电邮协议分析.doc

计算机网络原理 设计说明书 电邮协议分析 学生姓名 学 号 班 级 成 绩 指导教师 数学与计算机科学学院201 年 月 日 课程设计任务书201 201 学年第 二 学期课程设计名称： 计算机网络原理课程设计 课程设计题目： 电邮协议分析 完 成 期 限：自 201 年 月 日至 201 年 月 日共 2 周设计内容：1任务说明（1）了解并掌握基本的电子邮件协议类型及其特点。（2）构建电子邮件传送模型，模拟邮件传输过程搭建拓扑图，通过抓取的数据包，分析电子邮件传输协议的工作原理。（3）用协议分析软件抓取数据包，记录数据并分析。（4）完成课程设计并提交设计报告。2 要求（1）了解基本的电子邮件协议类型及其特点。（2）构建电子邮件协议传输模型并通过协议分析软件抓取数据包并分析。（3）独立完成课程设计并撰写设计报告。 指导教师： 教研室负责人：课程设计评阅评语： 指导教师签名： 年 月 日摘 要本文介绍了电子邮件协议中的两个主要协议：简单邮件传送协议SMTP和邮局协议POP3，通过foxmail邮件工具收发电子邮件，用抓包软件抓取数据包，模拟用户收发邮件的过程，分析SMTP、POP3协议及其工作过程。关键词： 电子邮件； SMTP； POP3目 录1课题描述.12要点解析.23详细设计.33.1 SMTP协议.33.2 POP3协议.33.3构建协议模型. 44协议分析. 65总结.10参考文献.1141 课题描述电子邮件服务作为Internet上应用最多和最广的服务项目得到了非常广泛的应用，在网络应用中也起到非常重要的作用。如同其他的网络服务，电子邮件系统也有其使用的传输协议，包括SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）、POP（Post Office Protocol，邮局协议）和IMAP（Internet Message Access Protocal，消息访问协议）等，这些协议应用于电子邮件的发送和接收。随着网络安全问题的日益严峻，为了安全有效地传输电子邮件，研究电子邮件协议的工作过程显得非常重要。2 要点解析SMTP（简单邮件传输协议）是一种提供可靠且有效电子邮件传输的协议。SMTP 是建模在 FTP 文件传输服务上的一种邮件服务，主要用于传输系统之间的邮件信息并提供来信有关的通知。 默认端口是25，SMTP主要负责邮件的转发。POP（邮局协议）适用于 C/S 结构的脱机模型的电子邮件协议，目前已发展到第三版，称 POP3。脱机模型即不能在线操作，不像 IMAP4(netscape 支持 IMAP4)。默认端口是110，邮件客户端使用pop3协议连接邮件服务器收邮件。SMTP协议帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地，POP3允许客户端从服务器上接受下载邮件，同时根据客户端的操作删除或者保存在邮件服务器上的邮件。图2.1展示了邮件通信系统结构，即用户代理、邮件服务器，以及邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。图2.1电子邮件系统 3 详细设计3.1 SMTP协议SMTP 协议是两个报文传输代理之间的通信协议。它规定了两个相互通信 MTA 之间如何交换信息。SMTP 协议的最大特点是简单，它规定了发送程序和接收程序之间的命令和应答格式。SMTP协议的命令如下所示：命令描述HELLO发送一个 SMTP 的 HELLO 命令，开始会话。MAIL FROM:此命令开始一个邮件传输处理。RCPT TO:标识邮件接收者的地址。DATA接收 SMTP 将 DATA 命令后面的数据看作邮件内容处理，以，标识数据的结尾REST退出/复位当前的邮件传输。NOOP要求接收 SMTP 仅做 OK 应答，(用于测试)QUIT要求接收 SMTP 返回一个 OK 应答并关闭传输HELP查询服务器支持什么命令注：为回车，换行 应答码描述应答码描述501参数格式错误251用户非本地，将转发向502命令不可实现450要求的邮件操作未完成，邮箱不可用503错误的命令序列550要求的邮件操作未完成，邮箱不可用504命令参数不可实现451放弃要求的操作：处理过程中出错211系统状态或系统帮助响应551用户非本地，请尝试214帮助信息452系统存储不足，要求的操作未执行220服务就绪552过量的存储分配，要求的操作未执行221服务关闭553邮箱名不可用，要求的操作未执行421服务未就绪354开始邮件输入，以.结束250要求的邮件操作完成554操作失败3.2 POP3协议POP 是一个脱机协议，它是一个只有存储转发功能的中间服务器。POP3 是邮局协议的第 3 个版本。POP 协议采用客户/服务器工作模式。POP协议的命令如下所示：命令描述USER用来区分用户正在连接的邮箱PASS此命令将邮箱的口令发送给 POP3 服务器，缺省情况用明码文本发送。STAT请求服务器发问关于邮箱的统计资料，如邮件总数和总字节数LIST访问邮件数量和每个邮件的大小RETR访问由参数标识的邮件标记为删除，由 quit 命令执行RSET服务器将重置所有标记为删除的邮件，用于撤销 DELE 命令NOOP服务器访问一个肯定的响应QUIT更新3.3 构建协议模型如图3.1展示了电子邮件的收发过程： 图3.1 电子邮件的收发过程 按照电子邮件收发模型的原理，搭建拓扑如图3.2所示，抓取数据包进行协议分析。图3.2 试验拓扑结构 图3.2的拓扑模型是在实验环境中，发件人和收件人使用的是同一台主机（其IP地址相同）。发件人使用QQ邮箱客户端给收件人的163邮箱发送电子邮件，会先发送电子邮件到QQ邮件服务器，QQ服务器通过查找本服务器的记录然后将邮件发送给163邮箱服务器，其中这两步都是使用SMTP协议。收件人接收邮件时，会将邮件从他的163服务器下载到本地的客户端，使用的是POP3协议。客户端使用foxmail邮件传输工具来发送和接收邮件。图中所有的IP地址是根据抓取的数据包获得的。4协议分析1、 打开邮件工具 ： foxmail ，按照已经申请的邮箱信息进行配置，例如邮箱为2008. ，密码为：Test2008，同样选择服务器为pop3服务器：,SMTP服务器：。2、 在主机上打开协议分析仪，点击工具栏上的“过滤器”，“类型过滤器”的下拉列表中选择“SMTP 协议”，如图4.1所示。图4.1 设置过滤器3、 在 Foxmail中创建一封邮件，发送出去。4、 进行数据捕获，并分析数据包内容，可以看到 SMTP 的命令和参数：图4.2中可以看到 MAIL FROM 命令，并可看到邮箱地址 2008.；而在图4.3中，则可以看到这是一个携带邮件内容的 DATA 报文。图4.2 捕获数据包图4.3 SMTP数据包内容5、 在主机上打开协议分析仪，点击工具栏上的 “过滤器”，在“端口过滤器”的“端口值”中选择“发送/接收”的端口为 110，如图4.4所示。图4.4 设置过滤器6、 在 Foxmail 中创建一封邮件，发送出去，再使用 Foxmail 工具进行接收；7、 进行数据捕获，并分析数据包内容，可以看到 POP3 协议的命令和参数，如图4.5和图4.6所示，就是 POP3 协议使用 USER 命令和 PASS 命令在传输邮件的帐号和密码。图4.5 捕获POP3协议图4.6 POP3数据包5总结电子邮件是Internet应用最广的服务，邮件内容除可包括文件外，还可包含声音、图像、应用程序等各类计算机文件，同时用户可以得到大量免费的新闻、专题邮件，并实现轻松的信息搜索。在如今这个信息时代应用非常广泛，已经渗透到每个人的工作、学习、娱乐中。通过本次设计，让我更加深刻地了解了电子邮件协议的整个收发过程。这对以后的学习研究有非常重要的意义。本次设计只分析了电子邮件协议中的两个主要协议SMTP和POP3，其他电子邮件协议（如IMAP）没有分析研究。随着互联网的发展，电子邮件协议