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前段時間事情太多了，忙著寫畢業(yè)論文，考試，然后又被抽到了盲審，不過好在有驚無險，最后也在學(xué)院提交三月中旬申請答辯成功，如果盲審順利的話，4月份就可以畢業(yè)了。不過這段時間總算可以看代碼、看書了，感覺自己操作系統(tǒng)方面有些不扎實，索性買了本孫鐘秀的《操作系統(tǒng)教程》看，之后順便閱讀和分析了jwSMTP源碼，這里寫篇文章記錄下。本文不想對代碼細(xì)節(jié)作太多分析，因為代碼比較好讀，并且文章末尾我會放出我注釋過的源碼鏈接，所以此文多介紹下原理吧。
jwSMTP
jwSMTP是一個由C++編寫的發(fā)送郵件的庫，支持Linux、Windows等平臺。可使用HTML或純文本方式發(fā)送郵件。也可添加附件，支持多個收件人。并且支持LOGIN和PLAIN兩種服務(wù)器驗證方式。
兩種調(diào)用方式
第一種方式
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mailer mail(“myfriend@friend.com”, // who the mail is too
“someone@somewhere.net”, // who the mail is from
“There is always room for FooBar”, // subject for the
email
“Foo\nBar”, // content of the
message
“ns.somewhere.net”); // the nameserver to
contact
// to query for an MX record
mail.send( );
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第二種方式
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mailer mail(“myfriend@friend.com”, // who the mail is too
“someone@somewhere.net”, // who the mail is from
“There is always room for FooBar”, // subject for the
email
vec, // content of the message
“mail.somewhere.net”, // the smtp server to
mail to
mailer::SMTP_PORT, // default smtp port
(25)
false); // do not
query MX records,
// mail directly to
mail.somewhere.net
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主要區(qū)別是一個查詢MX record，一個不查詢MX record，直接發(fā)送給SMTP Server。
base64編碼
Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見的用于傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一，設(shè)計此種編碼是為了使二進制數(shù)據(jù)可以通過非純8bit的傳輸層傳輸，Base64編碼可用于在HTTP環(huán)境下傳遞較長的標(biāo)識信息，另一方面，采用Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數(shù)據(jù)不會被人用肉眼所直接看到。
電子郵件的主題，MIME都會用到base64編碼。我們現(xiàn)在說下其原理：
Base64編碼方法：
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base64的編碼都是按字符串長度，以每3個8bit的字符為一組，然后針對每組，首先獲取每個字符的ASCII編碼，然后將ASCII編碼轉(zhuǎn)換成8bit的二進制，得到一組3*8=24bit的字節(jié)，然后再將這24bit劃分為4個6bit的字節(jié)，并在每個6bit的字節(jié)前面都填兩個高位0，得到4個8bit的字節(jié)，然后將這4個8bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換成10進制，對照Base64編碼表，得到對應(yīng)編碼后的字符。
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不是3的整數(shù)倍的，需要補齊而出現(xiàn)的0，轉(zhuǎn)化成十進制的時候就不能按常規(guī)用base64編碼表來對應(yīng)，可以理解成為一種特殊的“異?！保幋a應(yīng)該對應(yīng)“=”。
代碼base64.cpp/base64.h是對Base64編碼的實現(xiàn)，更多原理請參考下參考鏈接關(guān)于base64編碼的原理與實現(xiàn)一文。打開一封Email，查看其原始信息，一般為如下所示：
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Date: Thu, 25 Dec 2014 06:33:07 +0800
To: "B"@126.com>
Subject:
X-mailer: Foxmail 5.0 beta2 [cn]
Mime-Version: 1.0
Content-Type: text/plain;
charset="gb2312"
Content-Transfer-Encoding: base64
xOO6w6OsU25haVgNCg0KoaGhodXiysfSu7j2QmFzZTY0tcSy4srU08q8/qOhDQoNCkJlc3QgV2lz
aGVzIQ0KIAkJCQkNCqGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaEgICAgICAgICAgICAgICBl
U1g/IQ0KoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoSAgICAgICAgICAgICAgIHNuYWl4QHll
YWgubmV0DQqhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhoaGhICAgICAgICAgMjAwMy0x
Mi0yNQ0K
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程序流程
程序一般為先設(shè)置發(fā)件人信息，之后設(shè)置收件人信息，對應(yīng)的函數(shù)為setsender()和addrecipient()函數(shù)，此處沒什么可說的。之后是setmessage/setmessageHTML函數(shù)，兩者的主要區(qū)別是不是需要base64編碼，方法前面已說，此處主要說下checkRFCcompat()函數(shù)，此函數(shù)主要功能是：將消息結(jié)尾改為CRLF（\r\n）形式，之后注意此處：
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if(message.size() == 1) {
if(*(message.begin()) == '.')
message.push_back('.');
}
else if(message.size() == 2) {
if(*(message.begin()) == '.') {
it = message.begin();
it = message.insert(it, '.');
}
}
else {
if(*(message.begin()) == '.') {
it = message.begin();
it = message.insert(it, '.');
}
for(it = message.begin()+2; it != message.end(); ++it) {
// follow the rfc. Add '.' if the first character on a line is '.'
if(*it == '\n') {
if( ((it + 1) != message.end()) &&
(*(it +1) == '.') ) {
it = message.insert(it + 1, '.');
++it; // step past
}
}
}
}
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此處是根據(jù)RFC2821（SMTP協(xié)議）的4.5.2 Transparency編寫的，內(nèi)容為下：
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Before sending a line of mail text, the SMTP client checks the first
character of the line. If it is a period, one additional period is inserted at
the beginning of the line.
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When a line of mail text is received by the SMTP server, it checks the line.
If the line is composed of a single period, it is treated as the end of mail
indicator. If the first character is a period and there are other characters on
the line, the first character is deleted.
然后就是每一行消息不能超過1000個字符，見RFC2821的text line小節(jié)。
之后的一些setsubject、setserver、addrecipent等等函數(shù)，都不做解釋了，都是用來添加/刪除主機、設(shè)置服務(wù)器、增加/刪除收件人列表相關(guān)的，很好明白。我們重點說下郵件發(fā)送函數(shù)send()里的operator()()函數(shù)，如果lookupMXRecord為真，就調(diào)用gethostaddresses()函數(shù)，用來查詢MX記錄，這涉及到DNS協(xié)議相關(guān)知識，請查DNS小節(jié)。如果為fasle，則直接連接SMTP
server，operator()()和makesmtpmessage()函數(shù)主要是完成了如下流程（并不完全一致，僅參考）：
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C： telnet smtp.163.com 25
（連接到163的SMTP服務(wù)器，協(xié)議規(guī)定SMTP服務(wù)器的端口號為25）
S： Trying 202.108.5.83...
Connected to smtp.163.split.netease.com.
Escape character is '^]'.
220 163.com Anti-spam GT for Coremail System (163com[071018])
（220 表示連接成功）
C： HELO smtp.163.com （協(xié)議規(guī)定的握手過程，格式為HELO + 服務(wù)器名稱）
S： 250 OK （250 表示握手成功）
C： AUTH LOGIN （AUTH LOGIN 是用戶登錄命令）
S: 334 dXNlcm5hbWU6 （334表示服務(wù)器接受）
C： tommy_mail （輸入明文用戶名）
S： 535 Error: authentication failed
（服務(wù)器拒絕，因為SMTP要求用戶名和密碼都通過64位編碼后再發(fā)送）
C： AUTH LOGIN （重新要求SMTP登錄）
S: 334 dXNlcm5hbWU6
C: dG9tb*****FpbA== （用編碼后的內(nèi)容發(fā)送）
S： 334 UGFzc3dvcmQ6 （334表示接受）
C： ********aXZldXA= （編碼后的密碼）
S： 235 Authentication successful （235 登錄成功）
C： MAIL FROM: （MAIL
FROM： <>格式，用來記錄發(fā)送者）
S： 250 Mail OK （250 系統(tǒng)常用確認(rèn)信息）
C： RCPT TO: （接收者郵箱，可多次使用以實現(xiàn)發(fā)送給多個人）
S： 250 Mail OK
C： DATA （DATA明令表示以下為郵件正文）
S： 354 End data with .
C： TO:11@11
（發(fā)送給誰，這里可自由撰寫，也是偽造郵件的一個入口，欺騙一般人可以，但會讀源碼的人欺騙不了）
FROM:22@22 （發(fā)送者是誰，可串改）
SUBJECT:TEST MAIL SMTP （郵件主題）
hello world （空一行寫郵件正文）
. （正文以.結(jié)束）
S： 250 Mail OK queued as smtp3,DdGowLBLAjqD6_JIg1hfBA==.63235S2
1223879684 （服務(wù)器接受）
C： noop （空操作，延遲退出時間）
S： 250 OK
C： quit （退出SMTP服務(wù)器連接）
S： 221 Bye
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DNS協(xié)議
調(diào)用gethostaddresses()函數(shù)，用來查詢MX記錄，這涉及到DNS協(xié)議相關(guān)知識，本函數(shù)可以使用nslookup命令模擬，我本地模擬如下：
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imlinuxer@imlinuxer:~$ nslookup
> set type=mx
> mail.qq.com
Server: 127.0.1.1
Address: 127.0.1.1#53
Non-authoritative answer:
*** Can't find mail.qq.com: No answer
Authoritative answers can be found from:
mail.qq.com
origin = qq.com
mail addr = webmaster.qq.com
serial = 1186990741
refresh = 300
retry = 600
expire = 86400
minimum = 86400
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DNS查詢的過程一般是：客戶向DNS服務(wù)器的53端口發(fā)送UDP報文，DNS服務(wù)器收到后進行處理，并把結(jié)果記錄仍以UDP報文的形式返回過來。除了報文頭是固定的12字節(jié)外，其他每一部分的長度均為不定字節(jié)數(shù)。我們只關(guān)心的是報文頭、問題、回答這三個部分
DNS的協(xié)議為rfc1035，但是枯燥難懂，可以查看參考鏈接的DNS消息格式，比較容易理解。
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unsigned char dns[512] = {1,1, 1,0, 0,1, 0,0, 0,0, 0,0};
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比如此處即為DNS Header消息頭部信息。
之后幾段代碼是請求部分格式，代碼里我已詳細(xì)注釋，之后發(fā)送請求，解析應(yīng)答即可。
SMTP驗證方式
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