Mailing protocols: STMP, POP3, and IMAP¶

邮件报文¶

To: example@example.com
From: me@guoruiming.com
Subject: Hello, World!

This is a Mail.

地址结构是 URL 地址结构的一个子部分，{user}@{domain}.

邮件系统¶

互联网电子邮件系统由三部分组成：user-agent mail-server Simple Mail Transfer Protocol

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User-Agent¶

Agent 就是代理人的意思，我代理你完成一项工作，大家上网使用的浏览器在网页浏览的上下文中就是一种 User-Agent。一些网页可以根据 HTTP 协议或者 JavaScript 中 User-Agent 确定用户的浏览器类型，这里是同样的道理。UA 就可以理解为客户端，比如 Outlook，Gmail，国内常用的 163、QQ，川大校园邮箱等。

Mail Server¶

Mail servers form the core of the e-mail infrastructure.

邮件系统的每个参与者(recipient)都在一个邮件服务器上有一个邮箱（暂不考虑一个人几个邮箱账号）。邮箱会管理和维护用户的邮件。

当用户甲给用户乙编辑了一封邮件点击“发送”的时候，邮件从甲的 User-Agent 出发，通过网络到达甲的 Mail Server，甲的邮件服务器将邮件发到乙的邮件服务器，放入邮箱里。当乙想查看自己的邮件时，首先经过验证（即登录），然后阅读邮件。如果甲的邮件因为一些原因到达了甲的服务器但是到不了乙的服务器，这封邮件会被存放在甲的邮件服务器的消息队列里，经过一定时间尝试重发。

SMTP 是电子邮件最主要的应用层协议，其使用 TCP 协议簇，一种可靠的协议（你想你用 UDP 发，把邮件发丢一块算什么事）。SMTP 协议由客户端和服务端组成，也类似于 HTTP 里的 C/S 模式。

协议¶

SMTP¶

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SMTP 的报文和 HTTP 也非常的像

From: alice@crepes.fr
To: bob@hamburger.edu
Subject: Searching for the meaning of life.

相同点：

都使用 TCP 连接
都可以采用持续连接
都使用命令/响应交互模式

不同点：

SMTP 为推协议，通常是发送方发起请求，HTTP 为拉协议，通常是接收方发起请求
SMTP 只能使用 7 位 ASCII 码，HTTP 没有限制
SMTP 将所有对象封装在一个报文里，HTTP 将每个对象封装在自己的 http 响应报文中

邮件获取¶

POP3&IMAP¶

回到甲给乙发邮件的故事，当我们通过 SMTP 服务将报文发送到乙的邮件服务器上时，乙需要收邮件。收邮件当然是在自己的电脑或手机上。但有一个问题：如果乙的邮件服务器装在自己的电脑或手机上，一旦乙的服务器关了，那么谁的邮件也发不过来了，所以必须一直开机。所以有些互联网服务提供商提供邮件服务，比如 163，用户的 User-Agent 使用 SMTP 或 HTTP 协议将邮件内容上传到服务器，由服务器通过 SMTP 协议发送到目的服务器。

而 User-Agent 和 Mail Server 的交流通过 HTTP 或 IMAP（Internet Mail Access Protocol，RFC 3501）协议。之前还有 POP3 协议也可以从服务器获取邮件，但是 POP3 协议允许电子邮件客户端下载服务器上的邮件，但是在客户端的操作（如移动邮件、删除邮件、标记已读等），不会反馈到服务器上，也就是说，POP3 是无状态的，比如通过客户端收取了邮箱中的 3 封邮件并移动到其他文件夹，邮箱服务器上的这些邮件是没有同时被移动的。一般来说，服务器在客户端通过 POP3 协议接收邮件之后会将该邮件从服务器上删除，而现在我们再没遇到这种情况。

而 IMAP 提供 webmail 与电子邮件客户端之间的双向通信，客户端的操作都会反馈到服务器上，对邮件进行的操作，服务器上的邮件也会做相应的动作。

总之，IMAP 整体上为用户带来更为便捷和可靠的体验。POP3 更易丢失邮件或多次下载相同的邮件。

MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）¶

刚刚说过，SMTP 因为很 Simple，所以只能发送 ASCII 码的可打印字符部分。由于互联网上传送非文本内容以及多语种的需求，以及因为 SMTP 会拒绝超过一定长度的邮件，MIME 应运而生。注意它叫“Extension"，也就是说，MIME 并没有取代 SMTP，而是在 SMTP 上进行了扩展，在下面我们会看到扩展是如何进行的。

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同时定义了 5 个新的 Header 字段，注意 STMP 只能传输 ASCII，所以附件里的图片大多是 Base64 编码过的