软件工程毕业设计（论文）-基于POP3协议的电子邮件接收程序的设计.doc

学学 号：号： 068108210 南阳理工学院 毕业毕业设计论文设计论文 题题 目目 基于 pop3 协议的电子邮件接收程序的设计 学学 院院 软件学院 专专 业业 软件工程 班班 级级 08 级软件工程 7 班 姓姓 名名 指导教师指导教师 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 1 目 录 摘摘 要要.1 1、引 言.3 1.1 课程设计的内容3 1.2 课程设计的要求3 2、设计平台简介.3 2.1 vc+3 3、邮件接收协议.5 3.1 pop3 简介.5 4、设计原理.8 4.1 pop3 交互模型.8 5、课程设计步骤.9 5.1 函数构造.9 5.2 接收邮件的步骤15 6、测试19 6.1 测试目的.19 6.2 测试环境.19 6.3 测试结果.19 2012 年3月26日 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 2 6.4 结果分析.20 7、出现的问题及解决方法20 7.1 设计中出现的问题.20 7.2 解决方法20 参考文献参考文献21 摘摘 要要 电子邮件可以使人们有效地进行电子化的数据异地交换。internet 以电子 邮件服务推动着人类的通信行为不断发展，邮件的接收系统。本论文以 visual c#为开发平台，利用 socket 套接字编程，实现了基于 pop3 协议的邮件接收程 序，介绍了 pop3 协议的原理及电子邮件接收程序的设计与实现方法。 随着internet/intranet的迅猛发展，电子邮件（e-mail）已成为因特网上 非常流行、非常方便的通信方式。电子邮件技术不断进步，邮件协议也不断发 展。目前应用最广泛的电子邮件收件协议是pop3。本文采用微软最新的.net技 术，以visual c#为开发平台，利用socket套接字编程开发了基于pop3协议的邮 件接收程序，现对相关原理及具体设计进行讨论。 关键词关键词 课程设计；电子邮件；接收程序；pop3；socket；visual c# 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 3 1、引、引 言言 随着internet/intranet的迅猛发展，电子邮件（e-mail）已成为因特网上 非常流行、非常方便的通信方式。电子邮件技术不断进步，邮件协议也不断发 展。目前应用最广泛的电子邮件收件协议是pop3。本文采用微软最新的.net技 术，以visual c#为开发平台，利用socket套接字编程开发了基于pop3协议的邮 件接收程序，现对相关原理及具体设计进行讨论。 1.1 毕业设计的内容毕业设计的内容 运用 c#语言设计一个邮件程序实现邮件的接收 1.2 毕业设计的要求毕业设计的要求 （1）按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计结果。 （2）通过课程设计培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作 精神。 （3）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。 （4）在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。 2、设计平台简介、设计平台简介 2.1 visual c# （1 1）背背景景 vc+是微软公司开发的一个 ide(集成开发环境),换句话说,就是使用 c+的 一个开发平台。vc+是 windows 平台上的 c+编程环境，学习 vc 要了解很多 windows 平台的特性并且还要掌握 mfc、atl、com 等的知识，难度比较大。 windows 下编程需要了解 windows 的消息机制以及回调（callback）函数的原 理；mfc 是 win32api 的包装类，需要理解文档视图类的结构，窗口类的结构， 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 4 消息流向等等；com 是代码共享的二进制标准，需要掌握其基本原理等等。 visual c#作为 visual studio 的一个组件，可以通过安装 visual studio 来获得。vc 作为一个主流的开发平台一直深受编程爱好者的喜爱，但是很多人 却对它的入门感到难于上青天，究其原因主要是大家对他错误的认识造成的， 严格的来说 vc+不是门语言，虽然它和 c+之间有密切的关系,如果形象点比喻 的话，可以把 c+看作为一种“工业标准”，而 vc+则是某种操作系统平台下的 “厂商标准”,而“厂商标准”是在遵循“工业标准”的前提下扩展而来的。 （2 2）基基本本模模式式 visual c#应用程序的开发主要有两种模式，一种是 win api 方式，另一种 则是 mfc 方式。vc 基于 c，c+语言，主要由是 mfc 组成，是与系统联系非常紧 密的编程工具，它兼有高级，和低级语言的双重性，功能强大，灵活，执行效 率高，几乎可说 vc 在 windows 平台无所不能。最大缺点是开发效率不高。 （3 3）适适用用范范围围 【1】 1、 vc 主要是针对 windows 系统，适合一些系统级的开发，可以方便实现 一些底层的调用。在 vc 里边嵌入汇编语言很简单。 2、 vc 主要用在驱动程序开发。 3、 vc 执行效率高,当对系统性能要求很高的时候，可用 vc 开发。 4、 vc 主要适用于游戏开发。 5、 vc 多用于单片机，工业控制等软件开发，如直接对 i/o 地址操作，就 要用 c+。 6、 vc 适用开发高效，短小，轻量级的 com 组件,dll。比如 web 上的控件。 7、 vc 可以开发优秀的基于通信的程序。 8、 vc 可以开发高效灵活的文件操作程序。 9、 vc 可以开发灵活高效的数据库操作程序。 10、vc 是编 cad 软件的唯一选择。包括 autocad，ug 的二次开发。 11、 vc 在多线程、网络通信、分布应用方面，vc+有不可比拟的优势。 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 5 3、邮件接收协议、邮件接收协议 3.1 pop3 简介简介 pop3（post office protocol version 3），即邮局办公协议，该协议用 于接收邮件的双方（ 客户机、pop3 服务器）进行通信。使用该协议，用户可 以脱机阅读信件，而不必把客户机长期连接到网络上，以减少网络费用。pop3 协议允许用户以一定的方式从保存邮件的服务器（ 即 pop3 服务器）上取走自 己的邮件。 3.2 pop3 协议工作原理协议工作原理【2】 pop3 提供了一种客户机/服务器脱机模型，客户机通过向服务器发送一些 命令来完成相应的操作。客户机能够发送的命令与它所处的状态有关。协议中 定义了三种状态：即确认状态（authorization state）、处理状态 （transaction state）和更新状态（update state）。在不同的状态下，客户 机可以向服务器发送的命令是有区别的，某些命令还会导致状态的转换。pop3 交互过程中的常用命令和状态转换如图 3.2.1 和表 3.2.1 所示。 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 6 图 3.2.1 pop3 的状态转换示意图 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 7 表 3.2.1 一些常用的 pop3 命令 pop3 服务器一般使用的是 tcp 的 110 号端口。当客户机与服务器建立 tcp 连接时，pop3 服务器向客户机发回一个问候，交互过程即进入确认状态。此时， 若客户机提供了自己的身份并成功确认，即由确认状态转入处理状态；在这个 状态，用户可用相应的命令处理自己的邮件。在完成相应的处理过程后客户机 发出 quit 命令，则进入更新状态；在此状态下，pop3 服务器释放邮件资源并 返回一个告别响应；最后关闭 tcp 连接。 通过 pop3 命令查询电子邮件时，客户机可以下载指定的邮件，然后对邮件 进行删除或修改操作都无需与服务器进一步交互。客户机向服务器发送命令并 等待响应，pop3 命令采用命令行形式，用 ascii 码表示。服务器响应是由一行 或多行组成，其中，第一行以 ascii 文本+ok, 或-err 开始，分别指出相应的 操作是成功还是失败。 pop3 命令包含一个大小写无关的关键字和一个或多个参量，所有的命令以 （ 回车换行符）作为其结束标志。关键字和参量必须是非控制符的 ascii 码字符。关键字和参量之间，参量和参量之间由一个空格字符分隔开。 关键字长不大于四个字符，每个参量最长可到 40 个字符。 pop3 响应包含一个状态标志和一个跟随其后的附加信息。响应也用 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 8 作为其结束标志。响应最长到 512 字节，其中包括协议定义 了两个状态标志：正确（“ +ok”）和错误（“ -err”）。服务器用大写格式 发送“ +ok”和“ -err”。如果响应是多行的，则每行以结束。当响 应的所有行被发送后，接着发送多行响应的结束标志行，该行仅包含一个句点 “.”和一个对【3】。 4、设计原理、设计原理 4.1 pop3 交互模型交互模型 pop3 发送者发送者 r e a d y “hello” “mail from” “rcpt to” “data”(reque st to get) o k 接接 收收 数数 据据 q u i t 断断 开开 连连 接接 该模型基本原理为：pop3 接收者对 pop3 发送者进行初始化连接，发送者 对接收者发送询问指令“ready”,接收者则向发送者提交所要接收数据的要求， 发送者做出回应，并发送数据。接收者则开始接收数据。发送者发送完数据后， 提出断开请求，并断开连接。数据接收过程完成。 pop3pop3 接收者接收者 初初 始始 化化 连连 接接 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 9 5、课程设计步骤、课程设计步骤 5.1 函数构造函数构造 windows socket类是对windows socket api的封装，其中包括，csocket和 casyncsocket类，使用它们能够大大简化网络通信程序的编写。套接字的数据 结构中包括下面五种数据: (1)本机主机端口：接收报文或数据报的进程。 (2)本机主机地址：接收数据包的主机。 (3)远地协议端口：目的进程或程序。 (4)远地主机端口：目的主机。 (5)协议：程序在网络上传输数据时使用的协议。 本应用程序就是使用 windows sockets 编程设计的。 在接收电子邮件时，必然需要涉及到连接服务器，接收数据，接收响应以及 断开等一系列操作这就需要设计一个类来封装这些操作，在该应用程序中制 定了一个csmtp类。该类的定义如下所示， #define smtp_port 25 #define response_buffer_size 1024 class csmtp public; csmtp(lpctstr szsmtpservername,uint nport= smtp_port); virtualcsmtp(); void setserverproperties(lpctstr szsmtpservername, uint nport=smtp_port); cstring getlasterror(); uint getport(); bool disconnect(); bool connect(); virtual bool formatmailmessage(cmailmessage * msg 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 10 ); bool getmessage(cmailmessage * msg); cstring getserverhostname(); private; bool get_response(uint response_expected); cstring cook_body(cmailmessage * msg); cstring m_serror; bool m_bconnected; uint m_nport; cstring m_ssmtpserverhostname; csocket m_wssmtpserver; protected； virtuai bool transmit_message(cmailmessage * msg ); struct response_code uint nresponse; tchar * smessage; ; enum eresponse generic_success = o， connect_success， data_success, quit_success， last_response ); tchar * response_buf; static response_code response_table;); 其中，m_serror成员代表错误信息，m_bconnected表示是否建立连接; m_bport表示smtp服务器所使用的端口号，m_ssmtpserverhostname表示smtp服 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 11 务器的主机名(地址);m_wasmtpserver则为将与smtp服务器建立连接的套接字对 象;response_table表示由服务器返回的响应，而eresponse列举了所有可能出 现的错误。 因为电子邮件有其特殊的结构，不单简单地将其作为文本进行处理。例如， 邮件必须在邮件头和邮件体后发送，而在收信时，先需要解析邮件头和邮件 体cmailmessage类是对邮件进行格式化编码的一个类【4】。 csmtp类的构造函数如下所示: csmtp: ; csmtp(lpctstr szsmtpservername， uint nport) assert(szsmtpservername l = null); afxsocketinit(); m_ssmtpserverhostname = azsmtpservername; m_nport = nport; m_bconnected = false; m_serror = _t(“ok”); response_buf = null; 在这里调用afxsocketinit函数以初始化window sockets类的使用，此外还验 证其他类成员是否合法，或为其赋值。 #include “mysock.h“ /添加套接字类的包含文件 . class cpop3dlg : public cdialog / construction public: void disp(long flag); /在不同的会话阶段显示不同的信息 mysock pop3socket; /套接字类对象实例 cpop3dlg(cwnd* pparent = null); / standard constructor . （2）pop3dlg.cpp实现文件 #include “stdafx.h“ #include “pop3.h“ 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 12 #include “pop3dlg.h“ #include “mysock.h“ /手工添加的包含语句 . bool cpop3dlg:oninitdialog() . / todo: add extra initialization here /用户在这里添加控件成员变量的初始化代码 m_strserver = _t(““); /pop3服务器地址 m_struser = _t(“example“); /邮箱的用户名 m_strpass = _t(“123456“); /口令 m_boldel = false; /下载邮件后不删除 m_info = _t(“); /多文本框清空 return true; / return true unless you set the focus to a control . /以下是事件处理函数和其他成员函数的代码 /当用户点击“连接“按钮时，执行此函数 void cpop3dlg:onbtnconn() /设定pop3类的对话框指针变量，使之指向本对话框，以便传递信息 pop3socket.setparent(this); updatedata(true); /取来用户在对话框中输入的数据 pop3socket.create(); /创建套接字对象的底层套接字 pop3socket.connect(lpcstr)m_strserver,110); /连接pop3服务器 m_info = “; /多文本列表框清空 updatedata(false); /更新用户界面 /当用户点击“断开“按钮时，执行此函数 void cpop3dlg:onbtndisc() 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 13 pop3socket.close(); /当用户点击“查看邮件“按钮时，执行此函数 void cpop3dlg:onbtnview() int i; i = m_ctrlist.getcursel(); /获得用户在组合框中的选择 /获得并显示指定信件的基本属性及信件内容 m_info += pop3socket.getmsgstuff(i); m_info += pop3socket.getmsgbody(i); /在不同的情况下，向用户显示不同的信息 void cpop3dlg:disp(long flag) cstring s; switch(flag) case s_connect: /已连接到服务器，显示信息 s = “已连接到“+m_strserver+“.rn“; m_info+=s; /禁用连接按钮 getdlgitem(idc_btn_conn)-enablewindow(false); /启用断开按钮 getdlgitem(idc_btn_disc)-enablewindow(true); /禁用查看邮件按钮 getdlgitem(idc_btn_view)-enablewindow(false); break; case s_receive:/收到服务器发来的响应，显示它的内容 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 14 m_info+=pop3socket.lastmsg; break; case s_close: /显示关闭连接的信息 m_info+=pop3socket.error; s = “连接已经关闭rn“; m_info+=s; /启用连接按钮 getdlgitem(idc_btn_conn)-enablewindow(true); /禁用断开按钮 getdlgitem(idc_btn_disc)-enablewindow(false); break; case s_getnum: /已经知道了邮箱中信件的总数 s.format(“邮箱中共有 %d 封信rn“,pop3socket.nummsg); m_info+=s; break; case s_getsize: /显示信件的大小 s.format(“信箱中信件大小为：%d字节rn“,pop3socket.sizemsg); m_info+=s; break; case s_endretr: /所有信件已下载完毕，显示信息 s.format(“共下载了 %d 封信件rn“,pop3socket.msgs.size(); m_info+=s; /如果有信件下载，启用查看邮件按钮 if(pop3socket.msgs.size()0) getdlgitem(idc_btn_view)-enablewindow(true); break; updatedata(false); /更新用户界面 /当点击“存储”按钮时，执行此函数。 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 15 void cpop3dlg:onbtnsave() int i; cstring s; i = m_ctrlist.getcursel(); /获得指定信件的基本属性及信件内容 s = pop3socket.getmsgstuff(i); s += pop3socket.getmsgbody(i); cfiledialog dlg(false); if(dlg.domodal()=idok) cfile file(dlg.getpathname(), cfile:modecreate | cfile:modewrite | cfile:typebinary); file.write(lpcstr)s,s.getlength(); file.close(); 5.2 接收邮件的步骤接收邮件的步骤 (1). 建立与服务器的连接。具体工作由 connect 函数完成。部分 connect 函数代码如下所示: bool csmtp:; connect() if(! m_wssmtpservercreate() m_serror=_t(“无法创建套接字!”); delete response_buf; response_buf = null; return false;) if(! m_wssmtpserverconnect(getserverhostname ()，getport() 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 16 m_serror = _t(“无法连接到服务器”); m_ssmtpserverclose(); delete response_but; response-buf = null; return falsei; if(! get_response(connect_success) m_serror = _t(“服务器投有响应”); m_wssmtpserverclose(); delete response_buf； response_buf = null; return false;) shelloformat(_t(“helosrn”)，local_host); m_wssmtpserverget(lpctstr)shello，shello getlength(); （2）建立连接后从服务器接收邮件。这个工作由 getmessage 函数完成。 getmessage 函数代码如下： bool csmtp：getmessage(cmailmessage * msg) if(! m_bconnected) m_serror = _t(“必须首先创建连接!”)； return false;) if(formatmailmessage(msg)=false) return false;) if(transmit_message(msg)=false) return false；) return true;) 前面介绍过电子邮件有其特殊的格式，在这里 formatmailmessage 函数就 是用于格式化邮件信息的。transmit_message 函数将邮件进到服务器上。部分 transmit_message 函数代码如下所示： bool csmtp:transmit_message(cmailmessage * msg) 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 17 sfromformat_t(“mail from：rn” )，(lpctstr)msg 一m_sfrom); m_wssmtpserverget(lpctstr)sfrom,sfrom gctlength(); if(! get_response(generic_success) return falsel; for(int i=o;igetnumrecipients(); i+) msg 一getrecipient(semail，stemp，i); stoformat(_t(“rcpt to;rn”)，(lpct str)semail); m_wssmtpserverget( (lpctstr)stemp,stemp getlength(); get_response(generic_success);) stemp=_t(“datarn”); m_wssmtpserverget(lpctstr)stemp，stemp getlength(); if(! get_response(data_success) return false； m_wssmtpserverget(lpctstr)msg 一m_ sheader，g 一m_sheadergetlength(); stemp = cook_body(msg); m_wssmtpserverget(lpctstr)stemp，stemp getlength(); stemp = _t(“rn.rn”); m_wssmtpserverget(lpctstr)stemp，stemp. getlength(); if! get_response(generic_success) return false； return true; 在此函数中，首先发送 mail 命令，通知服务器收信人的邮箱地址。然后发 进 rcpt 命令，通知服务器发信人的邮箱地址。需要注意的是，在有多个发信人 南阳理工软件学院 毕业设计（论文） 18 时，必须为每个发信人都发送一次 rcpt 命令，通知服务器将要进行邮件数据的 传输。此后，分别将邮件头和邮件体从服务器上接收下来。这里需要注意一点： 当邮件数据接收完毕后，需要额外发送一个“回车换行回车/换行”信号， 以通知邮件数据传输完毕 （3）. 当邮件接收完毕后，一般不需要保持与 smtp 服务器的连接，而断 开的工作由 disconnect 函数完成。disconnect 代码如下：