Структура и стандарты электронной почты

Существует большое количество вариантов организации электронной почты и некоторое число стандартов де-юре и де-факто. Основными международными стандартами почтовых систем являются стандарты X. 400 на структуру систем электронной почты и алгоритмы взаимодействия их различных компонентов, и X.500, определяющий требования к справочной системе почтовой службы, хранящей в иерархической форме данные о адресах и других атрибутах клиентов электронной почты. Кроме стандартов Х.400 и X. 500 существуют и другие стандарты, среди которых наибольшее распространение получил стандарт Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) с расширением MIME, позволяющим присоединять мультимедийные файлы к текстовым почтовым сообщениям. Популярность SMTP/MIME объясняется его использованием в сети Internet, переживающей сейчас новый этап бурного развития. Кроме упомянутых стандартов, распространены фирменные почтовые стандарты компаний Microsoft, Novell и IBM/Lotus, что объясняется их доминированием на рынке почтовых систем для локальных сетей (рисунок 18.2).

Рис. 18.2. Распределение объемов продаж мирового рынка систем электронной почты для ЛВС

В состав электронной почты любого стандарта, как правило, входят следующие функциональные подсистемы:

• агент пользователя,

• служба каталогов,

• транспортная служба или агент пересылки сообщений (МТА),

• подсистема хранения сообщений,

• программные шлюзы к другим почтовым системам.

Пользователь непосредственно взаимодействует с таким компонентом электронной почты как агент пользователя) который размещается в его настольном компьютере. Пользовательский агент - это центральный командный пункт электронной почты, с его помощью пользователь получает, отправляет и перемещает сообщения, строит свой список адресатов, получает доступ к общим спискам адресатов.

Для того, чтобы электронная почта могла быть использована в корпоративных сетях, ее пользовательские агенты должны уметь работать в различных настольных операционных средах, включая DOS, Windows, OS/2, Mac и Unix. В этом случае пользователь работает с тем интерфейсом, к которому он привык.

Желательно, чтобы пользовательские агенты работали с разнообразными типами сообщений: текстами, графическими изображениями, факсами, мультимедийными сообщениями. Другим ключевым свойством пользовательского агента является защита данных: многие пакеты обеспечивают шифрацию сообщений и почти все поддерживают доступ по паролю,

Кроме агентов пользователей, в корпоративной электронной почте должны присутствовать еще два важных компонента: шлюзы и служба каталогов. Шлюзы обеспечивают взаимодействие между различными почтовыми системами, например, между почтовыми системами компьютеров Macintosh и почтовыми системами мейнфреймов, а служба каталогов представляет собой адресную книгу, в которой указаны почтовые адреса пользователей.

Служба каталогов предназначена для решения двух задач. Во-первых, она позволяет отправителю просмотреть список возможных адресатов и вставить нужное имя в соответствующее поле своего сообщения. Во-вторых, служба каталогов предоставляет службе транспорта сообщений правильный адрес назначения или маршрутный адрес. В каталоге почты могут также храниться данные, относящиеся к приложениям, например, название текстового редактора, с которым работает пользователь. Это дает возможность автоматически загружать документ в текстовый редактор получателя.

Транспортная служба или агент пересылки сообщений электронной почты осуществляет маршрутизацию или перемещение сообщений в пункт назначения. Она может быть реализована просто в виде процесса в узле-клиенте, пересылающего сообщение в новый файл или формирующего во входном ящике получателя указатель на данное сообщение в совместно используемом файле. Другой вариант реализации службы транспорта - это активный процесс маршрутизации, выполняемый на сервере, который пересылает сообщение от отправителя к получателю или в шлюз к системе получателя. Первый вариант называется реализацией почты в модели файл-сервера и используется в небольших почтовых системах для локальных сетей. Второй вариант соответствует почтовой модели клиент-сервер и используется в корпоративных почтовых системах.

Передача сообщения в системе с совместным использованием файлов включает следующие этапы:

• Клиент-отправитель формирует текст сообщения.

• Служба каталогов на клиентской машине-отправителе обращается к файлу каталога на сервере, осуществляет поиск имени и адреса назначения.

• Клиент-отправитель помещает сообщение в хранилище сообщений электронной почты, представляющее собой файл на сервере.

• Клиент-получатель запрашивает свой почтовый ящик (файл на сервере) и извлекает сообщение.

В модели клиент/сервер функции передачи сообщений распределяются между клиентскими машинами и одним или несколькими серверами: клиенты выполняют формирование и чтение сообщений, а сервер осуществляет поиск имен и адресов в почтовом каталоге. перемещает сообщения из одного места в другое, а также реализует шлюзовые услуги. Функционирование электронной почты в соответствии с архитектурой клиент/сервер включает следующие этапы:

• Клиент-отправитель формирует сообщение.

• Клиент-отправитель обращается к службе каталогов, располагающейся на сервере, для получения имени и адреса получателя.

• Клиент-отправитель направляет сообщение в выходной ящик отправителя (файл на сервере),

• Маршрутизатор сообщений, выполняемый на сервере, помещает данные во входной ящик получателя (файл на сервере) и извещает об этом клиента-получателя.

Во многих отношениях использование модели клиент/сервер является более перспективным, особенно для сетей масштаба предприятия. Это объясняется несколькими ее преимуществами по сравнению с моделью совместного использования файлов:

1. Для модели клиент/сервер характерна более высокая производительность и расширяемость, что связано с использованием средств RPC, уменьшающих время обработки сообщений и интенсивность сетевого графика, в то время, как в модели с разделяемыми файлами клиент использует более медленный протокол сетевой файловой системы.

2. В модели клиент/сервер не предусматривается передача по сети файлов сообщений и каталогов, так как вся обработка сосредоточена на сервере, а в системах с разделяемыми файлами каждый клиент должен читать содержимое хранилища сообщений.

3. Наличие процессов административного управления на сервере в модели клиент/сервер позволяет передавать пользователям и администраторам аварийные и предупреждающие сигналы (например, при сбое шлюза или при возникновении ошибки согласования каталогов) через электронную почту.

Эта архитектура, в принципе, делает возможной круглосуточную работу почты, без остановок для выполнения обычных функций технического обслуживания, резервного копирования и администрирования.

Главным достоинством систем электронной почты, построенных на основе совместно используемых файлов, является простота: любой клиент может запустить всю систему целиком, обладая только правом доступа к файл-серверу.

Службы каталогов электронной почты могут основываться на распределенных базах данных. Распределенная база данных предполагает наличие нескольких копий каталога в различных узлах сети. Отсюда вытекают проблемы согласования (или, другими словами, синхронизации) различных копий данных, общих для любых распределенных баз данных.

По мере развития локальных сетей появилось большое количество несовместимых почтовых систем, так что в рамках большой корпорации невозможно ограничиться использованием какой-либо одной системы. Такая ситуация привела к созданию большого количества шлюзов электронной почты. Фактически, шлюз - это выделенный персональный компьютер, укомплектованный сетевым адаптером и модемом, через который происходит выход в электронную почту.

Шлюз выполняет простой набор функций: он регистрируется в сети как любой другой клиент, загружает выполняемый файл, обнаруживаемый им на сервере, а затем начинает работать как электронный почтальон. Он пересылает сообщения между серверами, использующими одинаковые системы электронной почты, и выполняет дополнительные операции по преобразованию сообщений между разнородными системами электронной почты, а также предоставляет удаленным пользователям возможность отправки и приема своей корреспонденции. В больших сетях часто устанавливаются два типа шлюзов. Внутренние шлюзы используются исключительно для транспортировки сообщений между серверами в рамках отдельной локальной сети; внешние шлюзы отвечают за обслуживание удаленных пользователей и территорий.

Пакеты шлюзовых программ производятся как разработчиками систем электронной почты, так и третьими фирмами. Шлюзы с интерфейсами X.400, MHS или SMTP могут выполнять роль связующих звеньев при организации единой сети предприятия, региональной сети или глобальной сети. Ниже (в таблице 18.1.) перечислены наиболее популярные шлюзовые пакеты.

Таблица 18.1.

Пакет электронной почты	Название шлюза	Платформа шлюза
Lotus cc:Mail	Router (MHS) Link to SMTP Link to UNIX Mail (UUCP) PROFSlink	DOS, OS/2 DOS DOS OS/2
MS Mail for PC Networks	Gateway to X.400 Gateway to SMTP Gateway to MHS	DOS DOS DOS
NetWare Global MHS Oracle* Mail (Office)	SNADS Message Service Gateway/Host Access to IBM PROFS SNADS for Global MHS X.400 Gateway UNIX Mail Gateway	DOS, OS/2 NetWare NetWare NetWare, UNIX, VMS, MVS UNIX

С увеличением числа удаленных пользователей, работающих с электронной почтой, количество шлюзов начинает резко возрастать.

С ростом числа удаленных пользователей увеличивается вероятность отказа в доступе к сети из-за занятости телефонного канала. В этой ситуации необходимо устанавливать дополнительные шлюзы (для адекватной обработки имеющейся нагрузки). Пока число вводимых устройств невелико - это неплохое решение, поскольку ведет к сокращению времени доставки сообщений. Однако по мере роста количества новых шлюзов начинают возникать свои проблемы, на которых мы не будем останавливаться. С течением времени у пользователей возникает потребность в обращении к системам электронной почты других разработчиков: MCI Mail, Easy Link и Wang Office. Для реализации такой задачи также требуются дополнительные шлюзы.

Вскоре начинает обнаруживаться, что с каждой новой системой появляется еще один шлюз. Сегмент локальной сети, к которому он добавляется, уже перегружен, центр хранения информационных сообщений постоянно переполнен. По иронии судьбы, для решения этой проблемы (наличия избыточного оборудования) приходится устанавливать дополнительное устройство - коммуникационный сервер, который, в сущности, представляет собой набор шлюзов.

Коммуникационный сервер, как правило, имеет корпус, в который устанавливается накопитель на жестком диске и ряд процессоров (обычно разновидности Intel 80386 и 80486. хотя встречаются и Motorola 68030 и 68040). Каждый процессор обрабатывает на сервере файлы, проходящие через шлюз (следовательно, каждый процессор заменяет выделенный PC, функционирующий в качестве шлюза). Предусматривается загрузка в процессор резидентной программы, поддерживаемой сетевой системой управления, предоставляемой разработчиком коммуникационного сервера. Благодаря этой возможности, администратор почтовой службы в состоянии наблюдать с центральной консоли за работой всех шлюзов, входящих в состав коммуникационного сервера.