POP3邮件接收协议命令使用详解

第1章 POP3概述

POP3全称为Post Office Protocol version3，即邮局协议第3版。它被用户代理用来邮件服务器取得邮件。POP3采用的也是C/S通信模型，对应的RFC文档为RFC1939。该协议非常简单，所以我们只重点介绍其通信过程，而相关的一些概念和术语请参考RFC文档或另外一篇文章《SMTP协议分析》

第2章.POP3详解

2.1通信过程

用户从邮件服务器上接收邮件的典型通信过程如下。

1)       用户运行用户代理（如Foxmail, OutlookExpress）。

2)       用户代理（以下简称客户端）与邮件服务器（以下简称服务器端）的110端口建立TCP连接。

3)       客户端向服务器端发出各种命令，来请求各种服务（如查询邮箱信息，下载某封邮件等）。

4)       服务端解析用户的命令，做出相应动作并返回给客户端一个响应。

5)       3）和4)交替进行，直到接收完所有邮件转到步骤6)，或两者的连接被意外中断而直接退出。

6)       用户代理解析从服务器端获得的邮件，以适当地形式（如可读）的形式呈现给用户。

其中2)、3）和4）用POP3协议通信。可以看出命令和响应是POP3通信的重点，我们将予以重点讲述。

2.2命令和响应

2.2.1.格式

POP3的命令不多，它的一般形式是：COMMAND  [Parameter]<CRLF>。其中COMMAND是ASCII形式的命令名，Parameter是相应的命令参数，<CRLF>是回车换行符(0DH, 0AH)。

服务器响应是由一个单独的命令行组成，或多个命令行组成，响应第一行“+OK”或“-ERR”开头，然后再加上一些ASCII文本。“+OK”和“-ERR”分别指出相应的操作状态是成功的还是失败的。

2.2.2.三个状态

POP3协议中有三种状态，认正状态，处理状态，和更新状态。命令的执行可以改变协议的状态，而对于具体的某命令，它只能在具体的某状态下使用，这些请参看表1和RFC193。

客户机与服务器刚与服务器建立连接时，它的状态为认证状态；一旦客户机提供了自己身份并被成功地确认，即由认可状态转入处理状态；在完成相应的操作后客户机发出QUIT命令（具体说明见后续内容），则进入更新状态，更新之后又重返认可状态；当然在认可状态下执行QUIT命令，可释放连接。状态间的转移如图 1所示。

---建立连接---|认可|--认证成功--|处理|--执行QUIT--|更新| 
                 |_______ -QUIT结束_________________|

  

       认可状态

       处理状态

       更新状态

       建立连接

       执行QUIT

       QUIT完毕

       执行QUIT，释放连接

       认证成功

2.2.3.一个例子

命令和响应的格式是语法，各命令和响应的意思则是语义，各命令和各响应在时间上的关系则是同步。我们还是通过以个简单的POP3通信过程来说明协议的这三个要素。

C：telnetpop3.126.com 110   /*　以telnet方式连接126邮件服务器　*/

S：+OKWelcome to coremail Mail Pop3 Server(126coms[3adb99eb4207ae5256632eecb8f8b4855])/* +OK,代表命令成功，其后的信息则随服务器的不同而不同*/

C：USERbripengandre /*采用明文认证*/

S：+OKcore mail

C：PASSPop3world /*发送邮箱密码*/

S：+OK654 message(s) [30930370 byte(s)] /*认证成功，转入处理状态 */

C：LIST1 /*显示第一封邮件的信息 */

S：+OK1 5184 ./*第一封邮件的大小为5184字节 */

C：UIDL1 /*返回第一封邮件的唯一标识符 */

S：+OK1 1tbisBsHaEX9byI9EQAAsd /*数字1后的长字符串就是第一封邮件的唯一标志符 */

C：RETR1 /*下载第一封邮件 */

S：+OK5184 octets /*第一封邮件的大小为5184字节 */

S：Receive…  /* 第一封邮件的具体内容 */

S：…

C：QUIT/*转入更新状态，接着再转入认证状态 */

S：+OK

C: QUIT /* 退出连接 */

S：+OKcore mail /*成功地退出了连接*/

对于上述的过程，补充如下几点内容。

1)       “C：”开头的行(不包括"C：")是客户端的输入，而以“S：”开头的行(不包括"S：")则是服务器的输出。

2)       上述的命令并不一定会一次性成功，服务器会返回错误响应（以“-ERR”开头），客户端应该按照协议规定的时序，来输入后续的命令（或重复执行失败的命令，或重置会话，或退出会话等等）。

3)       上述过程是示意性的，实际过程可能与其有较大不同。例如，实际过程中可能使用加密认证（MD5摘要认证）。

4)       RETR下载下来的邮件可能会难以看懂，这是因为其可能使用了quoted-printable编码或base64编码，我们可用Foxmail等用户代理软件来解码它。

注意：命令与参数之间是空格分隔的。包括服务器返回的邮件信息中，邮件正文内容与其它信息也是用空格分隔的。当编写邮件程序时，就是利用空格符来判断哪是邮件内容，哪是邮件发送信息（如接收日期、发送地址等等，这些信息又是通过“：”来分隔的）。

另一种举例：

使用 telnet 连接本地pop服务器收信 
 例如：安装邮件服务器 IP 是 127.0.0.1（蓝色字体内容由客户端输入，红色字体内容是服务返回的，黑色为说明内容）   
telnet 127.0.0.1 110（使用 telnet 命令连接服务器 110 端口 ）

  Trying 127.0.0.1… （正在连接服务器 110 端口）

Connected to 127.0.0.1（ 连接服务器 110 端口成功）

  +OK Mail Server POP3 ready 
user username（输入用户名, username 为具体的用户名）

  +OK（执行命令成功 ）
pass password （输入用户密码，password 为具体的密码）

  +OK 2 messages（密码认证通过）  (-ERR authorization failed －－密码认证失败)

stat （邮箱状态 ）
  +OK 2 6415 （2 为该信箱总邮件数，6415 为总字节数）

list （列出每封邮件的字节数 ）
   +OK （ 执行命令成功，开始显示，左边为邮件的序号，右边为该邮件的大小 ）
   1 537 （第 1 封邮件，大小为 537 字节）

   2 5878 （ 第 2 封邮件，大小为 5878 字节 ）
top 1 （接收第 1 封邮件 ）
       +OK （接收成功, 返回第 1 封邮件头 ）

Return-Path: <[e-mail]> 

Delivered-To: [e-mail] 

Received: (server invoked for smtp delivery); Mon, 25 Oct 2004 14:24:27 +0800  

From: [e-mail]

To: [e-mail] 

Date: Mon, 25 Oct 2004 14:24:27 +0800

Subject: test mail  

. (这个点是邮件结束标志)

retr 1 （接收第 1 封邮件 ）

+OK （接收成功, 返回第 1 封邮件全部内容）

Return-Path: <[e-mail]>  （退信地址，回复地址）

Delivered-To: [e-mail]   （[dɪ'lɪvəd]发送地址）

Received: (server invoked for smtp delivery); Mon, 25 Oct 2004 14:24:27 +0800  

From: [e-mail]  

To: [e-mail] 

Date: Mon, 25 Oct 2004 14:24:27 +0800  

Subject: test mail   

  Hi, test2 （邮件正文前有一空格与前述信息分隔！）

     This is a test mail, you don’t reply it.  

. (这个点是邮件结束标志)

dele 1(删除第 1 封邮件)

  +OK(删除成功 )
dele 2 (删除第 2 封邮件)

  +OK(删除成功)  

quit (结束会话 )
   +OK (执行命令成功)

2.2.4.常用命令和响应

SMTP命令不区分大小写，但参数区分大小写，有关这方面的详细说明请参考RFC1939。常用的命令如表 1所示。

命令	参数	使用在何种状态中	描述
USER	Username	认证	此命令与下面的pass命令若成功，将导致状态转换
PASS	Password	认证	此命令若成功，状态转化为更新
APOP	Name,Digest	认证	Digest是MD5消息摘要
STAT	None	处理	请求服务器发回关于邮箱的统计资料，如邮件总数和总字节数
UIDL	[Msg#]（邮件号，下同）	处理	返回邮件的唯一标识符，POP3会话的每个标识符都将是唯一的
LIST	[Msg#]	处理	返回邮件的唯一标识符，POP3会话的每个标识符都将是唯一的
RETR	[Msg#]	处理	返回由参数标识的邮件的全部文本
DELE	[Msg#]	处理	服务器将由参数标识的邮件标记为删除，由QUIT命令执行
TOP	[Msg#]	处理	服务器将返回由参数标识的邮件的邮件头+前n行内容，n必须是正整数
NOOP	None	处理	服务器返回一个肯定的响应，用于测试连接是否成功
QUIT	None	处理、认证	1)       如果服务器处于“处理”状态，么将进入“更新”状态以删除任何标记为删除的邮件，并重返“认证”状态。 2)       如果服务器处于“认证”状态，则结束会话，退出连接

表1 POP3的常用命令

至于响应则如2.2.1所述，由“+OK”或“-ERR”开头，后跟一些可读的说明和一些其它参数（对RETR，这个参数就是邮件的内容）。更详细的说明请参考RFC1939。

第3章.POP3 VS IMAP

POP3相对于因特网报文存取协议IMAP（InternetMessage Access Protocol）的最大的不足是：它只是一个脱机协议，客户与服务器的交互性不是特别好。例如不能直接在邮箱中创建文件夹，不太好选择性地下载邮件的某部分（虽然TOP命令部分地实现了这个功能，但交互性不是很好）等。然而，它也有自己的优势，那就是协议简单，容易实现，成本低，这是POP3用得很广泛而IMAP几近淘汰的最重要的原因。

第4章 实现方案

ID	Protocol	Captured contents
		user name	password	sender	receiver	subject	contents	attachments
5	POP3	√	√	√	√	√	√

表2 POP3分析要求

表 2给出了协议分析要求。容易看出，获取各个字段是比较容易的。我们可以抓取客户端与服务器端的交互信息，然后根据各命令字或响应字来提取出我们想要的字段。例如，要获取user name，对于明文验证，我们只需检测到客户端的发送信息中出现USER这个时候，然后提取出USER命令后的参数即可。需要说明的是，虽然客户端与服务端交互的信息可能经过了编码或加密，但我们仍能够通过解码或解密来获得所需要的信息。