SMTP

2025/02/17 更新

本篇文章，我们将详细介绍如何在W55MH32芯片上面实现SMTP协议。并通过实战例程，为大家讲解如何在W55MH32上使用SMTP协议给他人发送电子邮件。

该例程用到的其他网络协议，例如DHCP，DNS, 请参考相关章节。有关 W55MH32 的初始化过程，请参考Network install，这里将不再赘述。

SMTP协议简介

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）是一种用于电子邮件传输的通信协议。它是互联网标准协议之一，专门设计用于电子邮件的发送和路由。SMTP定义了邮件如何从发件人发送到收件人的电子邮件服务器，并规范了服务器之间的邮件中继操作。

SMTP协议特点

面向文本：SMTP协议使用纯文本命令和响应（如HELO、MAIL FROM、RCPT TO等）来进行通信，邮件内容通常是以ASCII码表示。
请求-响应模式：SMTP通信是基于请求-响应模型的，客户端发送请求，服务器根据请求返回响应。
基于TCP：SMTP依赖于TCP协议来提供可靠的数据传输服务。SMTP会通过TCP建立连接并发送邮件。
广泛兼容性：SMTP 是国际标准邮件传输协议，广泛应用于邮件系统，确保不同系统间高效互通。
高效性与可靠性：SMTP 协议简单易用，支持错误处理和重试机制。邮件无法发送时，可暂存队列并重试，确保传输可靠。
可扩展性：通过扩展SMTP协议的命令和响应码，可以支持更多的邮件传输特性和功能。
安全性：SMTP 本身不处理加密，但可结合 SSL/TLS（SMTPS）提供加密通道，保障邮件传输的安全性。
异步传输：SMTP 支持异步传输，使邮件发送和接收可在不同时间进行，提升效率并支持批量处理。
灵活性：SMTP 设计灵活，可配置邮件路由、优先级、大小限制等，以满足不同需求。

SMTP应用场景

接下来，我们了解下在W55MH32上，可以使用SMTP协议完成哪些操作及应用呢？

物联网（IoT）设备远程监控：使用W55MH32实现SMTP通信，收集传感器数据，并发送定期报告或警报邮件。
环境监测系统：W55MH32通过SMTP协议将监测数据（如温湿度、CO2浓度等）发送到指定的邮箱，确保及时获取信息。
设备状态报告与日志记录：通过定时任务触发W55MH32每隔一段时间自动发送设备的状态报告或运行日志到管理人员邮箱。
远程故障报警与支持：结合传感器和W55MH32的邮件发送功能，可以实现自动报警，减少人工干预的需要。
工业自动化和远程监控:使用W55MH32连接到互联网，并利用SMTP协议将设备状态、报警等信息发送到指定的邮箱。
远程控制反馈:通过W55MH32接收邮件，解析邮件命令并执行相应操作，然后通过SMTP将执行结果反馈给发送者。

SMTP发送邮件流程

使用TCP协议连接SMTP服务器
发送握手消息
发送用户认证消息
设置邮件发送地址
传输邮件内容
完成邮件发送

STMP协议的主要命令

SMTP服务器响应状态码

实现过程

接下来，我们在W55MH32上实现SMTP邮件发送功能。

步骤1：SMTP发送内容初始化
发送指令定义：


char    hello[50]     = "HELO localhost";                   // Identity command
char    hello_reply[] = "250 OK";                           // Id successfully responded
char    AUTH[50]      = "AUTH LOGIN";                       // Authentication request
char    AUTH_reply[]  = "334 dXNlcm5hbWU6";                 // The authentication request was successfully 
sent
char    name_126[100] = "[email protected]";                 // 126 Login email address
char    base64name_126[200];                                // 126 base64 encoding of the login mailbox name
char    name_reply[]     = "334 UGFzc3dvcmQ6";              // The login name was sent successfully
char    password_126[50] = "ZPURADLGRUPQLVBK";              // 126 Email login password
char    base64password_126[100];                            // base64 123 Password for logging in to the 
mailbox
char    password_reply[] = "235 Authentication successful"; // Login successful response
char    from[]           = "[email protected]";              // Sender email
char    from_reply[]     = "250 Mail OK";
char    to[]             = "[email protected]";             // Recipient email address
char    to_reply[]       = "250 Mail OK";
char    data_init[10]    = "data";                          // Request data transfer
char    data_reply[]     = "354";                           // The request was successfully responded to 
HEAD
char    Cc[]             = "";                              // Cc to email
char    subject[]        = "Hello!WIZnet!";                 // subject
char    content[]        = "Hello!WIZnet!";                 // text part
char    mime_reply[]     = "250 Mail OK queued as";         // The email was sent successfully
char    mailfrom[50]     = "MAIL FROM:<>";
char    rcptto[50]       = "rcpt to:<>";
char    mime[200]        = "From:\r\n";
char    mime1[50]        = "To:\r\n";
char    mime2[50]        = "Cc:\r\n";
char    mime3[50]        = "Subject:\r\n";
char    mime4[50]        = "MIME-Version:1.0\r\nContent-Type:text/plain\r\n\r\n";
char    mime5[50]        = "\r\n.\r\n";

步骤2：发送邮件内容初始化：

mailmessage(); // Mail command information processing

mailmessage()函数内容如下：


void mailmessage(void)
{
    uint16_t len_from = strlen(from);
    uint16_t len_to   = strlen(to);
    uint16_t len_Cc   = strlen(Cc);
    uint16_t len_sub  = strlen(subject);
    strcat(hello, "\r\n");
    strcat(AUTH, "\r\n");
    base64encode(name_126, base64name_126);
    base64encode(password_126, base64password_126);
    strcat(base64name_126, "\r\n");
    strcat(base64password_126, "\r\n");
    str_insert(mailfrom, from, 11);
    strcat(mailfrom, "\r\n");
    str_insert(rcptto, to, 9);
    strcat(rcptto, "\r\n");
    strcat(data_init, "\r\n");
  
    str_insert(mime, from, 5);
    str_insert(mime1, to, 3);
    str_insert(mime2, Cc, 3);
    str_insert(mime3, subject, 8);
    str_insert(mime5, content, 0);
    strcat(mime, mime1);
    strcat(mime, mime2);
    strcat(mime, mime3);
    strcat(mime, mime4);
    strcat(mime, mime5);
}

步骤3：使用DNS协议解析SMTP服务器地址


if (do_dns(ethernet_buf, smtp_server_name, smtp_server_ip))
{
    while (1)
    {
    }
}

步骤4：SMTP发送邮件操作


while (1)
{
    do_smtp(SOCKET_ID, ethernet_buf, smtp_server_ip); // smtp run
}

do_smtp()函数内容如下：


void do_smtp(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint8_t *smtp_server_ip)
{
  volatile uint8_t ret;
  uint32_t         len       = 0;
  uint16_t         anyport   = 5000;
  uint8_t          Smtp_PORT = 25;
  memset(buf, 0, ETHERNET_MAX_BUF_SIZE);
  switch (getSn_SR(sn))
  {
  case SOCK_INIT:
      ret = connect(sn, smtp_server_ip, Smtp_PORT);
      break;
  case SOCK_ESTABLISHED:
      if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_CON)
      {
          setSn_IR(sn, Sn_IR_CON);
      }

      while (!Mail_Send_OK)
      {
          len = getSn_RX_RSR(sn);
          if (len > 0)
          {
              memset(buf, 0, ETHERNET_MAX_BUF_SIZE);
              len = recv(sn, (uint8_t *)buf, len);
              send_mail(sn, buf, smtp_server_ip);
          }
      }
      disconnect(sn);
      break;
  case SOCK_CLOSE_WAIT:
      if ((len = getSn_RX_RSR(sn)) > 0)
      {
          while (!Mail_Send_OK)
          {
              len = recv(sn, (uint8_t *)buf, len);
              send_mail(sn, buf, smtp_server_ip);
          }
      }
      disconnect(sn);
      break;
  case SOCK_CLOSED:
      socket(sn, Sn_MR_TCP, anyport++, 0x00);
      break;
  default:
      break;
  }
  if (Mail_Send_OK)
  {
      while (1)
      {
      }
  }
}

在该函数中，程序会执行一个 TCP Client 模式的状态机，详细讲解请参考TCP Client章节，这里不再赘述。当程序处于 SOCK_ESTABLISHED (即成功连接上SMTP服务器)状态时，SMTP服务器会主动发送一条消息给W55MH32，当接收到这条消息后，进入send_mail()函数进行SMTP发送邮件流程：
send_mail()函数内容如下：


void send_mail(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint8_t *smtp_server_ip)
{
    volatile uint8_t ret;
    switch (SMTP_STATE)
    {
    case waitfor220:
        if (strstr((const char *)buf, "220") != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)hello, strlen(hello));
            SMTP_STATE = waitforHELO250;
        }
        else
        {
            printf("Connected failed!\r\n");
        }
        break;
    case waitforHELO250:
        if (strstr((const char *)buf, hello_reply) != NULL && strstr((const char *)buf, "Mail") == NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)AUTH, strlen(AUTH));
            SMTP_STATE = waitforAUTH334;
        }
        else
        {
            printf("smtp handshake failed!\r\n");
        }
        break;
    case waitforAUTH334:
        if (strstr((const char *)buf, AUTH_reply) != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)base64name_126, strlen(base64name_126));
            SMTP_STATE = waitforuser334;
        }
        else
        {
            printf("AUTH authentication request failed!\r\n");
        }
        break;
    case waitforuser334:
        if (strstr((const char *)buf, name_reply) != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)base64password_126, strlen(base64password_126));
            SMTP_STATE = waitforpassword235;
        }
        else
        {
            printf("username send failed!\r\n");
        }
        break;
    case waitforpassword235:
        if (strstr((const char *)buf, password_reply) != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)mailfrom, strlen(mailfrom));
            SMTP_STATE = waitforsend250;
        }
        else
        {
            printf("password error!\r\n");
        }
        break;
    case waitforsend250:
        if (strstr((const char *)buf, from_reply) != NULL && strstr((const char *)buf, "queued as") == NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)rcptto, strlen(rcptto));
            SMTP_STATE = waitforrcpt250;
        }
        else
        {
            printf("Send email failed to set up!\r\n");
        }
        break;
    case waitforrcpt250:
        if (strstr((const char *)buf, to_reply) != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)data_init, strlen(data_init));
            SMTP_STATE = waitfordate354;
        }
        else
        {
            printf("Failed to set the receiving mailbox!\r\n");
        }
        break;
    case waitfordate354:
        if (strstr((const char *)buf, data_reply) != NULL)
        {
            ret        = send(sn, (uint8_t *)mime, strlen(mime));
            SMTP_STATE = waitformime250;
        }
        else
        {
            printf("Failed to send content setup\r\n");
        }
        break;
    case waitformime250:
        if (strstr((const char *)buf, mime_reply) != NULL)
        {
            Mail_Send_OK = 1;
            printf("mail send OK\r\n");
        }
        break;
    default:
        break;
    }
}

send_mail()中，会执行一个发送邮件的状态机，流程如下图所示：

1.SMTP握手:发送 HELO命令,等待服务器返回 250 OK 响应码，确认握手成功。

2.用户认证：

(1) 请求认证:发送 AUTH LOGIN 命令，表明客户端需要认证，等待服务器返回 334 ，请求用户名。

(2) 提交用户名：发送经过Base64编码的用户名（如：base64name_126），等待服务器返回 334 ，请求密码。

(3) 提交密码：发送经过Base64编码的密码（如：base64password_126），等待服务器返回 235 ，确认认证成功。

3. 设置邮件发送地址：

(1) 设置发件人：发送 MAIL FROM:<发件人邮箱>，等待服务器返回 250 ，确认发件人地址成功设置。

(2) 设置收件人：发送 RCPT TO:<收件人邮箱>，等待服务器返回 250，确认收件人地址成功设置。

4. 传输邮件内容：

(1) 请求数据传输：发送 DATA 命令，表明开始传输邮件数据，等待服务器返回 354，表示已准备接收数据。

(2) 发送邮件数据：按以下格式发送邮件数据：

发件人信息：From:

收件人信息：To:

抄送信息：Cc:

邮件主题：Subject:

邮件内容：实际的文本部分

数据结束用 \r\n\r\n 表示

等待服务器返回 250 ，确认邮件内容已成功排队

5. 完成邮件发送：

如果服务器返回 250 ，标志邮件成功发送。

设置 Mail_Send_OK = 1，并打印提示信息 mail send OK

运行结果

请注意:

因为本示例需要访问互联网，请确保 W55MH32 的配置能够访问互联网。

烧录例程运行后，首先进行了PHY链路检测，接着是通过DHCP获取网络地址信息，然后是通过DNS解析SMTP服务器域名，最后是进行邮件发送，如下图所示：

可以在设置接收邮件的账号中查找接收到的邮件：

通过wireshark抓包查看，流程与send_mail()函数一致。

总结

本文讲解了如何在 W55MH32 芯片上实现 SMTP 协议，通过实例详细展示了在该芯片上使用 SMTP 协议发送电子邮件的实现流程，包括 SMTP 发送内容初始化、使用 DNS 协议解析 SMTP 服务器地址、SMTP 发送邮件操作等核心步骤。文章还对 SMTP 协议的简介、特点、应用场景，以及主要命令和服务器响应状态码进行了分析，帮助读者理解其在邮件传输中的实际应用价值。

下一篇文章将介绍NetBIOS的原理及在网络通信中的应用，同时讲解如何在W55MH32芯片上实现NetBIOS功能，敬请期待！

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开发环境: Keil MDK5 配套开发板

Andy

W5500 技术支持专家