实验十一 SMTP和POP协议分析.docx

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实验十一SMTP和POP协议分析

实验十一SMTP和POP

一实验目的

1、理解SMTP，POP协议的基本原理；

2、理解SMTP，POP协议的工作过程；

3、了解SMTP，POP的基本命令格式；

4、了解应用层协议与传输层协议的关系。

二实验内容

1、学习邮件服务的工作原理；

2、理解SMTP协议和POP3协议；

3、学习POP3协议的命令格式和使用方法；

4、学习SMTP协议的命令和使用方法；

5、学习Foxmail的使用方法。

三实验环境

局域网环境，1台PC机，每台PC上都安装有Foxmail软件，学生可以进行账号的配置并利用其进行收发邮件的的操作。

（由于实验室的操作系统为win7，不自带outlookexpress,所以在此处用Foxmail客户端来代替outlookexpress）。

四实验流程

五实验原理

SMTP是一种提供可靠且有效电子邮件传输的协议。

SMTP是建模在FTP文件传输服务上的一种邮件服务，主要用于传输系统之间的邮件信息并提供来信有关的通知。

默认端口是25，SMTP主要负责邮件的转发。

POP适用于C/S结构的脱机模型的电子邮件协议，目前已发展到第三版，称POP3。

脱机模型即不能在线操作，不像IMAP4（netscape支持IMAP4）。

默认端口是110，邮件客户端使用pop3协议连接邮件服务器收邮件。

SMTP协议帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地，POP3允许客户端从服务器上接受下载邮件，同时根据客户端的操作删除或者保存在邮件服务器上的邮件。

1、POP3（邮局协议3）

POP是一个脱机协议，它是一个只有存储转发功能的中间服务器。

POP3是邮局协议的第3个版本。

POP协议采用客户/服务器工作模式

命令

描述

USER<用户邮件地址>

用来区分用户正在连接的邮箱

PASS<口令>

此命令将邮箱的口令发送给POP3服务器，缺省情况用明码文本发送。

STAT

请求服务器发问关于邮箱的统计资料，如邮件总数和总字节数

LIST<邮件编号>

访问邮件数量和每个邮件的大小

RETR<邮件编号>

访问由参数标识的邮件标记为删除，由quit命令执行

RSET

服务器将重置所有标记为删除的邮件，用于撤销DELE命令

NOOP

服务器访问一个肯定的响应

QUIT

更新

2、SMTP（简单的邮件传送协议）

SMTP协议是两个报文传输代理之间的通信协议。

它规定了两个相互通信MTA之间如何交换信息。

SMTP协议的最大特点是简单，它规定了发送程序和接收程序之间的命令和应答格式。

命令

描述

HELLO

发送一个SMTP的HELLO命令，开始会话。

MAILFROM:

<发送者邮件地址>

此命令开始一个邮件传输处理。

RCPTTO:

<接受者邮件地址>

标识邮件接收者的地址。

DATA

接收SMTP将DATA命令后面的数据看作邮件内容处理，以，标识数据的结尾

REST

退出/复位当前的邮件传输。

NOOP

要求接收SMTP仅做OK应答，（用于测试）

QUIT

要求接收SMTP返回一个OK应答并关闭传输

HELP

查询服务器支持什么命令

注：

为回车，换行

应答码

描述

应答码

描述

501

参数格式错误

251

用户非本地，将转发向

502

命令不可实现

450

要求的邮件操作未完成，邮箱不可用

503

错误的命令序列

550

要求的邮件操作未完成，邮箱不可用

504

命令参数不可实现

451

放弃要求的操作：

处理过程中出错

211

系统状态或系统帮助响应

551

用户非本地，请尝试

214

帮助信息

452

系统存储不足，要求的操作未执行

220

服务就绪

552

过量的存储分配，要求的操作未执行

221

服务关闭

553

邮箱名不可用，要求的操作未执行

421

服务未就绪

354

开始邮件输入，以‖.‖结束

250

要求的邮件操作完成

554

操作失败

六实验步骤

步骤一：

分析foxmail收发电子邮件数据包

1、打开邮件工具：

foxmail，按照已经申请的邮箱信息进行配置，例如邮箱为**********************，密码为：

Test2008，同样选择服务器为pop3服务器：

SMTP服务器：

。

2、在主机上打开协议分析仪，点击工具栏上的“过滤器”，“类型过滤器”的下拉列表中选择“SMTP协议”，如图所示。

3、在Foxmail中创建一封邮件，发送出去。

4、进行数据捕获，并分析数据包内容，可以看到SMTP的命令和参数：

图中可以看到MAILFROM命令，并可看到邮箱地址**********************；而在图中，则可以看到这是一个携带邮件内容的DATA报文。

5、分析其中发送邮件的过程传输层采用什么协议？

发送端的目的端口号是多少？

代表什么协议？

6、在主机上打开协议分析仪，点击工具栏上的“过滤器”，在“端口过滤器”的“端口值”中选择“发送/接收”的端口为110，如图所示。

7、在Foxmail中创建一封邮件，发送出去，再使用Foxmail工具进行接收；

8、进行数据捕获，并分析数据包内容，可以看到POP3协议的命令和参数，如图所示，就是POP3协议使用USER命令和PASS命令在传输邮件的帐号和密码。

9、分析其中接收邮件的过程传输层采用什么协议？

使用的端口号是多少，代表什么协议？

步骤二：

利用“TCP工具”收发邮件

本步骤的目的是学习SMTP协议的命令用法，以及一个邮件发送的过程。

1、首先要与某个邮件服务器建立一个TCP连接，例如：

使用步骤一中的的邮件服务器，可从刚才捕获到的报文中看到其IP地址为：

202.208.5.81，用户名：

2008.test.star，密码为：

Test2008，邮件服务器域名：

。

1）首先打开协议分析仪，准备好进行数据包的捕获，然后打开协议分析仪，点击工具栏中的“TCP”按钮；

2）在弹出的“TCP连接工具”中填写邮件服务器的IP地址（202.208.5.81）及邮件服务器SMT协议的端口号（25），点击―启动‖，从而建立本机与邮件服务器SMTP端口的TCP连接，如图所示。

3）从协议分析器一端可以捕获到三次握手的过程，如图所示。

4）若连接成功，在接收窗口会显示成功连接的信息：

220Anti-spamGTforCoremailSystem（163com[071018]）

若不成功，查看IP地址和端口号是否有错，再次尝试进行连接，直到成功。

2、用SMTP命令编辑发送邮件，捕获数据包并进行分析：

1）在发送的编辑栏里面编辑发送SMTP协议的命令HELO，参数为发送方的主机名，例如HELOSTAR，如图所示；

2）发送命令AUTHLOGIN，此命令的含义是要求进行身份认证；

3）邮件服务器返回“334dXNlcm5hbWU6”，要求主机发送用户名，“dXNlcm5hbWU6”是“username:

”的BASE64编码；

4）发送“MjAwOC50ZXN0LnN0YXI=”，这是“2008.test.star”的BASE64编码（可以使用BASE64转换工具将字符转换为BASE64编码）；

5）邮件服务器返回“334UGFzc3dvcmQ6”，要求主机发送密码，“UGFzc3dvcmQ6”是“Password:

”的BASE64编码；

6）发送“VGVzdDIwMDg=”，这是“Test2008”的BASE64编码；

7）邮件服务器返回“235Authenticationsuccessful”，表示身份认证通过；

8）发送“MAILFROM**********************”，说明邮件接收方是**********************，邮件服务器返回“250MailOK”；

9）发送“RCPTTO**********************”，说明邮件发送方是**********************（这是一封自己发送给自己的邮件），邮件服务器返回“250MailOK”；

10）发送命令“DATA”，说明下面将开始发送的是邮件正文的内容；

11）服务器返回“354Enddatawith.”，说明服务器准备接收邮件正文，并要求正文内容以单独的一个“.”结束；

12）发送字符“myemail.”；

13）发送字符“.”；

14）服务器返回“250MailOKqueuedassmtp1，C9GowLDLOx2P_9FIJx30JQ==.36538S21221722068”，说明邮件正文发送成功；

15）发送命令“QUIT”结束这个邮件会话，服务器返回“221Bye”（从协议分析仪上可以看到四次断开的过程）。

此时，使用OutlookExpress可以收到这封邮件，不过内容为空，因为发送的内容“myemail.”不能解析成包含主题、From、To、Subject、Date等格式要求的邮件正文。

3、首先用Foxmail工具构造一个邮件发送出去，如图所示，然后关闭Foxmail工具；

4、建立与POP3服务器的TCP连接，继续使用的POP3服务器，可从刚才捕获到的报文中看到其IP地址为：

202.208.5.100，用户名：

2008.test.star，密码为：

Test2008，邮件服务器域名：

1）首先打开协议分析仪，准备好进行数据包的捕获，然后点击工具栏中的“TCP”按钮；

2）在弹出的“TCP连接工具”中填写服务器的IP地址（202.208.5.100）及服务器POP3协议的端口号（110），点击“启动”，从而建立本机与POP3服务器的TCP连接，如图所示

3）若连接成功，在接收窗口会显示成功连接的信息（+OKWelcometocoremailMailPop3Server（163coms[3d8c1fa079729fb6acc588e66d30360es]）；若不成功，再次尝试进行连接，直到成功。

5、用POP3命令接收邮件，捕获数据包并进行分析：

1）在发送的编辑栏里面编辑发送POP3协议的命令USER，参数为邮箱帐号：

USER2008.test.star；

2）发送命令PASS，参数为邮箱密码：

PASSTest2008；

3）此时可以看到服务器对油箱帐号的验证已经通过，返回了邮箱内的邮件数量和占用字节数：

1封邮件，大小是2038字节，可以用STAT命令和LIST命令（无参数）再次查看邮箱内邮件的情况；

4）使用RETR命令收邮件，携带参数“1”，表示读取第一封邮件的内容；

5）服务器返回邮件的内容，从中可以看到：

From:

"2008.test.star"**********************；

To:

<**********************>

Subject:

test

邮件正文内容使用BASE64编码，所以无法在TCP工具中看明内容；

6）可以使用DELE命令删除邮件，携带参数―1‖表示删除第一封邮件；

7）使用命令QUIT可以结束会话，断开连接。

步骤三：

编辑一个SMTP报文

1、在主机上打开协议数据发生器，在工具栏上选择“添加”，会弹出“协议模板”对话框，选择“SMTP协议模版”，建立一个SMTP数据报文，如图所示。

2、填写其中以太网帧头、IP首部、TCP首部和SMTP报文的内容：

填写以太网协议首部信息：

目的物理地址：

在地址本中选择实验室网关的IP地址（例如：

192.168.1.1），然后自动填入网关的MAC地址：

00-D0-F8-B5-24-8F；

源物理地址：

在地址本中选择实验主机（例如：

192.168.1.2），确认后自动填入实验主机的MAC地址：

02-00-4C-4F-4F-50；

类型或长度：

该字段应为0800（即IP协议的类型值）。

填写IP协议头信息：

总长度字段：

包括TCP段内容的总长度，20IP+20TCP+34SMTP=74；

高层协议字段：

即上层协议类型为6（TCP协议的类型为6）；

发送IP地址：

在地址本中选择实验主机的IP地址，确认后自动填入主机的IP地址；

目标IP地址：

手工填写邮件服务器的IP地址：

202.108.5.81；

点击工具栏中的―校验和‖按钮计算IP头校验和。

填写TCP协议的各个字段信息：

16位源端口号：

任意大于1024的数；

16位目的端口号：

25；

32位序号：

选择一个序号（例如：

19425898）；

32位确认序号：

设置为0；

首部长度：

首部长度设为5，即长度为20字节；

标志位：

标志位设为2，即标志位SYN=1；

窗口大小：

任意，例如填入32768；

紧急指针：

0；

校验和：

点击工具栏中的“校验和”按钮计算TCP校验和（覆盖TCP首部（包含伪首部）和TCP数据两部分，计算方法同UDP协议一样）。

填写SMTP协议报文的内容：

可填入SMTP的常用命令及参数，例如：

MAILFROM<**********************>。

最终的编辑结果如图所示。

3、点击工具栏上的“发送”按钮，将编辑好的SMTP数据报文发送，可设置循环发送。

4、在实验主机上运行网络协议分析仪，捕获数据，捕获结果如图5.4-19所示，其中可以清晰地看到，这个TCP报文的标志位是SYN，里面携带的是SMTP报文，具体的SMTP命令及参数是MAILFROM**********************。

步骤四：

编辑一个POP3报文

1、在主机上打开协议数据发生器，在工具栏上选择“添加”，会弹出“协议模板”对话框，选择“POP3协议模版”，建立一个POP3数据报文，如图所示。

2、填写其中以太网帧头、IP首部、TCP首部和POP3报文的内容：

填写以太网协议首部信息：

目的物理地址：

在地址本中选择实验室网关的IP地址（例如：

192.168.1.1），确认后自动填入网关的MAC地址：

00-D0-F8-B5-24-8F；

源物理地址：

在地址本中选择实验主机（例如：

192.168.1.2），确认后自动填入实验主机的MAC地址：

02-00-4C-4F-4F-50；

类型或长度：

该字段应为0800（即IP协议的类型值）。

填写IP协议头信息：

总长度字段：

包括TCP段内容的总长度，20IP+20TCP+19POP3=59；

高层协议字段：

即上层协议类型为6（TCP协议的类型为6）；

发送IP地址：

在地址本中选择实验主机的IP地址，确认后自动填入主机的IP地址；

目标IP地址：

手工填写POP3服务器的IP地址：

202.108.5.100；

点击工具栏中的―校验和‖按钮计算IP头校验和。

填写TCP协议的各个字段信息：

16位源端口号：

任意大于1024的数；

16位目的端口号：

25；

32位序号：

选择一个序号（例如：

19425898）；

32位确认序号：

设置为0；

首部长度：

首部长度设为5，即长度为20字节；

标志位：

标志位设为2，即标志位SYN=1；

窗口大小：

任意，例如填入32768；

紧急指针：

0；

校验和：

点击工具栏中的“校验和”按钮计算TCP校验和（覆盖TCP首部（包含伪首部）和TCP数据两部分，计算方法同UDP协议一样）。

填写POP3协议报文的内容：

可填入POP3的常用命令及参数，例如：

USER2008.test.star。

最终的编辑结果如图所示。

3、点击工具栏上的“发送”按钮，将编辑好的POP3数据报文发送，可设置循环发送。

4、在实验主机上运行网络协议分析仪，捕获数据，捕获结果如图所示，其中可以清晰地看到，这个TCP报文的标志位是SYN，里面携带的POP3报文，具体的POP3命令及参数是USER2008.test.star。

七思考问题

1、说明为什么要借助TCP连接工具才能用网络协议编辑软件编辑SMTP协议的命令？

2、通过实验说明你的电子邮件在网络上传输是安全的吗？

为什么？

如果不安全，你认为实现邮件安全传输的最好的办法是什么？