特殊处理）
- HTTP采用报文交互，SMTP和FTP采用命令
- Web和文件传输只是用一种应用层协议，电子邮件传输和邮件访问两种协议
