Электронная почта. Назначение, протоколы, клиенты

 

3.1 Протокол POP3

 

Для небольших организаций невыгодно держать у себя систему для передачи сообщений (message transport system). Это связано с тем, что в небольших, не специализирующихся на компьютерных технологиях организациях, как правило, рабочие станции клиентов сети не имеют достаточно ресурсов (производительности или дискового пространства) для обеспечения работы полного SMTP-сервера. Кроме того, таким пользователям электронной почты может быть просто невыгодно, держать персональный компьютер постоянно подключенным к интернету.

Для решения этой проблемы был разработан почтовый протокол для работы в офисе — POP (Post Office Protocol). Его наиболее распространенный вариант — РОРЗ (Протокол почтового отделения версия 3). Этот протокол позволяет рабочим станциям динамически получать доступ к своим почтовым ящикам, расположенным на сервере, предназначенном для обслуживания электронной почты в данной организации.

РОРЗ — это простейший протокол для работы пользователя с содержимым своего почтового ящика. Он позволяет только забрать почту из почтового ящика сервера на рабочую станцию клиента и удалить ее из почтового ящика на сервере. Всю дальнейшую обработку почтовое сообщение проходит на компьютере клиента.

РОРЗ - сервер не отвечает за отправку почты, он работает только как универсальный почтовый ящик для группы пользователей. Когда пользователю необходимо отправить сообщение, он должен установить соединение с каким-либо SMTP-сервером и отправить туда свое сообщение по SMTP. Этот SMTP-сервер может быть тем же хостом, где работает    РОРЗ - сервер, а может располагаться совсем в другом месте.

Как правило, при работе с электронной почтой небольшие организации используют для получения своей корреспонденции РОРЗ -сервер, установленный на каком-либо компьютере в офисе, а отправляют почту по SMTP на один из хорошо доступных общеизвестных SMTP-серверов города.

РОРЗ- сервис, как правило, устанавливается на 110-й ТСР -порт сервера, который будет находится в режиме ожидания входящего соединения. Когда клиент хочет воспользоваться РОРЗ - сервисом, он просто устанавливает TCP-соединение с портом 110 этого хоста. После установления соединения сервис РОРЗ отправляет подсоединившемуся клиенту приветственное сообщение. После этого клиент и сервер начинают обмен командами и данными. По окончании обмена РОРЗ - канал закрывается.

Команды РОРЗ состоят из ключевых слов, состоящих из ASCII-символов, и одним или несколькими параметрами, отделяемыми друг от друга символом "пробела". Все команды заканчиваются символами "возврата каретки" и "перевода строки". Длина ключевых слов не превышает четырех символов, а каждого из аргументов может быть до 40 символов.

Ответы РОРЗ - сервера на команды состоят из строки статус- индикатора, ключевого слова, строки дополнительной информации и символов завершения строки. Длина строки ответа может достигать 512 символов. Строка статус - индикатора принимает два значения: положительное и отрицательное. Любой сервер РОРЗ обязан отправлять строки статус - индикатора в верхнем регистре, тогда как другие команды и данные могут приниматься или отправляться как в нижнем, так и в верхнем регистрах.

Ответы РОРЗ - сервера на отдельные команды могут составлять несколько строк. Последнюю строку информационной группы завершает строка, состоящая из последовательности.

РОРЗ - сессия состоит из нескольких частей. Как только открывается TCP-соединение и РОРЗ - сервер отправляет приветствие, сессия должна быть зарегистрирована — состояние аутентификации. Клиент должен зарегистрироваться в РОРЗ - сервере, т. е. ввести свой идентификатор и пароль.

После этого сервер предоставляет клиенту его почтовый ящик и открывает для данного клиента транзакцию — состояние начала транзакции обмена. На этой стадии клиент может считать и удалить почту своего почтового ящика.

После того как клиент заканчивает работу (передает команду QUIT), сессия переходит в состояние UPDATE — завершение транзакции. В этом состоянии РОРЗ - сервер закрывает транзакцию данного клиента (на языке баз данных — операция COMMIT) и закрывает TCP-соединение.

В случае получения неизвестной, неиспользуемой или неправильной команды, РОРЗ - сервер должен ответить отрицательным состоянием индикатора.

РОРЗ - сервер может использовать в своей работе таймер контроля времени соединения. Этот таймер отсчитывает время бездействия клиента в сессии от последней переданной команды. Если время сессии истекло, сервер закрывает TCP-соединение, не переходя в состояние UPDATE (иными словами, откатывает транзакцию или на языке баз данных — выполняет ROLLBACK).

РОРЗ - сервер может обслуживать группу клиентов, которые, возможно, присоединяются по коммутируемой линии, и, следовательно, необходимо иметь средство автоматического регулирования времени соединения. По спецификации РОРЗ - таймер контроля состояния "idle" должен быть установлен на промежуток времени не менее 10 минут.

 

2. Протокол SMTP

 

SMTP (Simple Message Transfer Protocol), или в дословном переводе  простой протокол передачи сообщений, был рожден в среде UNIX и предназначался исключительно для общения между собой почтовых серверов. В терминах модели OSI протокол SMTP находится на уровне приложений. В большой степени такая популярность объясняется сравнительной простотой реализации и широкими возможностями расширяемости без ущерба для обратной совместимости с существующими версиями почтовых систем. Немаловажным фактором является также широкая доступность спецификаций и отсутствие необходимости отчислять средства за их использование.

SMTP-системы за  последнее время активно развивались  в следующих направлениях:

• расширение протокола общения сервер-сервер (собственно SMTP);
• создание и улучшение протокола общения клиент-сервер (POP3, IMAP4);
• внедрение и расширение нового формата сообщений (MIME).

Начальная версия протокола SMTP поддерживала ограниченный набор команд и сервисов для приема и передачи сообщений. В последнее время был разработан его расширенный вариант (Extended или ESMTP), обеспечивающий стандартную возможность дальнейшего расширения и поддержку таких функций как подтверждение доставки (Delivery Notification Request или DNR), согласование максимального допустимого размера сообщений, передаваемых между серверами и принудительная инициация передачи накопленной почты. Однако одной из слабых сторон на данный момент SMTP было и продолжает быть отсутствие возможности аутентификации входящих соединений, шифрования диалога и потока передачи данных между серверами.

Отсутствие средств аутентификации входящих соединений не позволило использовать SMTP для обслуживания клиентского доступа. Классическая почтовая SMTP-система требует наличия файлового доступа клиента к своему почтовому ящику для получения и работы с сообщениями. Для реализации работы в режиме клиент-сервер был создан протокол обслуживания почтового офиса (Post Office Protocol или POP). Наиболее удачной оказалась версия POP3, широко используемая в современных SMTP-системах. Наиболее продвинутые реализации поддерживают аутентификацию с шифрованием имени и пароля и шифрование трафика по протоколу Secure Socket Layer (SSL). Однако, при использовании протокола POP3 отсутствует возможность просмотра характеристик сообщения без предварительной загрузки его на станцию клиента. Для решения проблемы просмотра и манипуляции свойствами почтового сообщения непосредственно на сервере, а также преодоления ряда других функциональных ограничений был разработан протокол IMAP4, его поддержка в большинстве коммерческих систем ожидается в ближайшем будущем. Следует заметить, что как для случая использования классического клиента (команда mail), так и для случая применения POP3 или IMAP4 отправка подготовленных клиентом сообщений требует наличия сервера SMTP.

Изначально SMTP-системы рассчитывались на передачу информации исключительно в текстовом виде и не были ориентированы на передачу символов национальных алфавитов, т.е. использовали 7-битный набор символов. Для решения проблемы передачи двоичных файлов был разработан стандарт UUENCODE, позволяющий внедрять предварительно преобразованные из бинарного в текстовый вид произвольные данные непосредственно в текст сообщения. Однако всеобъемлющим данный подход назвать было трудно, или в общем случае никакой информации о природе вложения принимающая сторона не имела. По мере расширения сети интернет, усложнения программного обеспечения и активного внедрения мультимедиа назрела необходимость создания универсального формата типизации и представления двоичных данных и текста, содержащего национальные символы. Таким универсальным форматом стали многофункциональные расширения почты интернет (Multipurpose Internet Mail Extensions или MIME). Формат MIME оказался чрезвычайно удачным, поскольку в него были заложены возможности неограниченного расширения, как поддерживаемых типов данных, так и национальных кодировок.

 

Рис. 1- Схема типичной SMTP-системы с поддержкой POP3 и IMAP4

 

Отличительной особенностью SMTP-систем является то, что в них, как правило, обеспечивается фактическая независимость процесса передачи от формата содержимого. За интерпретацию содержимого должна отвечать только клиентская программа (mail reader). Однако платой за совместимость на уровне MTA в данном случае является неэффективность передачи любых нетекстовых данных или сообщений, использующих символы национальных алфавитов, вследствие предварительной трансляции информации в текстовое представление. В зависимости от используемого алгоритма преобразования размер фактически передаваемых данных может возрасти на 30-100%.

Немаловажной проблемой при передаче данных через SMTP-системы является обеспечение конфиденциальности. Поскольку сообщения передаются в текстовом виде, они могут быть легко перехвачены и произвольным образом изменены. Для решения проблем с защитой информации был создан стандарт на шифрование тела сообщения, так называемый засекреченные многофункциональные расширения почты (Secure MIME или S/MIME). Однако, этот протокол не в состоянии защитить от перехвата заголовки сообщений.

Simple Mail Transfer Protocol не зависит от транспортной среды и может использоваться для доставки почты в сетях с протоколами, отличными от TCP/IP и Х.25. Достигается это за счет концепции IPCE (InterProcess Communication Environment). IPCE позволяет взаимодействовать процессам, поддерживающим SMTP в интерактивном режиме, а не в режиме "STOP-GO".

Взаимодействие в рамках SMTP строится по принципу двусторонней связи, которая устанавливается между отправителем и получателем почтового сообщения. При этом отправитель инициирует соединение и посылает запросы на обслуживание, а получатель на эти запросы отвечает. Фактически, отправитель выступает в роли клиента, а получатель - сервера.

 

Рис. 2- Схема взаимодействия по протоколу SMTP

Канал связи устанавливается непосредственно между отправителем и получателем сообщения. При таком взаимодействии почта достигает абонента в течение нескольких секунд после отправки.

В системах на базе SMTP используется интуитивно понятная, простая и одновременно очень мощная иерархическая схема адресации, аналогичная той, что принята в службе имен интернет (Domain Name Services или DNS). Данная схема может обеспечить уникальность адреса практически неограниченному числу пользователей. Почтовый адрес SMTP записывается в следующем виде: mailbox@domain, где mailbox- символическое имя почтового ящика пользователя, длинной до 63 символов; domain - уникальное имя (почтовый домен) системы, в которой зарегистрирован упомянутый пользователь, длинной до 255 символов.

В сетях, не имеющих прямого выхода в интернет и не использующих возможности MX-записей DNS, активно применяется статическая схема маршрутизации. Практически все существующие SMTP-системы позволяют использовать языки сценариев для описания статических таблиц.

Согласно терминологии, принятой в интернете, SMTP-сервер может выступать в одной (или нескольких) из следующих ролей:

• mail exchanger - компьютер, непосредственно подключенный к интернету и выполняющий доставку сообщений напрямую адресатам внутри организации, к которой он принадлежит. В организации может быть несколько таких компьютеров с различными или одинаковыми значениями показателя стоимости доставки;
• relay - компьютер, выполняющий прием почтового трафика от лица других доменов, не имеющих непосредственного и/или постоянного подключения к интернету и, как правило не принадлежащий к организациям, чьи домены он обслуживает. Как косвенно следует из вышесказанного, для каждого отдельного домена может быть определено не более одного relay-сервера;
• smart host - компьютер, который способен осуществлять пересылку сообщений на основе собственной статической таблицы маршрутизации. Одной из функций smart host является переписывание на конверте адреса получателя и/или отправителя перед осуществлением дальнейшей передачи сообщения.

Большинство современных реализаций SMTP-серверов позволяют сочетать все перечисленные функции на одном компьютере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Основное  достоинство электронной почты - это быстрота. Так же преимущества электронной почты - это гарантия что письмо не потеряется, не нужно платить деньги за доставку, не нужно выходить из дома, большая экономия на бумаге и конверте. Телефон также предоставляет почти мгновенный доступ, но исследования показали, что около 75% телефонных вызовов заканчиваются безуспешно. Электронная почта имеет ту же скорость доступа, что и телефон, но не требует одновременного присутствия обоих абонентов на разных концах телефонной линии. Кроме того, электронная почта оставляет письменную копию послания, которое может быть сохранено или передано дальше. Более того, письмо одновременно может быть послано нескольким абонентам.

Современные почтовые программы превратились из простого средства коммуникации в приложения для повышения производительности труда, которые помогают и на работе, и дома.

Необходимость использования электронной почты в работе очевидна. Удобство, быстрота, дешевизна, необременительность, возможность передавать информацию любого объема в любую точку мира.