Question

前言：本文主要介绍 EMail 的原理和协议， 人物，公司，情节纯属虚构，请勿对号入座。

上个世纪 80 年代初， 小王从计算机系毕业了， 进入了很多人梦寐以求的 MSHP 公司，一入职老板就给小王安排了一个导师：资深的程序员老周 。

为每个新人都安排一个导师， 也是公司一直以来的好传统。

老板要求老周带着小王尽快进入工作状态， 为公司设计一个简单的电子邮件系统。

1 初次见面 周一的早上， 小王见到了师傅老周。

老周拍了拍小王的肩膀 : "小王， 听说你大学计算机学的不错， 老板交代的可是你工作以来第一项任务， 一定要好好干啊"

"可是我实在不知道电子邮件系统是啥啊？！ ”， 小王面露难色。

"主要是你不了解背景” 老周说，“其实是这样的， 我们公司有很多 IBM 刚出的兼容机， 甚至都有服务器了， 所以老板想设计开发一个系统， 让大家都能够像现实中邮局和信箱一样，通过电脑网络快速的发信，收信。这样工作效率就能提高了”

小王觉得这很不可思议，简直是天方夜谭， 因为这才 80 年代初，个人电脑才刚刚开始兴起。

" 这可能吗？ 通过电脑来发信，收信， 听起来很不可思议啊。" 小王问。

"不难不难， 其实我们的电脑已经能联网了， 听说过 TCP/IP 吧， TCP/IP 已经能让两个主机进行通信了，我们只要设计一个基于 TCP/IP 的系统就行。"

小王了解过 TCP/IP，知道这个东西能够在两个机器之间建立一个可靠的连接， 通过这个连接， 两个机器可以互相发送数据。

老周说： "小王你想想，要是你来设计这个电子邮件系统， 模拟一下咱们人类的邮局，你会怎么办？"

小王想了想说： “我们可以在个人电脑上写个程序， 存储每个人的信件， 就像家门口的真实信箱一样， 然后把服务器当成邮局。”

老周问道： 那假设我给你写了信， 先发给了服务器（邮局)， 服务器怎么才能发到你的个人信箱呢？

小王想说服务器可以连接个人电脑， 然后把信发过来啊， 但转念一想， 服务器不可能主动的去连接个人电脑，因为个人电脑可能处于关机状态， 并且 ip 地址会变化， 服务器没法主动去连接。

"奥，对了，服务器一般很稳定，轻易不关机， 也不会变化" 小王说， "我们不能把邮箱放到个人电脑上， 应该放到服务器上， 每个人开辟一块空间"

"这注意不错， 咱们给每个人的空间起个名称吧， 叫做 用户名 @服务器名 ， 例如 xiaowang@mshp.com ,如何？"

小王暗暗佩服， 不愧是老司机， 这个 @ 起的太好了， 英文发音 "at" , 意义就是在某某地方， 关键是 @这个字符比较生僻， 很少人会用它做用户名。 小王说： 好，我们可以开发一个程序， 就叫做 QuickMail 吧， 我可以用 QuickMail 来向服务器上的你的邮箱发信 ， 你也可以用他从服务器上收信了。

老周说： 不错， 我们还得开发一个服务器端的程序，用来接收收件，存储起来， 我们叫他 QuickMailServer 吧， 我们来确定一下邮件里有啥东西吧， 还可以和真实的信件类比。

"那肯定有： 发件人， 收件人， 发件人地址 ， 收件人地址，加个邮件标题吧， 还有邮件正文。 ” 小王接着说 “奥，不对， 在电脑的世界里， 发件人和发件人地址， 收件认和收件人地址都是相等的， 都是 xxx@xx.com”

“所以呢， 收件人， 发件人， 标题，正文， 足够了” 老周说： "电脑世界里， 我们可以轻松的把一封信发给多个人， 所以收件人可以是个列表"

俩人讨论的热火朝天，没想到老板已经站在他们身后多时了。

老板说： “我有些信发给某个人， 还想抄送多个中层干部， 加个抄送人吧，也要支持列表 ； 另外， 有时候我想让某个人例如老周悄悄的看到一封信， 而别人不知道这个信被老周看了， 所以给我加个密送的功能。”

小王心想：还是老板厉害，深谋远虑啊。

老周说：今天先到这里吧， 你再复习下 TCP/IP, 我们未来编程要用到， 明天咱们确定下协议的事情。

第一天，小王和老周确定了电子邮件的格式：　发件人，收件人，抄送，密送， 标题，正文。

还得到了这样一个设计： 2 协议 周二一大早， 小王就迫不及待的找师傅老周问：" 师傅， 你昨天说到的协议是个啥东西？ "

"恩， 协议，简单的说就是双方比如两个电脑之间进行沟通的一种约定。 " 举个例子吧， 你是 PC 机 (Client)，我是服务器(Server), 我们之间可以这么约定：

Client： 服务器你好 Server： 你好 Client： 现在几点了？ Server： 北京时间下午 3 点 40 分 56 秒 Client： 再见 Server： 再见

这就是一种协议 ，假设你说了一句协议之外的话， 例如： Client： 今天天气如何？

那我就不能识别了，因为不在协议（约定）中。

小王说： "我明白了， 我来设计一个发送邮件的协议吧。 "

两个小时后， 小王拿出了初稿： （点开放大看细节） "不错， 考虑的挺仔细， 首先考虑到了端口问题，这是 TCP 要求的 其次发数据那块儿， 我还以为你想不到用什么作为发送数据的结尾呢。“老周说 ”不过有个小问题，数据在网络上传输， 中文是不行的，需要进行编码， 把他们变成 ASCII 码， 也就是 ABCDEFabcd1234 这些字符“

小王说："那该怎么办？"

"我听说过一个叫做 Base64 的东西， 可以把二进制的数据变成小写字母 a-z、大写字母 A-Z、数字 0-9、符号'+'、'/'、'=' 等字符组成的数据“ 老周说

“这是加密吗 ?” 小王问。

“不是加密， 加密一般是用个密钥把一段明文变成密文， 没有密钥你是没法把密文还原成明文的， 这个 Base64 只是一种编码而已，规则是已知的， 你可以轻松的把编码过的东西还原。” 老周拿那封信的正文举了个例子， “为了庆祝产品发布， 今晚在海底捞聚餐”经过 base 64 编码就会变成这个样子： 5Li65LqG5bqG56Wd5Lqn5ZOB5Y+R5biD77yMIOS7iuaZmuWcqOa1t+W6leaNnuiBmumkkA== 这完全是 ASCII 码了。

（注：网上有很多在线的 Base64 编码，解码网站， 大家可以试验一下）

老周说：要不我们把收信的协议也趁热打铁的设计出来吧。　

小王说： “好的”

两个小时后。。。 （点开放大看细节） 老周说： "看来你考虑了用户登录的问题， 这个很重要， 自己的邮箱应该是私密的，别人不能访问"

“那我们发信的时候是不是也要做用户登录啊， 如果不是我们系统的用户，就不能发信。”

"应该加上， 如果没有控制， 还可能会出现乱发邮件而无法追踪的问题"

小王说： “好的 ， 我完善下，对了师傅， 咱们能不能给这个协议起个名字啊？”

老周说： “发信就叫 "Simple Mail Transfer Protocol" 简称 SMTP, 收信叫做 Post Office Protocol ， 简称 POP 吧。 ”

小王又问： “我想起了个问题， 发信的时候能不能在正文里加上图片，文件这些东西， 这样用起来就更方便了。”

老周： “看来你已经站在用户的角度来思考了， 确实需要加上， 不过我们明天再来设计吧”

(注：为了简化起见， 此次设计的协议和真实的 SMTP 和 POP3 不完全一致，请大家以标准协议为准)