第5章 应用层协议

第五章应用层协议5.1EMAIL5.2文件传输协议5.3WWW5.1EMAILInternetEmail的工作模型InternetEmail的命令接口Email的格式扩展Email的格式邮件的传输邮件收发客户端协议5.1EMAIL1.InternetEmail的工作模型客户机(后台传送)发出邮件缓冲区外出邮件的TCP连接服务器(接收邮件)到来邮件的邮箱到来邮件的TCP连接用户接口用户发邮件用户读邮件用户代理邮件传输代理#25端口Unix操作系统下EMAIL命令CommandParameterDescriptionh#Displayheader(s)onthescreencDisplaycurrentheaderonlyt#Typemessage(s)onthescreensaddressSendamessagef#Forwardmessage(s)a#Answermessage(s)d#Deletemessage(s)u#UndeletepreviouslyDeletemessage(s)m#Movemessage(s)toanothermailboxk#Keepmessage(s)afterexitingrmailboxReadanewmailboxnGotonextmessageanddisplayitbBackuptothepreviousmessageanddisplayitg#GotoaspecificmessagebutnotdisplayiteExitthemailsystemandupdatethemailbox2.InternetEmail的命令接口InternetEmail的格式在RFC822中定义，由两部分组成：header+body3.Email的格式HeaderMeaningTo:Emailaddress(es)ofprimaryrecipient(s)Cc:Emailaddress(es)ofsecondaryrecipient(s)Bcc:Emailaddress(es)forblindcarboncopiesFrom:PersonorpeoplewhocreatedthemessageReceivedEmailaddressofactualsenderReturn-Path:CanbeusedtoidentifyapathbacktothesenderRFC822headerfieldsrelatedtomessagetransport3.Email的格式HeaderMeaningDate:ThedateandtimethemessagewassentReplyto:EmailaddresstowhichrepliesshouldbesentMessageid:UniquenumberforreferencingthismessagelaterIn-Reply-To:Message-idofthemessagetowhichthisisareplyKeywords:UserchosenkeywordsSubject:Shortsummaryofthemessagefortheone-linedisplaySomefieldsusedintheRFC822messageheader3.Email的格式Body:内容是任意的，但必须是7位标准ASCII字符。4.扩展Email的格式

扩展Email称为MIME(MultipurposeInternetMailExtensions),最初在RFC1341中定义，修订版发布在RFC1521中。主要是针对RFC822Email中存在的诸多不足和限制而提出的。（1）RFC822Email的缺点不能传送可执行文件或其他的二进制对象。人们曾试图将二进制文件转换为SMTP使用的ASCII文本，例如流行的UNIXUUencode／UUdecode方案，但这些均未形成“正式标准或事实上的标准”。限于传送7位的ASCII字符。许多非英语国家的文字(如中文、俄文，甚至带重音符号的法文或德文)就无法传送。即使在SMTP网关将EBCDIC码转换为ASCII码时也会遇到一些麻烦。服务器会拒绝超过一定长度的邮件。（1）RFC822Email的缺点某些实现并没有完全按照的标准。常见的问题如下：

.回车、换行的删除和增加。

.超过76个字符时的处理：截断或自动换行。

.后面多余空格的删除。

.将制表符转换为多个空格。（2）MIME的处理方法

MIME利用了RFC822的格式,但又加入了一个扩展的头部(实际上是位于RFC822的header中)。主要是为了克服RFC822只能传输标准7位ASCII文本的缺点,使Email既可以传输标准ASCII文本,也可以传输像图片、声音、各种语言文本等。

（3）MIME的头部HeaderMeaningMIMEVersion:IdentifiestheMIMEVersionContent-Description:Human-readablestringtellingwhatisinthemessageContent-id:UniqueidentifierContent-Transfer-Encoding:HowthebodyiswrappedfortransmissionContent-Type:NatureofthemessageRFC822headersaddedbyMIMEMIME的头部MIMEVersion:

用它区分是标准RFC822邮件还是MIME邮件,假定在标准邮件中不能以该字符串开头。定义所使用的MIME版本。Content-Description:ASCII串,对内容的有关描述。Content-Id:

对content的唯一的标识。Content-Transfer-Encoding:Body所使用的编码方式。常用的用base64编码和Quoted-printable编码。MIME的头部MIMEVersion:

用它区分是标准RFC822邮件还是MIME邮件,假定在标准邮件中不能以该字符串开头。定义所使用的MIME版本。Content-Description:ASCII串,对内容的有关描述。Content-Id:

对content的唯一的标识。Content-Transfer-Encoding:Body所使用的编码方式。常用的用base64编码和Quoted-printable编码。Base64Encoding每三字节拆成四字节，即三个八位变为四个六位。00000000Base64Encoding将每个六位（范围为0~63）进行编码。6-bitvalueASCIIcharBase64value0123456789101112131415ABCDEFGHIJKLMNOP4142434445464748494A4B4C4D4E4F506-bitvalueASCIIcharBase64value16171819202122232425

262728293031QRSTUVWXYZ

abcdef5152535455565758595A

6162636465666-bitvalueASCIIcharBase64value32333435363738394041424344454647ghijklmnopqrstuv6768696A6B6C6D6E6F707172737475766-bitvalueASCIIcharBase64value48495051525354555657585960616263wxy

z

0123456789+/7778797A

30313233343536

3738392B2FBase64Encoding对于文件的末尾不是三字节时（一字节或二字节），用==或=表示。00000000=

Base64编码后的结果只包含可显示的ASCII字符，其编码效率为75%。Quoted-printableEncoding对于小于128的直接使用(不包括3DH，即“=”),大于等于128的用“=”后跟其16进制值表示。例如：汉字“系统”，其内部编码为CFBFCDB3,编码为:=CF=BF=CD=B3;对于等号则使用:=3D.MIME的头部Content-Type:内容的自然特性,如是图片还是文本等。分为两个标识:类型和子类型,中间用/分开。Content-TypeEmail例子Message-ID:<003d01c2921a$30d7cfd0$4e03a8c0@tan>From:“yaolan"<yaolan@>To:<yaolan@>Subject:Thisistestmail.Date:Sat,15Nov20089:51:44+0800MIME-Version:1.0Content-Type:text/plain;charset="gb2312"Content-Transfer-Encoding:base64DQotLS0tLSBPcmlnaW5hbCBNZXNzYWdlIC0tLS0tIA0KRnJvbTogImdhb2Z4IiA8Z2FvZnhAbmVjbWFpbC5uZXUuZWR1LmNuPg0KVG86IDxnYW9meEBuZWNtYWlsLm5ldS5lZHUuY24+DQpTZW50OiBGcmlkYXksIE5vdmVtYmVyIDIyLCAyMDAyIDc6MTkgUE0NClN1YmplY3Q6IFRoaXMgaXMgdGVzdCBtYWlsLg0KDQoNCj4gvfHM7M/C0anByyzV5rrDIQ0KPiBJdCBpcyBzbm93IHRvZGF5LiBJIGxpa2Ugc25vdy4NCj4gDQo+IA0K.Email例子5.邮件的传输

邮件的传送是一种client/server的交互。它是基于tcp协议的。Server在25号端中上监听,有连接请求时,接受连接,然后传输邮件,传输完毕后再将连接断开。这是一个纯ASCII字符的协议.所有的命令和数据均以标准ASCII字符传输。ClientServer25TCPConnectionSMTPSMTP:SimpleMailTransferProtocol,DefinedinRFC821.5.邮件的传输-例子

ClientServer/client25TCPConnectionSMTPPCServer255.邮件的传输-例子

C:>\telnet325220SMTPservice(NetscapeMessagingServer4.15)HELO250MAILFROM:<cat@dog>250Sender<cat@dog>OkRCPTTo:<boyus@21>250Recipient<boyus@21>OkDATA354OkSenddataendingwith<CRLF>.<CRLF>Happybirthday..250Messagereceived:GNE1S500.LQDQUIT221ESMTPserverclosingconnection5.邮件的传输

SMTP规定了14条命令和21种响应信息。每条命令用4个组成,每一种响应一般只有一行信息组成,,由一个3位数字的代码开始,后面附上(也可以不附上)很简单的说明。若SMTP服务器已准备好,则回答250ok,否则返回一个其它代码指明出错原因如451(处理时出错),452(存储器空间不够),500(无法识别的命令)。所有的返回信息既有代码同时有解释。ESMTP

SMTP存在的问题:邮件长度不允许超过64k.(取决于实现)timeout问题.Client与server的timeout不同时,一方已经timeout,并且关闭了connection,另一方可能还处于忙的状态.无限循环问题:在mail-listing中两个host互相包含时会出现无限循环的问题.ESMTP:在RFC1425中重新进行了定义.client与server进行会话时用EHLO开始而代替HELO.6.邮件收发客户端协议

大多数用户是在个人计算机上收发邮件。而个人计算机不能长时间一直连在网上,即使连在网上也不能具有固定的域名和ip地址。因此不能作为smtp的服务器。为此,需要Internet网上的smtp服务器来替用户代收邮件,当用户需要时,在将自己的PC与该Email服务器连接上,接收邮件。一般的邮件服务器除了有SMTPserver外,同时也支持PC客户接收邮件.（1）POP3协议

POP是PostOfficeProtocol的缩写,最初于1984年公布于RFC918.经过几次更新,现在广泛使用的是它的第三版,称为POP3。POP3的工作过程：POP3Server监听端口110。当一个Clienthost请求与之建立连接时,POP3Server发回相应的回答信息。之后,两者交换相应的命令及响应,直到连接关闭为止。POP3也是一个纯ASCII文本的协议.ClientHost发出的是命令,该命令一般由4个字符组成,后跟相应的参数,每个命令都以CRLF结束。POP3Server给出的是响应,通常都是“+OK”或“-ERR”,后跟其它信息。（1）POP3协议

ClientHost与POP3Server建立了连接后,经过如下几个状态(阶段)最终结束。AuthorizationState一旦建立起连接,pop3server给出相应的回答信息:S:+OKPOP3Serverready.这时就进入了授权阶段.USERname回答:S:+OK.Enterthepasswordsplease!S:-ERR.Usernotfound.PASSstring(口令)响应:S:+OKMaildroplockedandreadyS:-ERRInvalidpasswordsS:-ERRUnabletolockmaildrop.在用户名和口令通过验正后,就进入了交易阶段.（1）POP3协议

TransactionStateSTAT(回答当前信箱中的信件数及总长度)S:+OK.2230(两封邮件,总长230字节)LIST(msg)(显示邮件)例:C:LISTS:+OK.2Messages(320octets).RETRmsg(取指定的邮件)C:RETR1S:+OK120octets.S:Happybirthday.S:.（1）POP3协议

DELEmsg(将邮件标为删除)C:DELE1S:+OK.Message1deleted.NOOP(空操作,Server给出一个回合+OK).LAST(让Server给出序号最高的邮件的序号)RSET(将标为删除的邮件的标记去掉)①

UpdateState一旦Client给出QUIT命令就进入Update阶段.这时Server给出“+OK”命令,并将标为删除的Message删除.C:QUIITS:+OKPOP3ServerSigningoff(2messageleft).可选的命令:TOPmsg请求Server将指定邮件的标题及前10行送过来.（2）IMAP协议

IMAP(InternetMessageAccessProtocol),RFC1064在使用IMAP时所有收到的邮件同样是先送到MailServer,而PC用户在PC机上运行IMAP客户程序,该客户程序与MailServer上的IMAPSever建立连接,用户在PC上操作服务器的邮箱就像在服务器上操作邮箱一样。（3）DMSP协议

DMSP(DistributedMailSystemProtocol)RFC1056该协议假定用户使用多个MailServer,该协议允许用户将邮件Download到PC机上,然后将连接断开.在连接断开的情况下,用户可以阅读邮件,可以回复邮件.当连接重新建立时,邮件被发送出去,系统会重新进行同步。注：

发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件,源邮件服务器向目的邮件服务器发送邮件使用都是SMTP协议;POP3和IMAP等协议只是从目的邮件服务上读取邮件。5.2文件传输协议

文件传输协议的类型FTP

TFTP

文件传输协议的类型(1)透明型(2)非透明型(1)透明型透明型，又分为文件共享型（基于OS，例如Novell的Netware,Microsoft的Windows9X,WindowsNT/2000,SUN的NFS等）和磁盘共享型（基于BIOS,典型代表为3COM公司的Etherseries）。磁盘共享型应用或系统程序操作系统BIOS/Network本地磁盘网络BIOS/Network本地磁盘网络磁盘共享型应用或系统程序操作系统BIOS/Network本地磁盘网络BIOS/Network本地磁盘网络FDTFATINT13H(物理参数）文件共享型应用或系统程序操作系统BIOS本地磁盘网络本地磁盘网络NetworkDrvBIOSNetworkDrv操作系统(2)非透明：文件传送型文件传送命令（客户）网络本地文件网络网络操作系统文件传送（服务器）网络操作系统2.FTP

FTP(FileTransferProtocol)是Internet上广泛使用的协议之一，它是一种文件传送型协议，适合异种机（异种操作系统）下的文件传送。它支持ASCII文件（文本文件）和纯二进制文件的传送。FTP定义在RFC959。FTP工作模型severprotocolinterpreterseverdatatransferfunctionfilesystemuserprotocolinterpreteruserdatatransferfunctionuserinterfacecontrolconnection(FTPcommands)(FTPreplies)dataconnectionfilesystemuseratterminalclientserver2120FTP用户接口命令！crmacdefproxysend$deletemdeletesendportstatusaccountdebugmdirputstructappenddirmgetpwdsuniqueasciidisconnectmkdirquittenexbellfrommlsquotetracebinarygetmoderecvtypebyeglobmputremotehelpusercasehashnmaprenameverbosecdhelpntransreset?cduplcdopenrmdircloselspromptruniqueFTPcommandsCommandDescriptionABORLISTfilelistPASSpasswordPORTn1,n2,n3,n4,n5,n6QUITRETRfilenameSTORfilenameSYSTTYPEtypeUSERusernameAbortpreviousFTPcommandananydatatransferListfilesordirectoriesPasswordonserverClientIPaddress(n1,n2,n3,n4)andport(n5*256+n6)LogofffromserverGetafilePutafileServerreturnssystemtypeSpecifyfiletype:AforASCII,IforimageUsernameonserverFTPrepliesReplyDescription1yz

2yz3yz4yz5yzPositivepreliminaryreply.Theactionisbeingstartedbutexpectanotherreplybeforesendanothercommand.Positivecompletionreply.Anewcommandcanbesent.Positiveintermediatereply.Thecommandhasbeenacceptedbutanothercommandmustbesent.Transientnegativecompletionreply.Therequestedactiondidnottakeplace,buttheerrorconditionistemporarysothecommandcanbereissuedlater.Permanentnegativecompletionreply.Thecommandwasnotacceptedandshouldnotberetried.x0zx1zx2zx3zx5zx6zSyntaxerrors.Information.Connections.Repliesreferringtothecontrolordataconnection.Authenticationandaccounting.Repliesfortheloginoraccountingcommands.Unspecified.Filesystemstatus.FTP实例C:\WINDOWS\Desktop>ftp1Connectedto1.220ProFTPD1.2.6rc1Server(NeuFtp_Test)[FtpTest]User(1:(none)):anonymous331Anonymousloginok,sendyourcompleteemailaddressasyourpassword.Password:abc@abc230-[欢迎使用0:10000]！！！强调不安要求上传的内容一律删除！！！来自77的朋友现在是北京时间SatNov2316:52:152002欢迎光临东北大学FTP服务器WelcometoFtpTest欢迎使用我们的FTP搜索引擎3!你是当前第12个用户，最多允许100个用户Thereare12outof100usersnowloggedin磁盘可用空间0

使用中有什么问题请联系管理员ftp@或者到白山黑水BBS站Download版联系230欢迎光临东北大学FTP服务器ftp>dir200PORTcommandsuccessful.150OpeningASCIImodedataconnectionforfilelistdrwxr-x3ftpftp4096Nov2303:00advicedrwxr-xr-x10ftpftp4096Nov2308:00incomingdrwxr-xr-x2rootroot4096Jul2607:24lost+founddrwxr-xr-x50ftpftp4096Nov2307:51softwaredrwxr-xr-x2rootroot4096Sep808:49！！！incomingdrwxr-xr-x2rootroot4096Sep2800:46！！！个人文件请上传incomingdrwxr-xr-x2rootroot4096Sep2801:01！！！drwxr-xr-x2rootroot4096Sep808:49！！！ftp:682bytesreceivedin0.11Seconds6.20Kbytes/sec.ftp>cdincoming250CWDcommandsuccessful.ftp>dir200PORTcommandsuccessful.150OpeningASCIImodedataconnectionforfilelistdrwxr-x30ftpftp4096Nov2308:322002.11.17-2002.11.23-rw-r1ftpftp0Nov2216:06ICQ.ram-rw-r1ftpftp0Nov2215:58RFW.EXEdrwxr-x2ftpftp4096Nov2308:32chen-rw-r1ftpftp0Nov2307:29gistest.txtdrwxr-x2ftpftp4096Nov2305:46plugin1drwxr-x3ftpftp4096Nov2215:24serv-udrwxr-x3ftpftp4096Nov2305:00stillicel226Transfercomplete.ftp:1156bytesreceivedin0.16Seconds7.22Kbytes/sec.ftp>getgistest.txtabc.txt200PORTcommandsuccessful.150OpeningASCIImodedataconnectionforgistest.txt226Transfercomplete.ftpquit221Goodbye.3.TFTPTrivialFileTransferProtocol虽然FTP是TCP/IP协议簇中最常用的文件传送协议，但他的编程也是最复杂和最困难的。许多应用场合及不需要FTP提供的全部功能，也不能应付FTP的复杂性。TFTP就应运而生了。TFTP只提供简单文件传输，不提供存取授权。由于TFTP局限性较大，所以TFTP比FTP小得多，它可用在像无盘工作站的启动等的场合。TFTP使用UDP协议，端口号是69。TFTP的报文格式

读请求(1)文件名0模式02字节操作码n字节1字节n字节1字节写请求(2)文件名0模式02字节操作码n字节1字节n字节1字节数据(3)块#数据2字节操作码2字节最多512字节ACK(4)块#2字节操作码2字节差错(5)差错码差错报文02字节操作码2字节1字节n字节5.3WWWWWW的起源WWW系统必须要解决的问题及工作模型URLHTMLHTTP1.WWW的起源WWW于是1989年3月起源于CERN，物理学家Berners-Lee提出。1990年9月开发出第一个文本界面的系统。1991年月12月在SanAntonio,Texas的Hypertext’91进行了展示。1993年2月，MarcAndreessen在国家超级计算机应用中心开发出图形界面的浏览器Mosaic.MarcAndreessen创办Netscape,并推出Navigator。1995年，Microsoft推出IE。2.WWW系统必须要解决在问题

及工作模型怎样标识分布在Internet上的文档？用什么协议为实现用户与服务器之间的文档传输？怎样使不同风格的文档都能在Internet的各种计算机上展示出来？WWW的工作模型HTML文档WWWServer80TCP连接HTTP浏览器3.URLURL是UniformResourceLocator的缩写，用来解决上述定第一个问题。定义：是对能从Internet上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。格式：<访问方式>://<主机>:<端口>/<路径>URL的访问方式NameUsedforExamplehttpHTMLhttp://www.cs.uv.nl/~astftpFTP/incoming/readmefileLocalfiled:/data/x1.txtnewsNewsgroupnews:comps.os.minixnewsNewsarticlenews:AA0134223211@gopherGophergopher:///11/librariesmailtoSendingemailmailto:gaofx@telnetRemotelogintelnet://4.HTMLHTML,HyperTextMarkupLanguage(超文本标记语言）IBMGML(GeneralMarkupLanguage)ISOSGML(StandardGeneralMarkupLanguage)HTML是SGML的子集，由MarcAndreessen提出。典型的标记语言BD排版语言WPSWordStar它们都不属于WYSIWYG。HTMLTags(标签)HTML文档由Tag+Body组成。TagDescription<HTML>…</HTML>DeclaresWebpagetobewritteninHTML<HEAD>…</HEAD>Delimitsthepage’shead<TITLE>…</TITLE>Definethetitle(notdisplayedonthepage)<BODY>…</BODY>Delimitsthepage’sbody<Hn>…</Hn>Delimitsalevelnheading<B>…</B>Set…inboldface<I>…</I>Set…initalics<UL>…</UL>Bracketsa