用SMTP/POP3訪問郵箱暨SMTP/POP3原理
Exchange早期版本設計時側重於在企業內部提供郵件服務，郵件傳輸以MAPI爲主；Exchange的後續版本增強了對Internet郵局的支持，現在Exchange2003可以作爲一個標準的Internet郵局爲用戶提供服務，也可以和互聯網上的其他Internet郵局進行交互。本文我們將介紹以下內容：
一 如何用Outlook Express作客戶端軟件，通過SMTP，POP3協議訪問郵箱
二 Exchange和其他互聯網郵局通信時注意事項
三 SMTP，POP3原理分析
四 ESMTP
五 BASE64編碼
實驗拓撲如下圖，Florence是域控制器和CA服務器，Berlin是Exchange服務器，Istanbul是客戶機
一 如何用Outlook Express作客戶端軟件，通過SMTP，POP3協議訪問郵箱
標準的互聯網郵局包括SMTP和POP3兩個組件，SMTP負責郵件的出站/入站，POP3負責郵件存儲。我們可以利用SMTP把郵件發送出去，也可以利用POP3從自己的郵箱中下載郵件。Exchange2003的SMTP來源於Win2003中的IIS，POP3倒是和Win2003的POP3服務沒有任何關係。Exchange2003的POP3服務默認是禁用狀態，所以首先要啓動POP3服務。在Exchange服務器上，開始－管理工具－服務，找到“Microsoft Exchange POP3” 服務，將POP3服務的啓動類型改爲自動，然後啓動POP3服務。
這時Exchange服務器已經可以提供SMTP和POP3服務了，我們在客戶機Istanbul上，以Outlook Express（以後簡稱OE）作爲客戶端軟件，測試一下SMTP和POP3的訪問狀況。啓動OE後，在工具菜單中選擇賬戶，在“郵件”標籤下，選擇 添加“郵件”
填寫郵件發送者的名稱，在此我們填寫一個用戶名，如下圖所示
接下來要寫用戶的郵件地址
最重要的參數，分別對SMTP和POP3服務器進行描述，可以用NETBIOS名稱，域名或是IP地址
輸入用戶名和口令就可以完成郵件賬號的設置了
配置完郵件賬戶後，啓動OE，點擊“創建郵件”，給administrator發一封測試信看看
，如下圖所示
看看管理員的郵箱，是不是已經收到信了，這證明SMTP工作正常。
管理員回封信，看看dufei能否收到，在 OE的“發送/接收”下拉菜單中選擇“接收全部郵件”，看看收件箱裏有沒有回信，如下圖所示，已收到回信，POP3工作正常。
二 Exchange和其他互聯網郵局通信時注意事項
做完上述操作後，我們在Exchange郵局內部已經可以正常使用SMTP，POP3了，但要和其他的互聯網郵局通信還需要注意以下兩點：
1 設置DNS中的MX記錄
2 設置SMTP服務器的中繼
如果DNS服務器中沒有正確設置MX記錄，那麼我們的郵局將無法收到其他郵局發來的郵件。SMTP服務器向其他郵局發送郵件時，要通過查詢DNS的MX記錄來定位接收郵局的郵件服務器，否則互聯網上這麼多主機，SMTP服務器怎麼知道哪臺可以接收郵件？早期的電子郵件地址格式是郵箱名@郵件服務器名，這種郵件地址中已經包含了郵件服務器的完全合格域名，因此SMTP服務器直接將郵件發送給郵件服務器就可以了。現在的電子郵件地址格式改成了郵箱名@域名，不再直接指明接收郵件的服務器，因此SMTP服務器就只能依靠MX記錄來定位接收郵件服務器了。
Exchange服務器中的SMTP中繼默認對所有未通過身份驗證的用戶都是禁用的，所以如果我們向向外網發一封郵件，例如發到[email protected]，我們會看到如下圖錯誤提示，提示中明確指出 “Unable to relay”，不能中繼。那如何修改設置呢？
在Exchange服務器上，開始－程序－Microsoft Exchange－系統管理器－服務器－協議－SMTP－默認SMTP虛擬服務器－屬性－訪問－中繼，如下圖
當前的中繼設置如下圖所示，只有通過身份驗證的郵件發送者纔可以將郵件中繼到其他郵局
修改中繼設置，允許192.168.2.0子網內的計算機進行郵件中繼，不要設置成允許任何人進行郵件中繼，那會招致大量的垃圾郵件發送
改完中繼設置後，重啓SMTP服務，可以把信發往其他的互聯網郵局了。
三 SMTP，POP3原理分析
我們用SMTP，POP3在互聯網上進行郵件收發，郵件傳遞的過程是什麼樣的？我們假設163郵局的User1準備給263郵局的User2發信，大致過程如下
1 User1通過郵件客戶端軟件用SMTP協議把待發郵件提交到163郵局的SMTP服務器
2 163郵局的SMTP服務器通過查詢DNS的MX記錄，定位263郵局的郵件服務器，然後通過SMTP協議把郵件中繼到263郵局的SMTP服務器
3 263郵局的SMTP服務器將郵件入站後，把郵件轉給POP3服務器
4 POP3服務器把郵件存儲在User2的郵箱中
5 User2利用郵件客戶端軟件通過POP3協議訪問263郵局的POP3服務器，並從自己的郵箱中把郵件下載到本機計算機
接下來我們具體分析一下第一步和第五步，看看OE如何利用SMTP協議提交郵件，以及如何利用POP3協議訪問郵箱。
先分析SMTP，根據RPC821，SMTP協議提供了一些簡單的四個字符原語操作指令，OE就利用了這些指令發送郵件。常用的SMTP命令有
HELO ：發件方問候收件方，後面是發件人的IP地址或計算機名。收件方回答OK時標識自
己的身份。問候和確認過程表明兩臺機器可以進行通信。
MAIL FROM: 這個命令用來開始傳送郵件，命令後面的參數是發件人郵件地址。
RCPT TO: 這個命令告訴收件方收件人的郵箱。當有多個收件人時，需要多次使用該命令，
每次只能指明一個人。
DATA ：收件方把該命令之後的數據作爲發送的數據，數據被加入數據緩衝區中。
RSET ：這個命令用來通知收件方復位，所有已存入緩衝區的收件人數據，發件人數據和待
傳送的數據都必須清除，接收放必須回答OK。
NOOP ：空操作，不影響任何參數，只是要求接收方回答OK
QUIT ：SMTP要求接收放必須回答OK，然後中斷傳輸
OE發送郵件時，首先連接郵件服務器的25端口，我們在命令行下模擬這個過程
telnet berlin 25
Helo Istanbul （客戶端進行自我介紹，我的名字是Istanbul）
rcpt to:[email protected] （客戶機描述這封信的收件地址）
data （客戶機表示要開始輸入信件內容）
subject:mail test! （客戶機輸入郵件主題 mail test！）
Just testting! （客戶機輸入郵件內容 Just testting!）
敲一下回車 敲一下.(點) 再敲一下回車 郵件內容結束，郵件開始進入發送隊列
上述過程如下圖所示：
檢查一下管理員的郵箱，有沒有收到這樣一封信，如下圖所示，真的收到了，而且以爲是sina的管理員發來的，要記住，郵件是很容易欺騙的。
這樣我們就用SMTP命令發了一封電子郵件，是不是很簡單呢？其實我們可以來看一下OE發信的過程，打開OE，在 “工具”菜單中選擇“選項”，點擊“維護”標籤，在疑難解答下選擇“郵件”，這樣OE發送郵件時的過程會記錄在日誌文件中供我們分析使用。
在OE中發送一封郵件，測試一下。
郵件發出去了，檢查下圖路徑中的smtp.log，這就是發送郵件時的日誌文件
打開日誌文件，裏面記錄了OE與SMTP服務器交互的全過程，[rx]代表OE收到的數據，[tx]代表OE發出的數據，仔細看看，OE作的操作和我們剛剛在命令行中作的完全一樣。
我們再來分析一下OE利用POP3協議從Exchange郵件服務器收信的過程，POP3和SMTP類似，根據RFC1939也定義了一些四字符的原語命令，常用的POP3命令有
USER ： 輸入郵箱名
PASS ： 輸入郵箱密碼
STAT ： 顯示郵箱狀態
LIST ： 列出郵箱中的郵件
RETR ： 讀取郵件內容
DELE： 將郵件標記爲刪除
NOOP ： 空操作，僅返回一個迴應
RSET： 中斷當前操作，將標記爲刪除的郵件恢復
QUIT 退出POP3會話
STAT ： 顯示郵箱狀態
LIST ： 列出郵箱中的郵件
RETR ： 讀取郵件內容
DELE： 將郵件標記爲刪除
NOOP ： 空操作，僅返回一個迴應
RSET： 中斷當前操作，將標記爲刪除的郵件恢復
QUIT 退出POP3會話
我們舉例從dufei郵箱收信，我們使用下列指令
telnet berlin 110
user dufei （準備訪問dufei的郵箱）
pass passW0rd （輸入dufei的郵箱口令）
list （列出郵箱中的郵件）
Retr 1 （顯示第一封郵件的內容）
dele 1 （刪除第一封郵件）
quit （退出）
過程如下圖所示，有興趣的話大家可以結合OE中的POP3日誌進行分析。
四 ESMTP
從前面的SMTP原理分析中我們可以看出，SMTP在設計時完全沒有考慮安全問題，任何人都可以很方便地利用SMTP服務器發送郵件，這種處於安全真空的設計在互聯網的初期是成立的，畢竟那時無孔不入的商業還不曾***進這片專屬於科研人員的淨土。但現在如果在公網上放置這麼一個服務器，那肯定會後果很嚴重，垃圾郵件立刻就會把你淹沒。因此，ESMTP對SMTP進行了升級，主要是在郵件的發送過程中支持身份驗證，而且在傳輸郵件內容時也支持用SSL進行加密，大大提高了安全性。
在Exchange中把SMTP升級到ESMTP很容易，只要在SMTP服務器上禁止匿名訪問，再選擇一種身份驗證方式就可以了。在Exchange服務器上，開始－程序－Microsoft Exchange－系統管理器－服務器－協議－SMTP－默認SMTP虛擬服務器－屬性－訪問－身份驗證，如下圖所示
我們取消“匿名訪問”和“集成Windows身份驗證”，只保留“基本身份驗證“，現在這就是一臺ESMTP服務器了，重新啓動SMTP服務，然後在Istanbul上我們發送一封郵件測試一下，如下圖所示，發信出問題了，錯誤提示告訴我們由於沒有進行身份驗證，我們沒有權限進行郵件發送
既然要求身份驗證，那我們就滿足這個條件，在OE的工具菜單中選擇賬戶，點擊郵件標籤，查看郵件賬戶的屬性，如下圖所示，勾選“我的服務器要求身份驗證”，點擊“設置”
在設置中，我們填寫了用戶名和口令，再來試試，發出去了！
調出日誌smtp.log查看一下發送細節，看到了一個奇怪的現象，如下圖紅框標示處顯示的是用戶名，但我們填寫的用戶名是dufei，怎麼在這裏成了ZHVmZWk=？不要着急，這就是我們下面要講到的BASE64編碼
五 BASE64編碼
BASE64編碼其實很簡單，它把常用的64個字符重新做了個編碼表。每個BASE64編碼用6個2進制數表示，BASE64的編碼表如下
1 B 18 S 35 j 52 0
3 D 20 U
4 E 21 V
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J
10 K 27 b 44 s 61 9
13 N 30 e 47 v
14 O
15 P
16 Q 33 h 50 y
從ASCII碼向BASE64的轉換過程中,ASCII碼會每3個爲一組轉換爲4個BASE64編碼，因爲每個ASICC碼爲8位二進制數，3×8＝24，每個BASE64編碼是6位二進制數，24÷6＝4。
如果ASCII碼字符不正好是3的倍數，例如dufei是5個ASCII碼，這該怎麼辦呢？系統會自動用０進行填充，將ASCII碼湊成3的倍數。如果有１個ASCII碼是被填充的，BASE64編碼中會出現一個＝符號，如果有2個ASCII嗎是被填充的，BASE64編碼中會出現兩個＝號，不可能有三個＝出現的，大家仔細想想爲什麼？
以dufei爲例,dufei的ASCII碼爲 100 117 102 101 105, ASCII碼爲100 117 102 101 105 。展開成二進制是 01100100 01110101 01100110 01100101 01101001，每6個一組形成BASE64編碼是 011001 000111 010101 100110 011001 010110 1001，由於dufei只有5個ASCII碼，系統會用0填充爲6個ASICC碼，填充的結果是011001 000111 010101 100110 011001 010110 100100 000000，藍色部分爲系統填充內容。用10進製表示就是 25 7 21 38 25 22 36 ，查詢BASE64編碼表 可知分別對應 ZHVmZWK，最後那個由填充產生的000000用一個＝表示。所以最後我們看到的BASE64編碼是ZHVmZWk= 。