Компьютерные сети. 6-е изд.

C:

С днем рожденья тебя!

C: С днем рожденья тебя!

C: С днем рождения, дорогой Боб!

C: С днем рожденья тебя!

C:

C: --qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm

C: Content-Type: message/external-body;

C: access-type="anon-ftp";

C: site="bicycle.cs.uchicago.edu";

C: directory="pub";

C: name="birthday.snd"

C:

C: content-type: audio/basic

C: content-transfer-encoding: base64

C: --qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm

C: .

S: 250 сообщение принято

C: QUIT

S: 221 ee.uwa.edu.au разрывает соединение

Илл. 7.16. Передача сообщения от [email protected] для [email protected]

Чтобы справиться с этими и многими другими проблемами, связанными с передачей сообщений, к SMTP было добавлено расширение. Оно является обязательной частью стандарта RFC 5321. Использование SMTP с расширениями называется расширенным SMTP (Extended SMTP, ESMTP).

Клиенты, желающие применить ESMTP, на первом этапе высылают EHLO вместо HELO. Если этот вариант отвергается, сервер работает с обычным SMTP, а пользователь должен идти по стандартному пути. Если EHLO принимается, сервер сообщает, какие расширения он поддерживает. После этого клиент может использовать любое из них. Несколько стандартных расширений показаны на илл. 7.17. В таблице даны ключевые слова, в том виде, в каком они используются в механизме расширения, и описание нового функционала. Более подробно рассматривать расширения мы не будем.

Ключевое слово

Описание

AUTH

Аутентификация клиента

BINARYMIME

Сервер принимает бинарные сообщения

CHUNKING

Сервер принимает большие сообщения по частям

SIZE

Проверка размера сообщения перед попыткой отправки

STARTTLS

Переключение на безопасный канал (TLS; см. главу 8)

UTF8SMTP

Интернационализированный адрес

Илл. 7.17. Некоторые расширения SMTP

Чтобы лучше понять, как работает SMTP и другие рассмотренные в этой главе протоколы, попробуйте поработать с ними самостоятельно. Для начала найдите компьютер, подключенный к интернету. В системе UNIX (или Linux) наберите в командной строке:

telnet mail.isp.com 25

подставив вместо mail.isp.com DNS-имя почтового сервера провайдера. На компьютерах с Windows сначала, возможно, потребуется установить и запустить программу telnet (или ее аналог). В результате выполнения этой команды будет установлено telnet-соединение (то есть соединение TCP) с портом 25 данного компьютера. Порт 25 используется протоколом SMTP (какие порты задействованы в других стандартных протоколах, см. на илл. 6.34). В ответ на введенную команду вы получите что-то вроде этого:

Trying 192.30.200.66...

Connected to mail.isp.com

Escape character is 'ˆ]'.

220 mail.isp.com Smail #74 ready at Thu, 25 Sept 2019 13:26 +0200

Первые три строки приходят от telnet; они описывают, что делает программа. Последняя строка — от сервера SMTP удаленного компьютера; в ней говорится о готовности к общению с вашим компьютером и приему почты. Чтобы узнать о доступных командах, наберите

HELP

Начиная с этого момента возможен обмен последовательностями команд, показанными на илл. 7.16, если сервер готов принимать от вас почтовые сообщения. Вам придется вводить команды достаточно быстро, поскольку соединение может прерваться, если оно слишком долго не используется. Кроме того, не каждый почтовый сервер разрешает устанавливать telnet-соединение с неизвестным компьютером.

Подача почтовых сообщений

Первоначально пользовательские агенты запускались на том же компьютере, что и агенты передачи сообщений. В этом случае все, что необходимо для отправки сообщения, — чтобы пользовательский агент связался с локальным почтовым сервером, используя только что описанный диалог. Однако этот вариант уже не так широко распространен.

Пользовательские агенты часто работают на ноутбуках, домашних компьютерах и мобильных телефонах, а они не всегда подключены к интернету. Агенты передачи сообщений работают на серверах провайдеров и крупных компаний, которые имеют постоянный выход в интернет. Это означает, что у пользовательского агента в Бостоне может возникнуть необходимость обратиться к его обычному почтовому серверу в Сиэтле, чтобы передать сообщение, потому что пользователь отправился в путешествие.

Эта удаленная коммуникация не является проблемой сама по себе. Именно для подобных случаев был разработан протокол TCP/IP. Однако провайдер (или компания) обычно без энтузиазма относится к тому, что некий удаленный пользователь может подавать сообщения на их почтовый сервер для доставки куда-то еще. Этот провайдер (или компания) держит сервер не на общественных началах. Кроме того, такой вид открытой почтовой станции (open mail relay) привлекает спамеров, поскольку у них есть возможность скрыть настоящего отправителя и таким образом затруднить идентификацию сообщения как спама.

Учитывая эти особенности, SMTP обычно используется для подачи писем с расширением AUTH. Оно позволяет серверу проверять данные отправителя (имя пользователя и пароль) для подтверждения того, что сервер должен предоставить почтовое обслуживание.

Есть еще несколько отличий в том, как SMTP используется при подаче почты. Например, может использоваться порт 587, а не порт 25, и SMTP-сервер может проверять и исправлять формат сообщений, отправленных пользовательским агентом. Чтобы больше узнать об использовании SMTP при подаче писем, вы можете ознакомиться со стандартом RFC 4409.

Физическая передача

Когда отправляющий агент передачи почты получает сообщение от пользовательского агента, он доставляет его получающему агенту передачи, используя SMTP. При этом источник использует адрес получателя. Взгляните на сообщение, отправляемое на адрес [email protected] (на илл. 7.16). На какой почтовый сервер оно должно быть доставлено?

Чтобы правильно выбрать почтовый сервер, нужно обратиться к системе DNS. В предыдущем разделе было упомянуто, что DNS использует различные типы записей, включая MX («mail exchanger» — «обмен почтовыми сообщениями»). В данном случае выполняется DNS-запрос для записей MX домена ee.uwa.edu.au. Запрос возвращает упорядоченный список имен и IP-адресов одного или нескольких почтовых серверов.

Далее отправляющий агент создает TCP-соединение с IP-адресом почтового сервера на порте 25, чтобы связаться с принимающим агентом. Для передачи сообщения используется SMTP. Затем принимающий агент помещает сообщения для пользователя bob в нужный почтовый ящик, чтобы позднее Боб мог их прочитать. Этот шаг локальной доставки может включать перемещение сообщения между компьютерами при наличии разветвленной почтовой инфраструктуры.

В этом случае почта проходит от начального до конечного агента передачи за один шаг. На этапе пересылки нет промежуточных серверов. В то же время процесс доставки может повторяться несколько раз. Один из примеров мы уже привели (когда агент передачи сообщений применяет список рассылки). Сообщение приходит для списка адресатов, а затем рассматривается как письмо для каждого из перечисленных получателей и рассылается по индивидуальным адресам.

Еще один пример перенаправления почты выглядит следующим образом. Допустим, Боб окончил Массачусетский технологический институт и доступен по еще одному адресу: [email protected]. Вместо того чтобы собирать почту с разных аккаунтов, Боб может сделать так, чтобы почта, приходящая на данный адрес, переправлялась на [email protected]. В этом случае сообщения, отправленные на [email protected], будут доставляться дважды. Сначала они будут отсылаться на почтовый сервер alum.mit.edu, а затем — на сервер ee.uwa.edu.au. Каждый из этих шагов является полноценной отдельной доставкой, если мы рассматриваем их с точки зрения агентов передачи почтовых сообщений.

7.2.5. Окончательная доставка

Наше почтовое сообщение почти доставлено. Оно прибыло в почтовый ящик Боба. Осталось только передать копию сообщения пользовательскому агенту Боба, чтобы оно могло отобразиться. Это шаг 3 в архитектуре на илл. 7.9. Когда пользовательский агент и агент передачи почты работали на одном и том же компьютере и представляли собой всего лишь разные процессы, эта задача была несложной. Агент передачи почты просто записывал новые сообщения в конец файла почтового ящика, а пользовательский агент просто проверял файл почтового ящика на наличие новых сообщений.

Сегодня пользовательский агент на ПК, ноутбуке или мобильном телефоне обычно не размещается на почтовом сервере компании или провайдера, а в случае Gmail он точно расположен на другом устройстве. Пользователи хотят иметь доступ к своей почте вне зависимости от того, где они находятся: с рабочего или домашнего компьютера, с ноутбука в командировках или из интернет-кафе. Им нужна возможность работы без постоянного соединения с сетью, с периодическим подключением к интернету для приема и отправки сообщений. Более того, пользователь может запускать несколько агентов в зависимости от того, каким компьютером ему удобно пользоваться в данный момент. Несколько пользовательских агентов даже могут работать одновременно.

В данном случае пользовательский агент должен отображать содержимое почтового ящика и позволять работать с ним удаленно. Для этого может задействоваться несколько разных протоколов, но только не SMTP. SMTP основан на механизме push. Для передачи сообщения ему необходимо соединение с удаленным сервером. Таким образом, окончательная доставка не может быть осуществлена по двум причинам: из-за того, что почтовый ящик должен храниться на агенте передачи почты, и из-за того, что пользовательский агент может быть не подключен к интернету, когда SMTP пытается передать сообщение.

Протокол IMAP

Одним из главных современных протоколов для окончательной доставки является протокол доступа к электронной почте (Internet Mail Access Protocol, IMAP ). Четвертая версия этого протокола определена в спецификации RFC 3501 и ее многочисленных обновлениях. Чтобы использовать IMAP, почтовый сервер запускает IMAP-сервер, который проверяет порт 143. Пользовательский агент запускает IMAP-клиент. Этот клиент соединяется с сервером и начинает передавать команды из списка, приведенного на илл. 7.18.

Сначала клиент устанавливает защищенное соединение, если это возможно (для соблюдения конфиденциальности сообщений и команд), а затем вводит логин и пароль или как-то иначе авторизуется на сервере. После входа в систему можно воспользоваться множеством команд, чтобы просматривать папки и сообщения или их фрагменты, помечать письма галочками для дальнейшего удаления и сор­тировать их по папкам. Обратите внимание, что во избежание неразберихи мы в этой главе используем слово «папка» (folder), имея в виду, что почтовый ящик состоит из нескольких папок. Однако в спецификации IMAP вместо папки используется термин «почтовый ящик» (mailbox). Получается, что у пользователя есть много ящиков IMAP, каждый из которых он видит как папку.

Протокол IMAP предоставляет разнообразные функции, например, можно упорядочить почту не по порядку ее поступления, а по атрибутам писем («показать первое письмо от Алисы»). На сервере также могут быть инструменты поиска сообщений по заданным критериям; клиент увидит только выбранные письма.

Команда

Описание

CAPABILITY

Перечислить возможности сервера

STARTTLS

Установить защищенное соединение (TLS, см. главу 8)

LOGIN

Войти на сервер, используя имя пользователя и пароль

AUTHENTICATE

Авторизоваться иным способом

SELECT

Выбрать папку

EXAMINE

Выбрать папку, предназначенную только для чтения

CREATE

Создать папку

DELETE

Удалить папку

RENAME

Переименовать папку

SUBSCRIBE

Добавить папку к активному набору

UNSUBSCRIBE

Удалить папку из активного набора

LIST

Перечислить доступные папки

LSUB

Перечислить активные папки

STATUS

Узнать статус папки

APPEND

Добавить сообщение в папку

CHECK

Просмотреть состояние выбранной папки (что именно входит в понятие «состояние», зависит от конкретной реализации сервера). Создать контрольную точку для папки

FETCH

Просмотреть сообщения в папке

SEARCH

Найти сообщения, находящиеся в папке

STORE

Изменить метки сообщения

COPY

Сделать копию сообщения в папке

EXPUNGE

Удалить отмеченные сообщения

UID

Вызвать команды, используя уникальные идентификаторы

NOOP

Ничего не делать

CLOSE

Удалить помеченные сообщения и закрыть папку

LOGOUT

Выйти из системы и закрыть соединение

Илл. 7.18. Команды IMAP (версия 4)

IMAP — это улучшенная версия более раннего протокола окончательной доставки — протокола почтового отделения версии 3 (Post Office Protocol, version 3, POP3), описанного в RFC 1939. Протокол POP3 проще, но он поддерживает не так много функций и является менее безопасным при типичном использовании. Обычно почта загружается на компьютер с пользовательским агентом и не остается на почтовом сервере. Это облегчает жизнь серверу, но усложняет ее пользователю. Читать почту с нескольких устройств становится сложнее, а если компьютер с пользовательским агентом сломается, вся почта будет безвозвратно утеряна. Тем не менее POP3 все еще используется.

Кроме того, могут использоваться и частные протоколы, так как протокол работает между почтовым сервером и пользовательским агентом, который может разрабатываться одной компанией — производителем софта. Примером почтовой системы с частным протоколом является Microsoft Exchange.

Веб-почта

Популярной альтернативой IMAP и SMTP в деле предоставления почтовых услуг стало использование веб-интерфейса для отправки и получения сообщений. Широко применяются такие системы веб-почты (Webmail), как Google Mail, Microsoft Hotmail и Yahoo! Mail. Веб-служба электронной почты — это пример программного обеспечения (в данном случае почтового агента пользователя), которое предоставляется как интернет-служба.

В такой системе провайдер управляет почтовыми серверами как обычно, чтобы принимать сообщения для пользователей при помощи SMTP через порт 25. Однако пользовательский агент работает по-другому. Он является не отдельной программой, а пользовательским интерфейсом, который предоставляется через веб-страницы. То есть пользователи могут использовать любой понравившийся им браузер для доступа к своей почте и отправки новых сообщений.

Когда пользователь заходит на страницу Gmail, он видит форму, где нужно ввести учетное имя и пароль. Пароль и учетное имя отправляются на сервер для их подтверждения. Если вход в систему осуществлен корректно, сервер находит почтовый ящик пользователя и строит веб-страницу, на которой отображается содержимое ящика. Эта веб-страница отсылается на браузер клиента.

Пользователь может кликать по многочисленным элементам страницы, отображающей его почтовый ящик, так что сообщения можно читать, удалять и т.д. Чтобы интерфейс лучше откликался на действия пользователя, веб-страницы часто используют код на JavaScript. Они запускаются локально на компьютере пользователя в ответ на определенные события (например, клики мышкой) и могут загружать на сервер и подгружать с сервера сообщения в фоновом режиме, чтобы подготовить к показу следующее письмо или подать новое. В этой модели подача почты происходит при использовании обычных веб-протоколов с отправкой данных по URL. Веб-сервер помещает сообщения в обычную, уже описанную нами систему доставки почты. Для безопасности также могут использоваться стандартные веб-протоколы. Они заботятся о шифровании веб-страниц, а не о том, является ли содержание страницы почтовым сообщением.