第13章 邮件传输协议分析
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第13章 邮件传输协议
• 简单邮件传送协议SMTP[RFC 821]和电 子邮件格式标准 [RFC 822]最早出现在 1982年，当初是ARPANET上的电子邮 件标准，现在已成为因特网的电子邮件 标准。 • 早期的问题：SMTP只能传送ASCII码邮 件。
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• 解决：1993年又制定了新的电子邮件标 准 “通用因特网邮件扩展” MIME [RFC 1521，1522] 。MIME邮件可同时 传送多种类型的数据(如文本、声音、图 像、视频等) 。 • 另外，客户读取邮件时还需要使用邮件 读取协议。
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首部中的关键字是From、To、Date、Subject。 • From:表示发信人的电子邮件地址。一般由邮 件系统自动填入。 • To：填入一个或多个收信人的电子邮件地址。 在电子邮件软件中，用户将经常通信的对象姓 名和电子邮件地址写到地址簿中。当撰写邮件 时，只需打开地址簿，点击收信人名字，收信 人的电子邮件地址就会自动地填入到合适的位 置上。 • Date：发信日期。一般由邮件系统自动填入。 • Subject：是邮件的主题。它反映了邮件的主 要内容。主题便于用户查找邮件。
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13.3 别名与邮件网关
1．别名 • SMTP允许用一个别名来表示几个不同的电子 邮箱，另外，一个电子邮箱也可以定义多个不 同的电子邮件地址。 • 使用别名为用户带来了方便，别名映射可以是 多对一或一对多。
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1) 多对一映射：多个电子邮箱地址对应一个用 户邮箱。 2) 一对多映射：有时同一份邮件要发送给多个 不同的收信人时，用户就可以创建一个别名， 此别名对应一个邮件发送清单，即多个电子 邮箱。
•
功能：发送和接收邮件，同时还向发信人报告邮件 传送的情况(已交付、被拒绝、丢失等)。 • 邮件服务器默认监听TCP 25端口看是否有客户请 求。 3. 电子邮件所使用协议 邮件传输协议：SMTP + MIME； 邮件接收协议：POP3 或 IMAP
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返回
电子Βιβλιοθήκη Baidu件传送过程
• 当用户代理发送一封电子邮件时，首先使用SMTP协 议发送到客户端的邮件服务器。 • 客户邮件服务器得到了邮件后，将它保存在自身的缓 冲队列中，然后，根据邮件的目的地址，查询服务器 端的邮件服务器，并且通过SMTP传送。根据邮件的 目的地址确定服务器端邮件服务器时，需要使用DNS 服务。例如，有一封邮件的目标地址是 yourmail@yourserver.com，那么，邮件服务器首先 要通过DNS解析“yourserver.com” ，然后，再通过 TCP连接上的SMTP将邮件传送给该服务器。 • 服务器端邮件服务器接收到邮件之后，将其存储在为 接收用户开辟的存储空间(邮箱)中，等待接收者通过 邮件获取协议读取自己的电子邮件。 Page 7
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2．邮件服务器 • 邮件服务器是电子邮件系统的核心构件，在其上运 行了邮件服务器软件。
– – – – Exchange Server (windows, 付费，企业级)； Imail Server (windows, 付费，中小企业)； Mdeamon (windows, 付费，中小企业)； sendmail (Linux/Unix, 免费)
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下表是一个电子邮件的实例
From: John_O_Public@foobar.com To: 912743.253843@nonexist.com Date: Fri, 1 Jan 99 10:21:32 EST Subject: lunch with me? Bob, Can we get together for lunch when you visit next week? I’m free on Tuesday or Wednesday ——just let me know which day you would prefer.
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• 连接建立后，SMTP服务器发出“220 Service ready”。然后，SMTP客户向SMTP 服务器发送HELLO命令，附上发送方的域名。
• SMTP服务器若有能力接收邮件，则回答： “250 OK” 。若SMTP服务器不可用，则回 答“421 Service not available”。 • 如果SMTP客户在一定时间内发送不了邮件， 则将邮件退还发信人。
客户端 用户代理 S MTP 邮件服务器 S MTP 服务器端 邮件服务器 POP3/IMAP 协议 用户代理
图 14-1 电子邮件的工作过程
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1. 用户代理 • 用户代理UA(User Agent)是用户与电子邮件 系统的接口，一般它是在用户PC机中运行 的程序。 （如foxmail，outlook express） • 功能：用户代理接受用户输入的各种指令， 将用户的邮件传送至其邮件服务器；或者将 邮件从邮件服务器读取到本机上。 用户代理至少应当具有以下三个功能： 1) 撰写邮件 2) 显示邮件 3) 处理邮件（发送和读取）
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因特网上有许多邮件发送清单是开放的，任何人可将其 电子邮箱地址通过电子邮件加入到某个邮件发送清单， 以便今后自己的邮箱中能自动收到所需信息的邮件。 • 当电子邮件到达时，邮件服务器检查目标地址。如果目 标地址在别名数据库表中出现，分发器就将信息转发给 表中的每个地址。 表13.3显示了一个邮件分发器数据库的实例。
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第13章 邮件传输协议
13.1 概述 13.2 电子邮件地址 13.3 邮件转发与网关 13.4 电子邮件信息格式 13.5 简单邮件传输协议（SMTP） 13.6 邮件获取协议 13.7 通用因特网邮件扩充（MIME）
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13.1 概述
• 通常，一封电子邮件的传送需要用户代 理、客户端邮件服务器和服务器端邮件 服务器三个程序的参与，并使用邮件传 输和获取协议(如SMTP、POP3或 IMAP)。 • 图14-1 表示电子邮件的工作过程。
表 13-5 SMTP 的应答码及其含义
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2. SMTP模型
• 当用户发出邮件传送请求后，SMTP发送者 (客户端邮件服务器)与SMTP接收者(服务器 端邮件服务器)之间建立一个双向传送通信通 道。SMTP命令由SMTP发送者发出，而应答 则由对方给出。
用户 文件系统 发送 SMTP SMTP 协议
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• SMTP客户发出RCPT命令，指出收信人地址， 比如： RCPT TO：<bbb@263.com> 从SMTP服务器返回应答信息，如：“250 OK”，表示此邮箱在服务器系统中；或“550 No such user here”，即不存在此邮箱。 • SMTP客户发出DATA命令，表示将开始传送 邮件内容。SMTP服务器返回的信息是：354 Start mail input; 若不能接收邮件，则返回 421(服务器不可用)，500(命令无法识别)等。
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含义 回复地址 使用的字符集 工具软件 发送方地址的副本 发送方面部图象
13.5 简单邮件传输协议（SMTP）
1.概述 • 简单邮件传输协议（SMTP）的目标是可靠地 传送邮件。 • SMTP定义了14条命令和21种响应信息。 • 每条命令用4个字母组成 • 每一种响应一般只有一行信息： 3位数字代码[+简单的文字说明]
13.2 电子邮件地址
• 电子邮件地址是一个字符串，用@分为两部分。第 一部分是电子邮箱标识，第二部分给出了邮箱所在 的邮件服务器的域名。 • E-mail地址通常为： 电子邮箱名@邮箱所在主机的域名 例如： me@mail.njust.edu.cn
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由于一个主机的域名在因特网上是惟一的，而 一个电子邮箱地址在该主机中也是惟一的。 因此在一个电子邮箱地址在因特网上是惟一 的。 在发送电子邮件时，客户端邮件服务器只使用 收信人地址中的后一部分来找到服务器端邮件 服务器。只有在邮件到达服务器端邮件服务器 后，才根据收信人地址中的前一部分 ( 即收信 人邮箱名 ) ，将邮件存放在相应收件人的邮箱 中。
列表 friends 内容 Joe@foobar.com,Jlll@bar.gov,Tim@StateU.edu, Mary@acollege.edu,Hank@nonexist.com customers bball-interest
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george@xyz.com,VP_Marketing@news.com hank@nonexist.com,Linda_S_Smith@there.com, John_Q_Public@foobar.com,Connie@foo.edu, 表 13-1 邮件分发器数据库实例
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John
表14-3列出了一些在因特网电子邮件中的首部 关键字，以及使用它们的目的。
关键字 From To Cc Date Subject 含义 发送方地址 接收方地址 复制副本地 发送日期 主题 关键字 Reply-To X-Charset X-Mailer X-Sender X-Face 表 14-3 常见关键字及其含义
接收 SMTP 接收 SMTP
文件系统
发送 SMTP
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图 13-3 SMTP 模型
建立TCP连接 发送方
邮件服务器
163.com
220(服务就绪) Hello: 163.com 421：服务不可用
接收方
邮件服务器 263.com
250
Mail: 双方邮件地址 客 户 451：本地出错 250 Data(传送初始化) 421：服务不可用 354： 开始邮件输入 邮件 250 quit 250
SMTP的应答码及其含义。
应答码 211 214 220 221 250 251 354 421 450 451 含义 系统状态或帮助应答 帮助报文 <域>服务准备好 <域>服务关闭传输连接 请求邮递活动已完成 用户不在本地；寻<前向路径> 邮件输入，以<CRLF>结束 <域>服务失败，关闭传输连接 请求邮递活动失败；邮箱失败 请求失败；本地错误 应答码 500 501 502 503 504 550 551 552 553 554 含义 语法错误，不能识别命令 参量有语法错误 命令失败 命令中有坏串 命令参量没有实现 请求活动失败；邮箱不能得到 用户不在本地，请试<前向路径> 请求邮递活动失败 请求活动失败；邮箱名没激活 处理失败
13.4 电子邮件信息格式
电子邮件：信封+内容 内容：首部+信体(body)
– 首部：发送方、接收方、发送日期和内容格式等。 – 信体：可以包含任意文本。
用户写好首部后，邮件系统将自动地将信封所 需的信息从中提取出来并写在信封上。 [RFC 822]规定了邮件的首部格式。首部由多行 构成，每一行：关键字+冒号+信息
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邮件传送阶段
释放TCP连接
3．SMTP的使用 SMTP通信过程包含连接建立、邮件传送、连接 释放三个阶段。 (1) 连接建立 • SMTP连接是在发送方邮件服务器和接收方邮 件服务器之间建立的。 • 发送方邮件服务器每隔一定时间对邮件缓存扫 描一次。如发现有邮件，就与接收方SMTP服 务器的熟知端口25建立TCP连接。
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下表给出了SMTP的最小命令集及其功能。
命令 HELO MAIL RECP DATA REST NOOP QUIT
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含义 发送 SMTP 向接受 SMTP 所做的提示 启动邮递（mail）处理 识别邮件接收者 DATA 后面内容表示邮件数据， 以<CRLF> 结尾 退出（或复位）当前的邮递处理，返回 OK 应答表示过程有效 用于用户测试，仅返回 OK 接收端返回 OK 应答并关闭传输连接
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（2）邮件传送 • SMTP客户获得SMTP服务器的肯定回复后， 发出MAIL命令。MAIL命令后面有发信人的 地址。如： MAIL FROM： <aaa@163.com> • 若SMTP服务器已准备好接收邮件，则回答 “250 OK”。否则，返回一个代码，指出出 错原因。如：451(处理时出错)，452(存储空 间不够)，500(命令无法识别)等。
• 简单邮件传送协议SMTP[RFC 821]和电 子邮件格式标准 [RFC 822]最早出现在 1982年，当初是ARPANET上的电子邮 件标准，现在已成为因特网的电子邮件 标准。 • 早期的问题：SMTP只能传送ASCII码邮 件。
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• 解决：1993年又制定了新的电子邮件标 准 “通用因特网邮件扩展” MIME [RFC 1521，1522] 。MIME邮件可同时 传送多种类型的数据(如文本、声音、图 像、视频等) 。 • 另外，客户读取邮件时还需要使用邮件 读取协议。
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首部中的关键字是From、To、Date、Subject。 • From:表示发信人的电子邮件地址。一般由邮 件系统自动填入。 • To：填入一个或多个收信人的电子邮件地址。 在电子邮件软件中，用户将经常通信的对象姓 名和电子邮件地址写到地址簿中。当撰写邮件 时，只需打开地址簿，点击收信人名字，收信 人的电子邮件地址就会自动地填入到合适的位 置上。 • Date：发信日期。一般由邮件系统自动填入。 • Subject：是邮件的主题。它反映了邮件的主 要内容。主题便于用户查找邮件。
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13.3 别名与邮件网关
1．别名 • SMTP允许用一个别名来表示几个不同的电子 邮箱，另外，一个电子邮箱也可以定义多个不 同的电子邮件地址。 • 使用别名为用户带来了方便，别名映射可以是 多对一或一对多。
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1) 多对一映射：多个电子邮箱地址对应一个用 户邮箱。 2) 一对多映射：有时同一份邮件要发送给多个 不同的收信人时，用户就可以创建一个别名， 此别名对应一个邮件发送清单，即多个电子 邮箱。
•
功能：发送和接收邮件，同时还向发信人报告邮件 传送的情况(已交付、被拒绝、丢失等)。 • 邮件服务器默认监听TCP 25端口看是否有客户请 求。 3. 电子邮件所使用协议 邮件传输协议：SMTP + MIME； 邮件接收协议：POP3 或 IMAP
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电子Βιβλιοθήκη Baidu件传送过程
• 当用户代理发送一封电子邮件时，首先使用SMTP协 议发送到客户端的邮件服务器。 • 客户邮件服务器得到了邮件后，将它保存在自身的缓 冲队列中，然后，根据邮件的目的地址，查询服务器 端的邮件服务器，并且通过SMTP传送。根据邮件的 目的地址确定服务器端邮件服务器时，需要使用DNS 服务。例如，有一封邮件的目标地址是 yourmail@yourserver.com，那么，邮件服务器首先 要通过DNS解析“yourserver.com” ，然后，再通过 TCP连接上的SMTP将邮件传送给该服务器。 • 服务器端邮件服务器接收到邮件之后，将其存储在为 接收用户开辟的存储空间(邮箱)中，等待接收者通过 邮件获取协议读取自己的电子邮件。 Page 7
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2．邮件服务器 • 邮件服务器是电子邮件系统的核心构件，在其上运 行了邮件服务器软件。
– – – – Exchange Server (windows, 付费，企业级)； Imail Server (windows, 付费，中小企业)； Mdeamon (windows, 付费，中小企业)； sendmail (Linux/Unix, 免费)
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下表是一个电子邮件的实例
From: John_O_Public@foobar.com To: 912743.253843@nonexist.com Date: Fri, 1 Jan 99 10:21:32 EST Subject: lunch with me? Bob, Can we get together for lunch when you visit next week? I’m free on Tuesday or Wednesday ——just let me know which day you would prefer.
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• 连接建立后，SMTP服务器发出“220 Service ready”。然后，SMTP客户向SMTP 服务器发送HELLO命令，附上发送方的域名。
• SMTP服务器若有能力接收邮件，则回答： “250 OK” 。若SMTP服务器不可用，则回 答“421 Service not available”。 • 如果SMTP客户在一定时间内发送不了邮件， 则将邮件退还发信人。
客户端 用户代理 S MTP 邮件服务器 S MTP 服务器端 邮件服务器 POP3/IMAP 协议 用户代理
图 14-1 电子邮件的工作过程
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1. 用户代理 • 用户代理UA(User Agent)是用户与电子邮件 系统的接口，一般它是在用户PC机中运行 的程序。 （如foxmail，outlook express） • 功能：用户代理接受用户输入的各种指令， 将用户的邮件传送至其邮件服务器；或者将 邮件从邮件服务器读取到本机上。 用户代理至少应当具有以下三个功能： 1) 撰写邮件 2) 显示邮件 3) 处理邮件（发送和读取）
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因特网上有许多邮件发送清单是开放的，任何人可将其 电子邮箱地址通过电子邮件加入到某个邮件发送清单， 以便今后自己的邮箱中能自动收到所需信息的邮件。 • 当电子邮件到达时，邮件服务器检查目标地址。如果目 标地址在别名数据库表中出现，分发器就将信息转发给 表中的每个地址。 表13.3显示了一个邮件分发器数据库的实例。
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第13章 邮件传输协议
13.1 概述 13.2 电子邮件地址 13.3 邮件转发与网关 13.4 电子邮件信息格式 13.5 简单邮件传输协议（SMTP） 13.6 邮件获取协议 13.7 通用因特网邮件扩充（MIME）
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13.1 概述
• 通常，一封电子邮件的传送需要用户代 理、客户端邮件服务器和服务器端邮件 服务器三个程序的参与，并使用邮件传 输和获取协议(如SMTP、POP3或 IMAP)。 • 图14-1 表示电子邮件的工作过程。
表 13-5 SMTP 的应答码及其含义
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2. SMTP模型
• 当用户发出邮件传送请求后，SMTP发送者 (客户端邮件服务器)与SMTP接收者(服务器 端邮件服务器)之间建立一个双向传送通信通 道。SMTP命令由SMTP发送者发出，而应答 则由对方给出。
用户 文件系统 发送 SMTP SMTP 协议
Page 24
• SMTP客户发出RCPT命令，指出收信人地址， 比如： RCPT TO：<bbb@263.com> 从SMTP服务器返回应答信息，如：“250 OK”，表示此邮箱在服务器系统中；或“550 No such user here”，即不存在此邮箱。 • SMTP客户发出DATA命令，表示将开始传送 邮件内容。SMTP服务器返回的信息是：354 Start mail input; 若不能接收邮件，则返回 421(服务器不可用)，500(命令无法识别)等。
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含义 回复地址 使用的字符集 工具软件 发送方地址的副本 发送方面部图象
13.5 简单邮件传输协议（SMTP）
1.概述 • 简单邮件传输协议（SMTP）的目标是可靠地 传送邮件。 • SMTP定义了14条命令和21种响应信息。 • 每条命令用4个字母组成 • 每一种响应一般只有一行信息： 3位数字代码[+简单的文字说明]
13.2 电子邮件地址
• 电子邮件地址是一个字符串，用@分为两部分。第 一部分是电子邮箱标识，第二部分给出了邮箱所在 的邮件服务器的域名。 • E-mail地址通常为： 电子邮箱名@邮箱所在主机的域名 例如： me@mail.njust.edu.cn
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由于一个主机的域名在因特网上是惟一的，而 一个电子邮箱地址在该主机中也是惟一的。 因此在一个电子邮箱地址在因特网上是惟一 的。 在发送电子邮件时，客户端邮件服务器只使用 收信人地址中的后一部分来找到服务器端邮件 服务器。只有在邮件到达服务器端邮件服务器 后，才根据收信人地址中的前一部分 ( 即收信 人邮箱名 ) ，将邮件存放在相应收件人的邮箱 中。
列表 friends 内容 Joe@foobar.com,Jlll@bar.gov,Tim@StateU.edu, Mary@acollege.edu,Hank@nonexist.com customers bball-interest
Page 12
george@xyz.com,VP_Marketing@news.com hank@nonexist.com,Linda_S_Smith@there.com, John_Q_Public@foobar.com,Connie@foo.edu, 表 13-1 邮件分发器数据库实例
Page 15
John
表14-3列出了一些在因特网电子邮件中的首部 关键字，以及使用它们的目的。
关键字 From To Cc Date Subject 含义 发送方地址 接收方地址 复制副本地 发送日期 主题 关键字 Reply-To X-Charset X-Mailer X-Sender X-Face 表 14-3 常见关键字及其含义
接收 SMTP 接收 SMTP
文件系统
发送 SMTP
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图 13-3 SMTP 模型
建立TCP连接 发送方
邮件服务器
163.com
220(服务就绪) Hello: 163.com 421：服务不可用
接收方
邮件服务器 263.com
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Mail: 双方邮件地址 客 户 451：本地出错 250 Data(传送初始化) 421：服务不可用 354： 开始邮件输入 邮件 250 quit 250
SMTP的应答码及其含义。
应答码 211 214 220 221 250 251 354 421 450 451 含义 系统状态或帮助应答 帮助报文 <域>服务准备好 <域>服务关闭传输连接 请求邮递活动已完成 用户不在本地；寻<前向路径> 邮件输入，以<CRLF>结束 <域>服务失败，关闭传输连接 请求邮递活动失败；邮箱失败 请求失败；本地错误 应答码 500 501 502 503 504 550 551 552 553 554 含义 语法错误，不能识别命令 参量有语法错误 命令失败 命令中有坏串 命令参量没有实现 请求活动失败；邮箱不能得到 用户不在本地，请试<前向路径> 请求邮递活动失败 请求活动失败；邮箱名没激活 处理失败
13.4 电子邮件信息格式
电子邮件：信封+内容 内容：首部+信体(body)
– 首部：发送方、接收方、发送日期和内容格式等。 – 信体：可以包含任意文本。
用户写好首部后，邮件系统将自动地将信封所 需的信息从中提取出来并写在信封上。 [RFC 822]规定了邮件的首部格式。首部由多行 构成，每一行：关键字+冒号+信息
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邮件传送阶段
释放TCP连接
3．SMTP的使用 SMTP通信过程包含连接建立、邮件传送、连接 释放三个阶段。 (1) 连接建立 • SMTP连接是在发送方邮件服务器和接收方邮 件服务器之间建立的。 • 发送方邮件服务器每隔一定时间对邮件缓存扫 描一次。如发现有邮件，就与接收方SMTP服 务器的熟知端口25建立TCP连接。
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下表给出了SMTP的最小命令集及其功能。
命令 HELO MAIL RECP DATA REST NOOP QUIT
Page 18
含义 发送 SMTP 向接受 SMTP 所做的提示 启动邮递（mail）处理 识别邮件接收者 DATA 后面内容表示邮件数据， 以<CRLF> 结尾 退出（或复位）当前的邮递处理，返回 OK 应答表示过程有效 用于用户测试，仅返回 OK 接收端返回 OK 应答并关闭传输连接
Page 23
（2）邮件传送 • SMTP客户获得SMTP服务器的肯定回复后， 发出MAIL命令。MAIL命令后面有发信人的 地址。如： MAIL FROM： <aaa@163.com> • 若SMTP服务器已准备好接收邮件，则回答 “250 OK”。否则，返回一个代码，指出出 错原因。如：451(处理时出错)，452(存储空 间不够)，500(命令无法识别)等。