Linux命令行邮件收发：邮件通信与snail

真得好好学学电子邮件的工作原理

最近因为工作需要，需要使用Linux收发一下电子邮件。想想一下系统管理员能够将负载信息等内容通过邮件发送过来，或者是在模型训练结束后发送邮件提醒，就会很有用。

本来以为会很简单，但是没想到，不做不知道一做吓一跳，简简单单的电子邮件收发，里面还藏着不少知识，只不过因为平时太常使用，以至于我们忽略了电子邮件背后的工作原理。

身为计算机从业人员，还真得学学电子邮件的原理。

1. 邮件通信模型

A. 从TCP协议说起

两台计算机如果需要通信，那么需要双方互相知道对方的IP地址，这样才能建立连接。而两台计算机之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。

所以在此基础上，就出现了TCP协议，即传输控制协议（英语：Transmission Control Protocol，缩写：TCP）。TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。所谓面向连接的意思是指，使用TCP协议进行通信的双方在进行数据传输之前，发送方和接收方需要先建立一个连接。

因此，一般的网络服务程序在传输信息时就像拨打电话，需要双方同时保持在线。但是在电子邮件系统中，双方不需要同时在线。用户发送邮件后不必等待投递工作完成（即对方收到邮件）即可下线。如果邮件的接收方若在发送方发送邮件时离线，则在上线后还是能够看到发送方发来的邮件。

所以TCP协议实际上是没有办法满足邮件的使用场景的。

B. 解决方案：邮件服务器

为了解决TCP协议需要保证双方同时在线而无法实现邮件通信这一问题，我们在邮件发送方、接收方之外，引入一个第三方角色：邮件服务器，来实现邮件通信。

邮件服务器会一直保持在线状态。所以相比于用户自己接收、发送邮件，引入邮件服务器之后：

• 发送邮件时，用户把需要发送的邮件委托给邮件服务器，由邮件服务器进行发送处理
• 此外，用户还在邮件服务器设置一个信箱，由邮件服务器代替用户接受邮件

所以我用的QQ邮箱（xxxxxxxxxx@qq.com）给我的GMail邮箱（xxxxxxxxx@gmail.com）发送一封邮件，实际上是由QQ邮箱的邮件服务器把我们的邮件投递给GMail邮箱的邮件服务器。

因此，我们电脑上使用的各种邮箱APP，例如OutLook、Thunderbird，亦或者网页版的QQ邮箱、GMail邮箱，本质上都是一个前端应用，每次用户登录之后会向邮箱服务器发送请求，以获取保存在邮件服务器上的用户邮箱中的信件。

考虑到发送者和接受者的邮箱服务器可能不是同一个，因此发送邮件的全过程为：

• 发送方通过前端应用将邮件发送给发送方的邮件服务器
• 发送方邮件服务器将邮件发送给接收方邮件服务器
• 接收方邮件服务器保存邮件
• 接收方登录前端应用后，会主动去接收方邮件服务器获取收到的邮件

在这个过程中，邮件服务器充当了邮局的角色。

C. 几个术语：MUA、MDA、MTA

上面我们介绍了邮件发送的全过程，下面我们介绍其中的几个角色的专业术语（未来我们会使用这些术语）：

• 邮件用户代理（Mail User Agent）：MUA是邮件系统中的用户端应用程序，也称为邮件客户端，即我们使用的OutLook、网页版QQ邮箱、手机上的网易邮箱大师等APP。它提供了用户与邮件服务器交互的界面，用于创建、发送、接收和管理电子邮件。常见的MUA包括Outlook、Thunderbird、Gmail等。当用户编写邮件并点击发送时，MUA负责将邮件发送到MTA。
• 邮件传输代理（Mail Transfer Agent）：MTA是负责电子邮件在网络中的传输的中间代理，也称为邮件服务器。它接收来自MUA的邮件，并负责将邮件传递给下一个MTA或最终的MDA（需要MDA主动请求）。MTA使用SMTP协议来进行邮件的传输，通过在不同的邮件服务器之间转发邮件，最终将邮件发送到目标服务器。常见的MTA包括Sendmail、Postfix、Exim等。
• 邮件投递代理（Mail Delivery Agent）

我们上面介绍的邮件投递的过程中实际上不包含MDA，所以这里额外介绍下MDA。

用户需要再MTA中设置一个信箱，但是这个信箱的大小是有限的，所以每次用户通过MUA登录之后，MUA会把邮件的内容和附件等等数据下载到用户的计算机中。这样就避免了用户数据保存在邮件服务器中，即MTA中。

因此，在用户计算机上额外多添加了一个软件，即MDA，其作用就是把来自于MTA的邮件保存到本地的收件箱中。这样就是解耦了用户交互和数据保存：

• 与用户的交互交给MUA
• 用户数据的保存和上传（即传输邮件给邮件服务器和从邮件服务器下载邮件）交给MDA

D. SMTP协议、POP3协议和IAMP4协议

我们上面只介绍了邮件通信模型中的几个角色，我们没有介绍几个角色间通信所使用到的协议。但凡通信，必有协议。因为协议规定了双方通信的格式，只有双方遵守统一的约定，才能够正确的传输信息。

邮件通信模型中涉及三种通信类型：

• MUA发送邮件给MTA：即发信人发信给发送方邮件服务器
• MTA发送邮件给MTA：即发送方邮件服务器发信给收信方邮件服务器
• MTA发送邮件给MUA/MUA从MTA收取邮件：即收信方从收信方邮件服务器获取邮件

其中使用到了三种通信协议：

• MUA发信给MTA、MTA发信给MTA：使用SMTP协议
• MTA发信给MUA：使用POP3协议或者IMAP4协议

POP3协议和IMAP4协议的本质区别在于邮件保存在谁那里，到底是保存在邮件服务器还是收信方：

• POP3协议允许邮件客户端从邮件服务器上下载邮件，并将邮件从服务器上删除（可选），即邮件存储于收信方。POP3通常使用110端口。
• IMAP协议允许邮件客户端在邮件服务器上管理邮件的状态，如标记已读、删除等，即邮件存储于发信方。IMAP通常使用143端口。

2. 常用软件

Linux平台上，常用的软件和对应的角色如下：

可以看到：

• 如果我们想在命令行中使用QQ邮箱发送邮件出去，那么使用Mail Client中的程序即可
• 如果我们想有自己的邮件服务器，即能以jackwang@MyMailServer.com的邮箱发送出去，那么需要下载、配置Sender Mail Server中的程序
• 接受同理

一般来说，企业会为自己假设一个邮箱服务器，从而实现企业邮箱功能。例如我们自己创建了一家名字叫做Coax的公司，我们未来想要使用xxxx@coax.com的企业邮箱：

• 招聘邮件使用career@coax.com的邮箱发送
• 工作邮件使用work@coax.com的邮箱发送
• ……

这样的话就需要使用Sendmail这样的程序了。但是我们这里只需要能够命令行收发QQ邮件、163邮件之类的。所以我们只需要Mail Client即可。

3. 使用Linux收发邮件

我们前面介绍了邮件通信模型，使用Linux收发邮件其实本质上就是我们在Linux上下载一个基于命令行的MUA即可。然后因为MUA需要查看保存在MTA上的邮件，所以MUA往往还需要登录到MTA的用户信息中。

为此，通常MTA会提供一个授权码，使用授权码MUA就可以使用第三方的MUA连接到MTA

A. 获得授权码

不同的邮箱获得授权码的方式不同。这里以QQ邮箱为例，一般都是大差不差的

B. 使用s-nail发送邮件

s-nail是Ubuntu 20.04中发送邮件比较好用的客户端，后面我们使用这个客户端来发送邮件

网上有不少过时文章介绍使用mailx或者heirloom-mailx，这个已经过时了，不用考虑

A. 安装

sudo apt update & sudo apt install s-nail -y

B. 配置s-nail

sudo vim /etc/s-nail.rc

添加如下内容：

set from="xxx@qq.com"        # 发信人的QQ邮箱
set smtp="smtps://smtp.qq.com:465"            # QQ邮箱邮件服务器地址
set smtp-auth-user="xxx@qq.com"                    # QQ邮箱邮件服务器中的账号，就是QQ邮箱
set smtp-auth-password="xxx"                         # QQ邮箱设置->账户->开启“POP3/SMTP服务”生成得到的
set smtp-auth=login

C. 发送邮件

后面的是收件人邮箱，这里是测试，就是我自己给自己发邮件

ps aux | s-nail -s "系统当前进程信息" 2232123545@qq.com

最后成功收到邮件：