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计算机网络应用层笔记（电子邮件系统，SMTP，POP3，MIME，IMAP，万维网，HTTP，html）

news 来源：原创 2025/5/15 11:16:52

电子邮件系统：

SMTP协议

基本概念

工作原理

连接建立：

命令交互

客户端发送命令：

服务器响应：

邮件传输：

连接关闭：

主要命令

邮件发送流程

SMTP的缺点:

MIME：

POP3协议

基本概念

工作原理

优点

缺点

IMAP协议

基本概念

工作原理

连接建立与认证：

邮件操作阶段

邮件管理操作：

连接关闭：

主要命令

特点

与 POP3 的比较

基于万维网的电子协议

万维网

基本概念

URL的一般格式：

关键技术

组成部分

HTTP

特点

具体过程:

连接方式

报文结构

状态码：

电子邮件系统：

SMTP协议

SMTP 协议即简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol），是互联网上用于发送电子邮件的标准协议

基本概念

SMTP 协议属于 TCP/IP 协议族，它规定了邮件发送方和接收方之间的通信规则和数据格式，确保邮件能够在不同的邮件服务器之间准确、可靠地传输。SMTP 主要负责邮件的发送和中转，而不涉及邮件的接收和存储，邮件的接收通常由 POP3 或 IMAP 协议来完成。

工作原理

连接建立：

发送方邮件服务器（客户端）首先与接收方邮件服务器（服务器端）建立 TCP 连接，默认使用端口 25。在连接建立过程中，双方会进行一些初始化操作，如确认对方的身份和能力等。

命令交互

客户端发送命令：

连接建立后，客户端通过 SMTP 命令向服务器发送邮件相关的指令，如HELO或EHLO命令用于向服务器标识自己的身份，MAIL FROM命令用于指定发件人地址，RCPT TO命令用于指定收件人地址等。

服务器响应：

服务器接收到客户端的命令后，会根据命令的执行情况返回相应的响应代码和信息。例如，250表示命令执行成功，550表示命令执行失败，如收件人地址不存在等。

邮件传输：

在完成发件人和收件人等信息的确认后，客户端使用DATA命令开始传输邮件内容。邮件内容包括邮件头和邮件体，邮件头包含了发件人、收件人、主题等信息，邮件体则是邮件的正文内容。客户端将邮件内容以特定的格式发送给服务器，服务器接收并存储邮件。

连接关闭：

邮件传输完成后，客户端发送QUIT命令请求关闭连接，服务器响应确认后，双方关闭 TCP 连接。（221）

主要命令

HELO/EHLO：用于客户端向服务器标识自己的身份，HELO是简单的标识命令，EHLO则支持扩展功能，服务器会返回其支持的功能列表。

MAIL FROM：指定邮件的发件人地址，格式为MAIL FROM:<发件人邮箱地址>。

RCPT TO：指定邮件的收件人地址，可多次使用以指定多个收件人，格式为RCPT TO:<收件人邮箱地址>。

DATA：表示开始传输邮件内容，客户端在发送DATA命令后，紧接着发送邮件的具体内容，以.<CRLF>（一个点加上回车换行）表示邮件内容结束。

QUIT：用于客户端请求关闭与服务器的连接，服务器收到该命令后，会返回确认信息并关闭连接。

邮件发送流程

客户端发起连接：发件人的邮件客户端或邮件服务器向收件人的邮件服务器发起 TCP 连接请求。

身份验证与能力协商：客户端发送HELO或EHLO命令进行身份标识，服务器返回支持的功能和参数信息，双方进行能力协商。

指定发件人和收件人：客户端使用MAIL FROM和RCPT TO命令分别指定发件人和收件人地址，服务器对收件人地址进行验证。

传输邮件内容：客户端发送DATA命令后，开始传输邮件的内容，包括邮件头和邮件体。

关闭连接：邮件传输完成后，客户端发送QUIT命令关闭连接，服务器确认后关闭连接，邮件发送过程结束。

SMTP的缺点:

1.SMTP不能传送可执行文件或者其他二进制对象

2.SMTP仅限于传送7位ASCI码，不能传送其他非英语国家的文字。

3.SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件。

MIME：

SMTP上的扩展，可以支持声音，图，视频，多国语言的传输

POP3协议

POP3 协议即邮局协议版本 3（Post Office Protocol - Version 3），是一种用于电子邮件接收的标准协议，以下是关于它的详细介绍：

基本概念

POP3 协议主要用于支持用户从邮件服务器上下载电子邮件到本地设备，以便用户在本地进行阅读、管理和存储邮件。它是基于 TCP/IP 协议族的应用层协议，默认使用 TCP 端口 110。用户的邮件客户端（如 Outlook、Foxmail 等）通过 POP3 协议与邮件服务器进行通信，获取用户的邮件。

工作原理

建立连接：用户在邮件客户端中配置好邮箱账号和密码等信息后，当需要收取邮件时，邮件客户端会向邮件服务器的 POP3 服务端口（默认 110 端口）发起 TCP 连接请求。邮件服务器接收到请求并验证用户身份后，建立连接并开始进行数据交互。

认证阶段：连接建立后，邮件客户端会向邮件服务器发送用户名和密码等认证信息，以验证用户的身份。邮件服务器对这些信息进行验证，如果验证成功，服务器会返回一个确认信息，表示用户已成功登录；如果验证失败，服务器则会返回相应的错误信息。

邮件获取阶段：认证通过后，邮件客户端可以使用 POP3 命令来获取邮件。客户端可以请求服务器列出邮件列表，查看邮件的基本信息（如邮件大小、邮件编号等），然后根据需要选择下载特定的邮件。邮件服务器会将邮件内容以文本格式发送给邮件客户端，客户端将邮件保存到本地设备上。

连接关闭：当用户完成邮件获取操作后，邮件客户端会向邮件服务器发送退出命令，请求关闭连接。邮件服务器接收到命令后，会关闭与邮件客户端的连接，结束本次邮件获取过程。

（下载并保留，下载并删除两个工作方式）

优点

简单易用：POP3 协议相对简单，易于理解和实现，用户只需要在邮件客户端中进行简单的配置，就可以方便地从邮件服务器下载邮件，在本地进行阅读和管理。

离线阅读：用户可以将邮件下载到本地设备，即使在没有网络连接的情况下，也可以随时阅读已下载的邮件，提高了邮件使用的便利性。

缺点

邮件管理受限：POP3 协议主要侧重于邮件的下载，对邮件在服务器端的管理功能有限。例如，用户在本地客户端对邮件进行删除、移动等操作后，这些操作通常不会同步到服务器端，可能导致服务器上的邮件与本地客户端的邮件状态不一致。

不适合多设备同步：如果用户在多个设备上使用 POP3 协议收取邮件，由于邮件下载后通常会从服务器删除（默认设置），可能会导致不同设备之间的邮件数据不一致，给用户带来不便。

IMAP协议

互联网消息访问协议（Internet Message Access Protocol），是用于邮件接收和管理的重要协议

基本概念

IMAP 协议允许用户的邮件客户端与邮件服务器进行交互，实现对邮件的远程管理和访问。与 POP3 协议不同，IMAP 并不将邮件完全下载到本地设备，而是允许用户在服务器上直接操作邮件，如查看、移动、删除等，邮件的副本仍然保留在服务器上，方便用户在不同设备上同步访问邮件。IMAP 基于 TCP/IP 协议，默认使用 TCP 端口 143。

工作原理

连接建立与认证：

用户在邮件客户端输入邮箱账号和密码等信息后，邮件客户端向邮件服务器的 IMAP 端口（默认 143 端口）发起 TCP 连接请求。连接成功后，客户端向服务器发送认证信息进行身份验证，服务器验证通过后，建立起有效的连接。

邮件操作阶段

邮件列表获取：客户端可以发送命令请求服务器返回邮件文件夹中的邮件列表，服务器会返回邮件的基本信息，如邮件编号、主题、发件人、收件日期等。

邮件内容获取：当用户需要查看某封邮件的具体内容时，客户端发送相应命令，服务器根据请求将邮件内容发送给客户端。客户端可以按需获取邮件的部分内容，如只获取邮件头或特定大小的邮件体。

邮件管理操作：

客户端可以通过 IMAP 命令在服务器上对邮件进行各种管理操作，如将邮件移动到不同的文件夹、标记邮件为已读或未读、删除邮件等。服务器会实时更新邮件状态，并将操作结果反馈给客户端。

连接关闭：

当用户完成邮件操作后，客户端发送关闭连接的命令，服务器响应后关闭连接。在连接关闭前，服务器会确保所有的操作都已完成并进行相应的保存和更新。

主要命令

LOGIN：用于客户端向服务器发送用户名和密码进行身份认证，格式为LOGIN <用户名> <密码>。

LIST：用于请求服务器列出指定邮箱中的文件夹列表，格式为LIST <邮箱名>，服务器会返回文件夹的名称和属性等信息。

SELECT：用于选择要操作的邮件文件夹，格式为SELECT <文件夹名>，客户端选择文件夹后，才能对该文件夹中的邮件进行操作。

FETCH：用于从服务器获取邮件的内容或特定信息，格式为FETCH <邮件编号> <数据项>，可以获取邮件的正文、邮件头、附件等内容，<数据项>指定了要获取的具体信息。

STORE：用于对邮件进行标记或修改操作，如标记邮件为已读、未读、删除等，格式为STORE <邮件编号> <操作>，例如STORE 1 +FLAGS (\Seen)将编号为 1 的邮件标记为已读。

CREATE：用于在服务器上创建新的邮件文件夹，格式为CREATE <文件夹名>。

DELETE：用于删除服务器上的邮件文件夹，格式为DELETE <文件夹名>。

特点

多设备同步：IMAP 协议的一个重要特点是支持多设备同步。用户在不同设备上对邮件的操作，如阅读、标记、移动等，都会实时同步到服务器上，使得用户在任何设备上访问邮件时，都能看到一致的邮件状态。

在线管理：用户可以直接在服务器上对邮件进行各种管理操作，无需将邮件下载到本地再进行处理。这对于处理大量邮件或需要在不同设备上保持邮件状态一致的用户非常方便。

灵活获取邮件内容：客户端可以根据需要选择性地获取邮件的部分内容，而不是像 POP3 那样需要一次性下载整个邮件。这样可以节省网络带宽，提高邮件访问效率，尤其是在处理包含大附件的邮件时更加高效。

与 POP3 的比较

数据存储与管理：POP3 通常会将邮件下载到本地设备，服务器上的邮件可能会被删除，主要在本地进行邮件管理；IMAP 则将邮件保留在服务器上，用户在服务器端进行邮件管理，本地只保存邮件的缓存，方便多设备同步。

多设备使用体验：POP3 在多设备使用时，由于邮件下载后可能从服务器删除，容易导致各设备之间邮件数据不一致；IMAP 则能很好地支持多设备同步，用户在任何设备上的操作都能实时更新到服务器，保证各设备邮件状态一致。

网络依赖程度：POP3 下载邮件后，可在离线状态下进行大部分操作，对网络依赖较小；IMAP 主要在服务器上操作邮件，大部分操作需要与服务器交互，对网络依赖较大，但在有网络连接时能提供更实时和一致的邮件管理体验。

基于万维网的电子协议

万维网

万维网（World Wide Web，简称 WWW），常被称为 “Web”“3W”，是一个由许多互相链接的超文本组成的系统，通过互联网访问，以下是关于它的详细介绍：

基本概念

万维网是一种基于超文本html和 HTTP 协议的分布式信息系统，它将全球范围内的信息资源以网页的形式呈现给用户。用户可以通过浏览器，使用统一资源定位符（URL）来访问不同的网页，这些网页可以包含文本、图像、音频、视频等多种类型的信息，并且通过超链接相互连接，使用户能够方便地在不同的信息之间进行跳转和浏览。

URL的一般格式：

关键技术

超文本标记语言（HTML）：用于创建网页的标准标记语言，通过各种标签来定义网页的结构和内容，如标题、段落、图片、链接等。

级联样式表（CSS）：用于控制网页的样式和布局，包括字体、颜色、背景、排版等方面，使网页更加美观和易读。

JavaScript：一种脚本语言，主要用于为网页添加动态效果和交互性，如实现菜单的展开与收缩、表单验证、动画效果等。

HTTP 协议：前面提到过，它是客户端（如浏览器）与服务器之间进行数据传输的协议，规定了请求和响应的格式与规则。

服务器技术：包括 Web 服务器软件，如 Apache、Nginx 等，用于接收和处理客户端的请求，并返回相应的网页内容；还有应用服务器，用于运行动态网页程序和处理业务逻辑，如 Tomcat 等。

组成部分

网页：万维网的基本信息单元，由 HTML、CSS、JavaScript 等技术构建，包含各种文字、图片、音频、视频等多媒体信息，以及指向其他网页的超链接。

网站：由多个相关的网页组成，通常具有统一的主题和风格，由网站管理员进行管理和维护，如新浪、百度等网站。

Web 服务器：存储和管理网页等资源的计算机设备，接收来自客户端的请求，并根据请求发送相应的网页内容。

浏览器：用户访问万维网的客户端软件，如 Chrome、Firefox、Safari、Edge 等，它能够解析 HTML、CSS 和 JavaScript 代码，将网页内容以可视化的形式呈现给用户，并提供交互功能，让用户可以通过点击链接、填写表单等方式与网页进行交互。

HTTP

超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol），是互联网上信息传递与共享的基础协议之一

定义：HTTP 是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议，它规定了客户端和服务器之间数据传输的格式和规则，使得客户端能够向服务器请求获取各种类型的资源，如 HTML 页面、图片、视频、音频等，服务器则根据请求返回相应的资源内容。

特点

简单快速：客户端发送请求，服务器响应请求，这种请求 - 响应模式简单直接，易于理解和实现。

灵活：可以传输多种类型的数据，通过设置不同的 MIME 类型来标识数据格式，如 text/html 表示 HTML 文本，image/jpeg 表示 JPEG 图片等。

无连接：每一次请求 - 响应完成后，连接即结束，下次请求需要重新建立连接。这种方式可以节省连接资源，提高系统的并发处理能力。

无状态：服务器不会在不同请求之间记住客户端的状态信息，每个请求都是独立的，服务器只根据当前接收到的请求进行处理并返回响应。（cookie是一个文本文件，用于记录访问状态的）

具体过程:

1.浏览器分析URL

2.浏览器向DNS请求解析IP地址

3.DNS解析出IP地址

4.浏览器与服务器建立TCP连接

5.浏览器发出取文件命令

6.服务器响应

7.释放TCP连接

8.浏览器显示

连接方式

非持久连接下次的连接需要再次进行3次握手

报文结构

eg请求报文：

电子邮件系统：

电子邮件系统：

SMTP协议

基本概念

工作原理

连接建立：

命令交互

客户端发送命令：

服务器响应：

邮件传输：

连接关闭：

主要命令

邮件发送流程

SMTP的缺点:

MIME：

POP3协议

基本概念

工作原理

优点

缺点

IMAP协议

基本概念

工作原理

连接建立与认证：

邮件操作阶段

邮件管理操作：

连接关闭：

主要命令

特点

与 POP3 的比较

基于万维网的电子协议

万维网

基本概念

URL的一般格式：

关键技术

组成部分

HTTP

特点

具体过程:

连接方式

报文结构

状态码：

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