基于POP3协议的电子邮件接收程序的设计论文.docx
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基于POP3协议的电子邮件接收程序的设计论文
学号：
200840420142
课外设计论文
题目
基于POP3协议的电子邮件接收程序的设计
教学院
计算机学院
专业
网络工程
班级
08级
（1）班
姓名
李清平
指导教师
严伟
2011
年
6
月
24
日
目录
摘要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
2.1VC++3
3、邮件接收协议5
3.1POP3简介5
4、设计原理8
4.1POP3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
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21
摘要
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。
本文以VC++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VC++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。
关键词课程设计；电子邮件；接收程序；POP3；Socket；VC++
1、引言
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VC++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课程设计的内容
运用VC++语言设计一个邮件程序实现邮件的接收
1.2课程设计的要求
（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
2.1VC++
（1）背景
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，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。
VC++作为VisualStudio的一个组件，可以通过安装VisualStudio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）基本模式
VC++应用程序的开发主要有两种模式，一种是WINAPI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）适用范围【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。
3、邮件接收协议
3.1POP3简介
POP3（PostOfficeProtocolVersion3），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。
3.2POP3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（AuthorizationState）、处理状态（TransactionState）和更新状态（UpdateState）。
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。
图3.2.1POP3的状态转换示意图
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
4.1POP3交互模型
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。
5、课程设计步骤
5.1函数构造
WindowsSocket类是对WindowsSocketAPI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Windowssockets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，
#defineSMTP_PORT25
#defineRESPONSE_BUFFER_SIZE1024
classCSMTP
{
Public;
CSMTP（LPCTSTRszSMTPServerName,UINTnPort=
SMTP_PORT）;
virtual～CSMTP（）;
voidSetServerProperties（LPCTSTRszSMTPserverName,
UINTnPort=SMTP_PORT）;
CStringGetlastError（）;
UINTGetPort（）;
BOOLDisconnect（）;
BOOLConnect（）;
virtualBOOLFormatMAilMessage（CMailMessage*msg
）;
BOOLgetMessage（CMailMessage*msg）;
CStringGetserverHostName（）;
Private;
BOOLget_response（UINTresponse_expected）;
CStringcook_body（CMailMessage*msg）;
CStringm_serror;
BOOLm_bconnected;
UINTm_nPort;
CStringm_sSMTPServerHostName;
CSocketm_wsSMTPServer;
protected；
virtuaIBOOLtransmit_message（CMailMessage*msg
）;
structresponse_code
{
UINTnResponse;
TCHAR*sMessage;
};
enumeResponse
{
GENERIC_SUCCESS=O，
CONNECT_SUCCESS，
DATA_SUCCESS,
QUIT_SUCCESS，
LAST_RESPONSE
）;
TCHAR*response_buf;
staticresponse_coderesponse_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（LPCTSTRszSMTPServerName，
UINTnPort）
{ASSERT（szSMTPServerNamel=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WindowSockets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
.........
classCPop3Dlg:
publicCDialog
{
//Construction
public:
voidDisp（LONGflag）;//在不同的会话阶段显示不同的信息
mySockpop3Socket;//套接字类对象实例
CPop3Dlg（CWnd*pParent=NULL）;//standardconstructor
...........
（2）pop3Dlg.cpp实现文件
#include"stdafx.h"
#include"pop3.h"
#include"pop3Dlg.h"
#include"mySock.h"//手工添加的包含语句
...................
BOOLCPop3Dlg:
:
OnInitDialog（）
{
.............
//TODO:
Addextrainitializationhere
//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
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
.................
//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
voidCPop3Dlg:
:
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
voidCPop3Dlg:
:
OnBtnDisc（）
{
pop3Socket.Close（）;
}
//当用户点击"查看邮件"按钮时，执行此函数
voidCPop3Dlg:
:
OnBtnView（）
{
inti;
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
voidCPop3Dlg:
:
Disp（LONGflag）
{
CStrings;
switch（flag）
{
caseS_CONNECT:
//已连接到服务器，显示信息
s="已连接到"+m_strServer+"...\r\n";
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;
caseS_RECEIVE:
//收到服务器发来的响应，显示它的内容
m_Info+=pop3Socket.lastMsg;
break;
caseS_CLOSE:
//显示关闭连接的信息
m_Info+=pop3Socket.error;
s="连接已经关闭\r\n";
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;
caseS_GETNUM:
//已经知道了邮箱中信件的总数
s.Format（"邮箱中共有%d封信\r\n",pop3Socket.numMsg）;
m_Info+=s;
break;
caseS_GETSIZE:
//显示信件的大小
s.Format（"信箱中信件大小为：
%d字节\r\n",pop3Socket.sizeMsg）;
m_Info+=s;
break;
caseS_ENDRETR:
//所有信件已下载完毕，显示信息
s.Format（"共下载了%d封信件\r\n",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。
voidCPop3Dlg:
:
OnBtnSave（）
{
inti;
CStrings;
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）;
CFileDialogdlg（FALSE）;
if（dlg.DoModal（）==IDOK）
{
CFilefile（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
（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:
BOOLCSMTP:
;Connect（）
{……
if（!
m_wsSMTPServer．Create（））
{m_sError=_T（“无法创建套接字!
”）;
deleteresponse_buf;
response_buf=NULL;
returnFALSE;）
if（!
M_wsSMTPserver．Connect（GetServerHostName
（），GetPort（）））
{m_sError=_T（“无法连接到服务器”）;
M_sSMTPserver．Close（）;
deleteresponse_but;
response-buf=NULL;
returnFALSEI;}
if（!
Get_response（CONNECT_SUCCESS））
{m_sError=_T（“服务器投有响应”）;
M_wsSMTPServer．Close（）;
deleteresponse_buf；
response_buf=NULL;
returnFALSE;）
sHello．Format（_T（“HELO％s\r\n”），local_host）;
m_wsSMTPServer．Get（（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：
BOOLCSMTP：
：
GetMessage（CMailMessage*msg）
{if（!
m_bConnected）
{m_sError=_T（“必须首先创建连接!
”）；
returnFALSE;）
if（FormatMailMessage（msg）==FALSE）
{returnFALSE;）
if（transmit_message（msg）==FALSE）
{returnFALSE；）
returnTRUE;）
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：
BOOLCSMTP:
:
transmit_message（CMailMessage*
msg）
{……sFrom．Format_T（“MAILFrom：
<％s>＼r＼n”
），（LPCTSTR）msg一>m_sFrom）;
M_wsSMTPServer．Get（（LPCTSTR）sFrom,sFrom．
GctLength（））;
if（!
Get_response（GENERIC_SUCCESS））
returnFALSEl;
for（inti=O;iGetNumRecipients（）;i++）
{msg一>GetRecipient（sEmail，sTemp，i）;
sTo．Format（_T（“RCPTTO;<％s>\r\n”），（LPCT
STR）sEmail）;
m_wsSMTPServer．Get（（LPCTSTR）sTemp,sTemp．
GetLength（））;
Get_response（GENERIC_SUCCESS）;）
sTemp=_T（“DATA\r\n”）;
m_wsSMTPServer．Get（（LPCTSTR）sTemp，sTemp．
GetLength（））;
if（!
Get_response（DATA_SUCCESS））
{returnFAL
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