在OSI參考模型下的電子郵件傳輸過(guò)程

? ? ? ? ?電子郵件的工作過(guò)程遵循客戶---服務(wù)器模式。每份電子郵件的發(fā)送都要涉及到發(fā)送方和接收方，發(fā)送發(fā)構(gòu)成客戶端，而接收方構(gòu)成服務(wù)器。其主要用到的協(xié)議由SMTP和POP3協(xié)議。

? ? ? ? ?應(yīng)用層：主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送電子郵件，首先由主機(jī)A的發(fā)送進(jìn)程將數(shù)據(jù)交給應(yīng)用層。在應(yīng)用層中，Email客戶端使用SMTP、POP3和IMAP協(xié)議來(lái)收發(fā)電子郵件。主機(jī)A使用SMTP協(xié)議來(lái)處理該數(shù)據(jù)，即在數(shù)據(jù)前加上SMTP的標(biāo)記，以便使對(duì)端在收到后知道使用什么軟件來(lái)處理該數(shù)據(jù)。同時(shí)，該層屏蔽下面物理層的差別，向下一層提供一致的數(shù)據(jù)格式，此時(shí)所形成的信息單元包括協(xié)議頭，報(bào)頭AH，數(shù)據(jù)，可能還有協(xié)議尾，發(fā)送至表示層。

? ? ? ? 表示層：應(yīng)用層將數(shù)據(jù)處理完成后會(huì)交給下面的表示層，表示層會(huì)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換，使用一種通信雙方都能識(shí)別的編碼來(lái)處理該數(shù)據(jù)，同時(shí)將處理數(shù)據(jù)的方法添加到數(shù)據(jù)中，以便對(duì)端知道該怎樣處理數(shù)據(jù)。在此層再次添加計(jì)算機(jī)B表示層所理解的控制信息的協(xié)議頭PH，信息單元的大小隨著每一層協(xié)議頭和協(xié)議尾的添加而增加，這些協(xié)議頭和協(xié)議尾包含了接收方對(duì)應(yīng)曾要使用的控制信息。在此層，數(shù)據(jù)將按照網(wǎng)絡(luò)能理解的方案進(jìn)行格式化，這種格式化也因所使用網(wǎng)絡(luò)的類型不同而不同。

? ? ? ? 會(huì)話層：表示層處理完成之后，將數(shù)據(jù)交給下一層會(huì)話層，會(huì)話層在A主機(jī)和B主機(jī)之間建立一條只用于傳輸該數(shù)據(jù)的會(huì)話通道，并監(jiān)視他的連接狀態(tài)，直到數(shù)據(jù)同步完成，斷開該會(huì)話。此時(shí)數(shù)據(jù)添加了會(huì)話層報(bào)頭SH。

? ? ? ? 傳輸層：傳輸層的作用就是在通信雙方之間利用上面的會(huì)話通道傳輸控制信息TH，完成數(shù)據(jù)的可靠傳輸。會(huì)話通道建立后，為了保證數(shù)據(jù)傳輸中的可靠性，就需要在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?gòu)成當(dāng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，如分段、編號(hào)、差錯(cuò)校驗(yàn)、確認(rèn)、重傳等等，這些方法的實(shí)現(xiàn)必須依賴通信雙方的控制。該層的傳輸協(xié)議同時(shí)進(jìn)行流量控制或是基于接收方可接受數(shù)據(jù)的快慢程度規(guī)定適當(dāng)?shù)陌l(fā)送速率。初次之外，傳輸層按照網(wǎng)絡(luò)能處理的最大尺寸將較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行強(qiáng)制分割。例如，以太網(wǎng)無(wú)法接收大于1500字節(jié)的數(shù)據(jù)包，發(fā)送方節(jié)點(diǎn)的傳輸層將數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)片，同時(shí)對(duì)每一數(shù)據(jù)片安排一序列號(hào)，以便數(shù)據(jù)到達(dá)接收方節(jié)點(diǎn)的傳輸層時(shí)，能以正確的順序重組，該過(guò)程即被稱為排序。

? ? ? ? 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)的層次，在網(wǎng)絡(luò)層中必須要將傳輸層中處理完的數(shù)據(jù)再次封裝(NH)，添加上自己的地址信息和對(duì)端接收者的地址信息，并且要在網(wǎng)絡(luò)中找到一條由自己到接收者最好的路徑，然后按照最佳路徑發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。

? ? ? ? 在網(wǎng)絡(luò)層，使用邏輯尋址(比如IP)將每個(gè)數(shù)據(jù)段送到正確的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議向來(lái)自傳輸層的數(shù)據(jù)段中添加控制報(bào)頭，現(xiàn)在所得到數(shù)據(jù)塊就稱為數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報(bào)。傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層一起工作，以在接收方主機(jī)中重建數(shù)據(jù)流，但他們并不將他們的PDU放在本地網(wǎng)段上，這是得到有關(guān)路由器或主機(jī)信息的唯一方式。

? ? ? ? 數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行封裝除了添加數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭DH外，還要將網(wǎng)絡(luò)層遞交的數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)尾DT從而形成最終的一幀數(shù)據(jù)。該層會(huì)添加能唯一標(biāo)識(shí)每臺(tái)設(shè)備的地址信息(MAC地址),這個(gè)數(shù)據(jù)在相鄰的兩個(gè)設(shè)備之間一段一段的傳輸，最終到達(dá)目的地。為了保證數(shù)據(jù)在不可靠的物理線路上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從網(wǎng)絡(luò)層接收到的數(shù)據(jù)被分割成特定的可被物理層傳輸?shù)膸怯脕?lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包，它不僅包括原始數(shù)據(jù)，還包括發(fā)送方和接收方的網(wǎng)絡(luò)地址以及糾錯(cuò)和控制信息。其中的地址確定了幀將發(fā)送到何處，而糾錯(cuò)和控制信息則確保幀無(wú)差錯(cuò)到達(dá)。如果在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收點(diǎn)檢測(cè)到所傳數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀。

? ? ? ? ?數(shù)據(jù)鏈路層將每個(gè)數(shù)據(jù)包封裝成幀，幀的報(bào)頭中包含了源和目的主機(jī)的硬件地址。如果目的設(shè)備在一個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中，幀就會(huì)被送往路由器，以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳送到目的地。一旦它達(dá)到了目的網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)使用一個(gè)新的幀將數(shù)據(jù)包送往目的主機(jī)。在傳輸過(guò)程中，幀會(huì)變，但是數(shù)據(jù)包不會(huì)變。為了將幀送到網(wǎng)絡(luò)上，它首先必須被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的形式。幀實(shí)際上是1和0的邏輯組，物理層負(fù)責(zé)將這些數(shù)值封裝為數(shù)字信號(hào)，在同一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)中就可以直接傳輸了。

? ? ? ? ?物理層：物理層將數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流傳輸?shù)浇粨Q機(jī)，通過(guò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀發(fā)向路由器。

? ? ? ? ?通過(guò)物理電路傳遞到B主機(jī)后，B主機(jī)會(huì)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)鏈路層再去掉本層的硬件地址信息和其他的對(duì)端添加的內(nèi)容上交給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層同樣去掉對(duì)端網(wǎng)絡(luò)層添加的內(nèi)容后上交給自己的上層。最終數(shù)據(jù)到達(dá)B主機(jī)的應(yīng)用層。應(yīng)用層看到數(shù)據(jù)是用SMTP協(xié)議封裝后，就知道應(yīng)用電子郵件的軟件來(lái)處理。其詳細(xì)分析如下：

? ? ? ? 物理層：保證比特的同步，并將接收的二進(jìn)制數(shù)據(jù)放到緩存中。再講接收到的信號(hào)解碼成比特流后，通知數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)收到一個(gè)幀。因此物理層在媒體上已經(jīng)提供了傳遞的比特流。

? ? ? ? 數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層檢查幀尾的幀校驗(yàn)序列(FCS)，判斷傳輸過(guò)程中是否有錯(cuò)誤法傷(差錯(cuò)控制)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，丟棄此幀。檢查數(shù)據(jù)鏈路層的地址，使主機(jī)B決定是否需要進(jìn)一步處理這些數(shù)據(jù)。如果這個(gè)地址是主機(jī)B的地址，那么將在數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭和尾之間的數(shù)據(jù)傳遞給上一次的軟件。從而，數(shù)據(jù)鏈路層通過(guò)該鏈路實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸。

? ? ? ? 網(wǎng)絡(luò)層：檢查網(wǎng)絡(luò)層的目的地址。如果該地址是主機(jī)B的地址(邏輯地址)，處理過(guò)程將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，將在網(wǎng)絡(luò)層的報(bào)頭之后的數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層的軟件，從而網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)了端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

? ? ? ? 如果傳輸層選擇了差錯(cuò)恢復(fù)，標(biāo)識(shí)這段數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)器與確認(rèn)信息(差錯(cuò)恢復(fù))一起在傳輸層的報(bào)頭中進(jìn)行編碼。在差錯(cuò)恢復(fù)和對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排序后，將這些數(shù)據(jù)傳遞給會(huì)話層。

? ? ? ? 會(huì)話層：該層可以用來(lái)保證一系列消息的完整性。如果沒(méi)有完成后續(xù)的通信，收到的數(shù)據(jù)可能沒(méi)有任何意義。會(huì)話層的報(bào)頭中包含有標(biāo)識(shí)字段意味著是一個(gè)不連續(xù)數(shù)據(jù)鏈的中間流而不是結(jié)束流。在會(huì)話層保證所有的流都完成后，將在會(huì)話層報(bào)頭之后的數(shù)據(jù)傳遞給表示層軟件。?

? ? ? ? 表示層：表示層定義并維護(hù)數(shù)據(jù)的格式。例如，如果數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)而不是字符數(shù)據(jù)，報(bào)頭會(huì)指明這一點(diǎn)。接收方并不會(huì)用主機(jī)B中缺省的ASCII字符集轉(zhuǎn)換這些數(shù)據(jù)。通常，此類報(bào)頭只包括在初始流中，而不包含在每個(gè)被傳輸?shù)牧?數(shù)據(jù)格式)中。在完成了數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用層的軟件。

? ? ? ? 應(yīng)用層：應(yīng)用層處理最后的報(bào)頭，然后檢查真正的終端用戶數(shù)據(jù)。這個(gè)報(bào)頭指明了主機(jī)A與主機(jī)B已協(xié)商好的應(yīng)用程度所使用的運(yùn)行參數(shù)，該報(bào)頭用于交換所有參數(shù)值。因此，通常只在應(yīng)用程序初始化時(shí)才發(fā)送和接收這個(gè)報(bào)頭。例如，在文件傳輸是，會(huì)相互傳遞所傳輸文件的長(zhǎng)度和文件格式(應(yīng)用參數(shù))。

? ? ? ? 其工作流程圖如下：

?? ?注：

SMTP協(xié)議：(Simple Mail Transfer Protocol）即簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議,它是一組用于由源地址到目的地址傳送郵件的規(guī)則，由它來(lái)控制信件的中轉(zhuǎn)方式。SMTP協(xié)議屬于TCP/IP協(xié)議族，它幫助每臺(tái)計(jì)算機(jī)在發(fā)送或中轉(zhuǎn)信件時(shí)找到下一個(gè)目的地。通過(guò)SMTP協(xié)議所指定的服務(wù)器,就可以把E－mail寄到收信人的服務(wù)器上了，整個(gè)過(guò)程只要幾分鐘。SMTP服務(wù)器則是遵循SMTP協(xié)議的發(fā)送郵件服務(wù)器，用來(lái)發(fā)送或中轉(zhuǎn)發(fā)出的電子郵件。

STMP是一種提供可靠且有效電子郵件傳輸?shù)膮f(xié)議。SMTP是建模在FTP文件傳輸服務(wù)上的一種郵件服務(wù)，主要用于傳輸系統(tǒng)之間的郵件信息并提供來(lái)信有關(guān)的統(tǒng)治。它獨(dú)立于特定的傳輸子系統(tǒng)，即“SMTP郵件中繼”。通常，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以由公用互聯(lián)網(wǎng)上TCP可相互訪問(wèn)的主機(jī)、防火墻分隔的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上TCP可相互訪問(wèn)的主機(jī)，及其它LAN/WAN中的主機(jī)利用非TCP傳輸層協(xié)議組成。使用SMTP，可實(shí)現(xiàn)相同網(wǎng)絡(luò)上處理機(jī)之間的郵件傳輸，也可通過(guò)中繼器或網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)某處理機(jī)與其它網(wǎng)絡(luò)之間的郵件傳輸。這種方式下，郵件的發(fā)送可能經(jīng)過(guò)從發(fā)送端到接收端路徑上的大量中間中繼器或網(wǎng)關(guān)主機(jī)。域名服務(wù)系統(tǒng)(DNS)的郵件交換服務(wù)器可以用來(lái)識(shí)別出傳輸郵件的下一條IP地址。

SMTP協(xié)議是為了保證電子郵件的可靠和高效傳送。它提供了中郵件傳輸機(jī)制，當(dāng)收件方和發(fā)件方都在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，可以把郵件直接傳給對(duì)方，當(dāng)雙方不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，需要通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)中間服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。SMTP首先由發(fā)件方提出申請(qǐng)，要求與接收方SMTP建立雙向的通信渠道，收件方可以使最終收件人也可以是中間轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器。收件方服務(wù)器確認(rèn)可以建立連接后，雙方就可以開始通信。

POP3協(xié)議：(Post Office Protocol3)即郵局協(xié)議的第3版，它是規(guī)定個(gè)人計(jì)算機(jī)如何連接到互聯(lián)網(wǎng)上的郵件服務(wù)器進(jìn)行收發(fā)郵件的協(xié)議。它是因特網(wǎng)電子郵件的第一個(gè)離線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，POP3協(xié)議允許用戶從服務(wù)器上把郵件存儲(chǔ)到本地主機(jī)上，同時(shí)根據(jù)客戶端的操作刪除或保存在郵件服務(wù)器上的郵件，而POP3服務(wù)器則是遵循POP3協(xié)議的接收郵件服務(wù)器，用來(lái)接收電子郵件的。POP3協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中的一員，由RFC1939定義。本協(xié)議主要用于支持使用客戶端遠(yuǎn)程管理在服務(wù)器上的電子郵件。

IMAP協(xié)議：(Internet Mail Access Protocol)? 互聯(lián)網(wǎng)信息訪問(wèn)協(xié)議，這是一種優(yōu)于POP的新協(xié)議。和POP一樣，IMAP也能下載郵件、從服務(wù)器中刪除郵件或詢問(wèn)是否有新郵件，但I(xiàn)MAP克服了POP的一些缺點(diǎn)。如，它可以決定客戶機(jī)請(qǐng)求郵件服務(wù)器提交所收到郵件的方式，請(qǐng)求郵件服務(wù)器只下載所選中的郵件而不是全部郵件。客戶機(jī)可先閱讀郵件信息的標(biāo)題和發(fā)送者的名字再?zèng)Q定是否下載所選中的郵件而不是全部郵件。通過(guò)用戶的客戶機(jī)電子郵件程序，IMAP可讓用戶在服務(wù)器上創(chuàng)建并管理郵件文件夾或郵箱、刪除郵件、查詢某封信的一部分或全部?jī)?nèi)容，完成所有這些工作時(shí)都不需要把郵件從服務(wù)器下載到用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)上。

AH (Application Header) 應(yīng)用層報(bào)頭

PH(Presentation Header) 表示層報(bào)頭

SH(Session Header) 會(huì)話層報(bào)頭

TH(Transport Header) 傳輸層報(bào)頭

NH(Network Header) 網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭

DH(Data link Header) 數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭

DT(Data link Termination) 數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)尾

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OSI参考模型下电子邮件传输过程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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