CN101977225A

CN101977225A - 一种smtp协议栈系统及其实现方法

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Publication number: CN101977225A
Application number: CN2010105230054A
Authority: CN
Inventors: 童遥; 田贞朗; 钱建阳; 舒畅
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2011-02-16
Also published as: WO2012051840A1

Abstract

本发明公开了一种简单邮件传输协议SMTP的协议栈系统及其实现方法。该协议栈系统连接于增值业务模块与邮件服务器之间，包括通讯模块、消息处理模块和链路管理模块。通讯模块接收增值业务模块的发送邮件的请求消息，从邮件服务器接收来自用户邮箱的向增值业务提供商发送邮件的请求消息；通过消息处理模块对增值业务模块下发的发送邮件请求消息进行组包处理，将内部消息转换为SMTP协议消息；对来自邮件服务器上行邮件请求消息进行解包处理，将SMTP协议消息解包为内部消息；利用链路管理模块负责链路建立和删除，进行链路分配管理、链路心跳和故障管理。本发明可减小上层增值业务开发的复杂性，保证上层增值业务开发的响应速度。

Description

一种SMTP协议栈系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种简单邮件传输协议SMTP(SimpleMail Transfer Protocol)的协议栈系统及其实现方法。

背景技术

简单邮件传输协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)来源于RFC 821(Request For Comments，请求评议)规范，是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，用于控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议族，帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。通过SMTP协议所指定的服务器，就可把E-mail寄到收信人的服务器上了，整个过程只要几分钟。

SMTP服务器则是遵循SMTP协议的发送邮件服务器，用来发送或中转发出的电子邮件。SMTP的命令和响应都是基于文本，以命令行为单位，换行符为CR/LF。响应信息一般只有一行，由一个3位数的代码开始，后面可附上很简短的文字说明。在发送或中转发出的电子邮件过程中，SMTP要经过建立连接、传送邮件和释放连接这3个阶段。具体步骤包括：

(1)建立TCP连接；

(2)客户端向服务器发送HELO命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送MAIL命令；

(3)服务器端以OK作为响应，表示准备接收；

(4)客户端发送RCPT命令；

(5)服务器端表示是否愿意为收件人接收邮件；

(6)协商结束，发送邮件，用命令DATA发送输入内容；

(7)结束此次发送，用QUIT命令退出。

随着电信增值业务的发展，在通信网络中存在多种增值业务需求，例如智能网平台网管告警和业务邮件通知用户功能。为实现这些增值业务，要求增值业务与下层网络松耦合，增值业务以及第三方开发者只需要了解内部定义的API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)和业务逻辑，而不需深入了解电信网络知识和SMTP协议的具体内容，减小上层增值业务开发的复杂性。

因而，就需要一种用于增值业务的SMTP协议栈系统及其实现方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种SMTP协议栈系统及其实现方法，用于减小上层增值业务开发的复杂性，保证上层增值业务开发的响应速度。

为了解决上述问题，本发明提出了一种简单邮件传输协议的协议栈系统，连接于增值业务模块与邮件服务器之间，包括通讯模块、消息处理模块和链路管理模块，其中：

通讯模块，与增值业务模块和邮件服务器相连接，用于接收增值业务模块的发送邮件的请求消息，从邮件服务器接收来自用户邮箱的向增值业务提供商发送邮件的请求消息；

消息处理模块，与所述通讯模块和链路管理模块相连接，用于处理增值业务模块下发的发送邮件请求消息以及来自邮件服务器的用户邮箱发起的到增值业务提供商的上行邮件请求消息；

链路管理模块，与邮件服务器连接，用于负责链路建立和删除，链路分配管理，链路心跳和故障管理。

所述通讯模块，包括内部消息接收模块和外部消息接收模块；

内部消息接收模块与上层的增值业务模块之间通过WinntTcp协议连接，用于接收来自增值业务模块的发送邮件的请求消息分配会话，用于将业务下发的数据转换为内部结构保存在会话中；

外部消息接收模块与邮件服务器之间通过简单邮件传输协议(SMTP协议)连接，用于TCP消息的分包保存，接收来自用户邮箱向增值业务提供商发送邮件的请求消息。

所述消息处理模块，包括组包模块和解包模块；

组包模块，用于将对增值业务模块下发的内部消息组包转换为简单邮件传输协议(SMTP协议)消息；

解包模块，用于对来自邮件服务器的简单邮件传输协议(SMTP协议)消息进行解包，转换为内部消息保存。

所述链路管理模块包括：链路建立和删除模块、链路分配管理模块、链路心跳和故障管理模块，其中：

链路建立与删除模块，负责与邮件服务器建立和删除链路；链路分配管理模块，负责为增值业务模块下发的消息分配空闲的链路；链路心跳和故障管理模块，负责定时向邮件服务器发送心跳消息，并对包括断链和响应超时的异常情况进行处理。

所述链路分配管理模块，采用串行长连接方式或者串行短连接方式进行链路分配管理。

所述简单邮件传输协议的协议栈系统，采用C语言编写，采用动态库的形式，通过配置多个简单邮件传输协议SMTP协议栈线程来实现。

本发明还提供一种简单邮件传输协议的协议栈实现方法，包括：

利用通讯模块接收增值业务模块的发送邮件的请求消息，从邮件服务器接收来自用户邮箱的向增值业务提供商发送邮件的请求消息；

通过消息处理模块对增值业务模块下发的发送邮件请求消息进行组包处理，将内部消息转换为简单邮件传输协议(SMTP协议)消息；对来自邮件服务器的用户邮箱发起的到增值业务提供商的上行邮件请求消息进行解包处理，将简单邮件传输协议(SMTP协议)消息解包为内部消息；

利用链路管理模块负责链路建立和删除，进行链路分配管理、链路心跳和故障管理。

所述链路管理模块采用串行长连接方式或者串行短连接方式进行链路分配管理。

所述简单邮件传输协议的协议栈是采用C语言编写，采用动态库的形式，通过配置多个简单邮件传输协议SMTP协议栈线程来实现。

本发明的简单邮件传输协议SMTP的协议栈系统及其实现方法。该协议栈系统连接于增值业务模块与邮件服务器之间。本发明采用C语言实现，统一了整个系统的开发语言，提高了整个系统的处理效率，也避免了开发语言不同造成的兼容性问题。本发明能够明显提高增值业务邮件通知功能的开发速度和整个邮件系统的处理效率。服务提供商不需要了解SMTP协议的实现细节，能够集中精力提供多种多样的数据业务，使服务差异化，特色化，提升服务档次。

附图说明

图1是本发明的SMTP协议栈的外部总体结构图；

图2是SMTP协议栈系统与增值业务模块间WinntTcp协议数据包结构示意图；

图3是WinntTcp协议数据包的包头定义示意图；

图4是本发明的SMTP协议栈的内部总体结构图；

图5是本发明的SMTP协议栈处理业务下发消息的流程图；

图6是本发明的SMTP协议栈处理邮箱上行消息的流程图；

图7是本发明的技术方案在具体实施时的一种硬件组网示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。

考虑到电信增值业务发送邮件的需要，为适应运营商最新的需求，本发明采用C语言实现了一种SMTP协议栈。本发明提供一种SMTP协议栈系统，完成业务内部接口消息到SMTP协议消息的转换，使业务开发只需要关注业务逻辑处理，不需要关注协议的实现细节，使综合电信运营商在节省投资的同时又提高了业务的开发速度。

本发明的一种简单邮件传输协议(SMTP)的协议栈系统的总体结构图如图1所示，该SMTP协议栈系统一方面与上层的增值业务模块相连接，另一方面与下层的邮件服务器(SMTP Server)连接。

SMTP协议栈系统与上层的各个增值业务模块之间通过WinntTcp协议连接，WinntTcp协议是中兴智能网内部网元之间的通讯协议。该WinntTcp协议适用于进程内、进程间、远程系统间的消息交互。

WinntTcp协议定义了如下内容：1、消息交互时数据包的组成、有效性检测；2、链路的有效性检测。如图2所示，WinntTcp协议数据包由包头、包体两部分组成。WinntTcp协议数据包的包体的结构是由应用层定义的，这里是指增值业务与SMTP协议栈之间定义。如图3所示，WinntTcp协议数据包的包头由WinntTcp协议定义，包括发送者PID，接收者PID，事件号，包体长度，消息类型，校验码，回应数据的指针，回应数据的长度，保留字段。

WinntTcp协议包头的结构定义如下：

typedef struct

{

PID sender；

PID receiver；

WORD event；

WORD len；

BYTE type；

DWORD secretfield；

UINT8*ack；

WORD16 acklen；

DWORD reserve；

}MSG_HEAD；

其中PID是标识一个进程的数据类型，包括了进程所在的节点、节点的局号、在该节点上的进程号。

WinntTcp协议包头的结构，采用C语言定义时的结构如下：

typedef struct

{

unsigned int pno：14；

unsigned int slave：1；

unsigned int MpLefi：1；

#else

UINT16 pno：14；

UINT16 slave：1；

UINT16 MpLeft：1；

#endif

UINT8 unit；

UINT8 module；

UINT8 postOffice；

}PID；

在图1所示的协议栈系统的总体结构图中，SMTP协议栈系统与邮件服务器之间采用标准的简单邮件传输协议SMTP，SMTP协议是一种可靠的基于命令/应答的协议，与HTTP等多数应用层协议一样，SMTP协议工作在C/S(客户端/服务端)模式下。在本发明的技术方案中，SMTP协议栈系统是客户端，邮件服务器是服务端。

SMTP请求消息中的命令有14个，命令的一般格式是：COMMAND[Parameter]<CRLF>。其中：COMMAND是ASCII形式的命令名，Parameter是相应的命令参数，<CRLF>是回车换行符(0DH，0AH)。邮件服务器收到标准的SMTP协议消息后，再根据收件人地址发送到对应的用户邮箱。

如图4所示，给出了本发明的SMTP协议栈系统的内部总体结构图，虚线标识了SMTP协议栈系统。该SMTP协议栈系统包括：通讯模块、消息处理模块和链路管理模块。

所述通讯模块，包括内部消息接收模块和外部消息接收模块，与上层增值业务和邮件服务器连接。内部消息接收模块与上层的增值业务模块之间通过WinntTcp协议连接，用于分配会话，将业务下发的数据转换为内部结构保存在会话中，用于接收来自增值业务模块的发送邮件的请求消息；外部消息接收模块与邮件服务器之间通过SMTP协议连接，用于TCP消息的分包保存，用于接收来自用户邮箱向增值业务提供商发送邮件的请求消息。

该消息处理模块处理业务下发消息的流程图如图5所示，包括如下步骤：

步骤501，首先进行内部会话初始化，初始化完成后转入建立连接并等待第一次SMTP应答；

步骤502，如果建链失败直接流程结束。

步骤503，如果建链成功，则完成SMTP协议的建链和内部转换后的消息的发送，步骤503又包括如下子步骤：

步骤5031，首先SMTP协议栈向邮件服务器发起HELO消息，向邮件服务器标识SMTP协议栈系统身份；

步骤5032，等待邮件服务器返回带有邮件服务器身份信息的250OK的响应后，SMTP协议栈再向邮件服务器发起MAIL From消息，标识初始化一个邮件会话，后面紧跟的是发件人的地址，即邮件的回复路径；

步骤5033，等待邮件服务器返回250OK的响应后，SMTP协议栈再向邮件服务器发起RCPT TO消息，标识该邮件的接收人，后面紧跟收件人的邮箱地址，如果收件人为多个，则需要发起多个RCPT TO消息；

步骤5034，再次等待邮件服务器返回250OK的响应，最后SMTP协议栈再向邮件服务器发起DATA消息，标识跟在该命令后的行作为邮件内容，DATA命令的成功响应是354；

步骤5035，当SMTP协议栈系统收到邮件服务器返回354OK的响应后，图4中消息处理模块中的消息组包模块开始将内部消息转换为SMTP协议消息包，并开始向邮件服务器发送，最后以.号结束，如果邮件服务器成功接收邮件内容后，则返回250OK响应，

步骤504，SMTP协议栈系统收到邮件服务器返回的响应后，给上层的增值业务模块回响应消息后结束整个下发流程。

所述消息处理模块处理用户邮箱发起的到增值业务提供商的上行邮件请求消息的流程图如图6所示，包括如下步骤：

步骤601，首先内部会话初始化；

步骤602，初始化完成后，消息处理模块中的解包模块对接收的来自邮件服务器的SMTP协议模块进行解包，并转为内部消息接口发给上层增值业务；

步骤603，如果发送成功则等待业务返回应答；如果发送失败则直接结束整个流程；

步骤604，在收到业务响应后SMTP协议栈系统再给邮件服务器回响应消息，上行消息流程结束。

链路建立与删除模块，负责与邮件服务器建立和删除链路；

链路分配管理模块，负责为业务下发的消息分配空闲的链路；

链路心跳和故障管理模块，负责定时向邮件服务器发送心跳消息，并对断链和响应超时等异常情况进行处理。

所述链路分配管理模块，可以实现串行长连接和短连接两种方式的链路管理，通过设置一个连接标识(connectflag)来进行判断，例如connectflag为1是串行长连接方式，为0是串行短连接方式，SMTP协议栈系统默认采用串行长连接方式。

串行长连接方式的处理流程为：

当增值业务在SMTP协议栈系统启动运行后第一次下发消息时，链路建立和删除模块根据请求消息中的邮件服务器IP和端口信息发送建链请求，链路建立完成后再将增值业务的第一次请求消息发送到邮件服务器，第一次请求消息处理完成后链路并不立即释放，此时链路分配管理模块使用SMTP协议中的RSET命令作为与邮件服务器之间的心跳消息，向邮件服务器发送RSET命令，邮件服务器返回OK响应，表示当前发送消息的链路继续保持，同时心跳计算器加1表示完成一次心跳，如果完成10次心跳，则表示当前链路一段时间没被使用，链路自动关闭，如果期间增值业务继续下发消息，则使用当前保持的链路，同时心跳计算器清0，重新开始计数。

串行短连接方式则没有发送心跳和保持链路的过程，当链路管理模块接收到邮件服务器请求消息的应答时，立即释放链路，如果增值业务继续下发发送邮件的请求消息，则链路建立和删除模块再次重新与邮件服务器建链。

串行长连接方式省去了链路建立和删除模块多次建链的开销，也就省去了分配和释放内存的操作，在系统流量大的时候，可以明显提高SMTP协议栈系统的处理能力；而串行短连接方式省去了链路管理模块发送心跳和保持链路的开销，减少了与邮件服务器之间的消息交互，以及同一时刻与邮件服务器之间的链路条数，在系统流量小的时候，可以减少邮件服务器的资源消耗。

本发明的SMTP协议栈系统采用C语言实现，由于现有增值业务的开发，一般使用SCE(Service Creation Environment，业务生成环境)作为开发工具，生成的业务由SLP(Service Logic Processing，业务逻辑处理)来进行统一管理，SCE和SLP都是使用C语言开发的，这样统一了整个系统的开发语言，提高了整个系统的处理效率，也避免了开发语言不同造成的兼容性问题。

采用本发明能够明显提高增值业务邮件通知功能的开发速度和整个邮件系统的处理效率。服务提供商不需要了解SMTP协议的实现细节，能够集中精力提供多种多样的数据业务，使服务差异化，特色化，提升服务档次。

考虑到电信现有运营数据业务的特点，本发明可采用插件式API(Application Programming Interface，应用编程接口)加载，SMTP协议栈系统实现为一个动态库的形式，以线程的形式存在。可以设置一个名为Protoser的进程对SMTP协议栈线程进行统一管理，Protoser进程可同时管理多个线程动态库，如SMPP协议栈动态库、SMGP协议栈动态库等等。各个协议栈线程共享Protoser进程的内存空间。同时，考虑到电信级应用流量大的实际需求，可通过通过对配置文件进行配置而建立多个SMTP协议栈线程，每个线程的线程号可以配置，配置时保证不重复就行，这样增值业务下发时就可以设置轮循分发到设置的多个SMTP协议栈线程，实现了SMTP协议栈线程的负荷分担。

综上，本发明的SMTP协议栈系统可以支持增值业务快速提供邮件通知用户功能，弥补了单一短信通知功能的不足，实现了业务功能的多样化；可以支持多线程化和负荷分担，适应电信级运营流量大的特点；还具有高效的邮件发送能力，由于本系统是采用纯C语言实现，无论对于内部消息的组包和SMTP协议消息的接收，在处理效率上有很大的优势。

如图7所示，在网络中具体实现时，可以采用PC机、SUSE服务器和HP-UNIX服务器的方式实现。在网络系统中，可以设置一套HP N4000服务器安装SMTP协议栈系统和增值业务模块，采用一台SUSELinux作为邮件服务器机器，HP N4000服务器和SUSE Linux机器间通过TCP链路进行连接；在一台PC机上安装邮件客户端软件，例如可以使用Windows自带的MicrosoftOffice OutLook软件来接收邮件。

为模拟电信实际运营的环境，HP N4000服务器上建立两个SMTP协议栈线程，线程号分别是179和180，增值业务设置成轮循方式向两个线程发送消息，运营商的现网商用结果证明，该网络系统能提供高效的邮件处理功能，提高了用户满意度，创造了良好的经济效益。

以上所述仅为本发明的实施样例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种简单邮件传输协议的协议栈系统，连接于增值业务模块与邮件服务器之间，包括通讯模块、消息处理模块和链路管理模块，其中：

2.如权利要求1所述的协议栈系统，其特征在于，

3.如权利要求1所述的协议栈系统，其特征在于，

所述消息处理模块，包括组包模块和解包模块；

4.如权利要求1所述的协议栈系统，其特征在于，

链路建立与删除模块，负责与邮件服务器建立和删除链路；

链路分配管理模块，负责为增值业务模块下发的消息分配空闲的链路；

链路心跳和故障管理模块，负责定时向邮件服务器发送心跳消息，并对包括断链和响应超时的异常情况进行处理。

5.如权利要求4所述的协议栈系统，其特征在于，

6.如权利要求1至5中任一项所述的协议栈系统，其特征在于，

7.一种简单邮件传输协议的协议栈实现方法，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述链路管理模块，采用串行长连接方式或者串行短连接方式进行链路分配管理。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，