6. Протоколы электронной почты. Обзор почтовых протоколов.

Электронная почта существуют уже более двух десятилетий: до 1990 года она использовалась преимущественно в научных организациях, в 90-е - получила широкую известность и стала использоваться повсеместно. По самым скромным оценкам в мире более 50 миллионов человек пользуются услугами электронной почты. В целом же трафик электронной почты занимает только 3.7% всего сетевого. Как и любой форме коммуникаций, электронной почте присущ определенный стиль и набор соглашений. В частности, общение по электронной почте носит неформальный и демократичный характер.

Электронная почта даёт возможность посылать и получать сообщения, отвечать на письма корреспондентов автоматически, используя их адреса, рассылать копии письма сразу нескольким получателям, переправлять полученное письмо по другому адресу, использовать вместо адресов (числовых или доменных имен) логические имена, создавать несколько подразделов почтового ящика для разного рода корреспонденции, включать в письма текстовые файлы, пользоваться системой "отражателей почты" для ведения дискуссий с группой ваших корреспондентов и т.д.

Развитие технологии Internet привело к появлению современных протоколов для обмена сообщениями, которые предоставляют большие возможности для обработки писем, разнообразные сервисы и удобство в работе. Так, например, протокол SMTP, работающий по принципу клиент-сервер, предназначен для отправки сообщений с компьютера к адресату. Обычно доступ к серверу SMTP не защищается паролем, так что можно использовать для отправки писем любой известный сервер в сети. В отличие от серверов для отправки писем, доступ к серверам для хранения сообщений защищается паролем. Поэтому необходимо использовать сервер или службу, в которой существует учётная запись. Эти серверы работают по протоколам POP и IMAP, которые различаются способом хранения писем.

В соответствии с протоколом POP3 поступающие на определенный адрес сообщения хранятся на сервере до того момента, пока они не будут в течение очередного сеанса загружены на компьютер. После загрузки сообщений, можно отключиться от сети и приступить к чтению почты. Таким образом, использование почты по протоколу POP3 является наиболее быстрым и удобным в использовании.

Протокол IMAP удобен тем людям, которые пользуются постоянным подключением к сети. Сообщения, поступившие на адрес, также хранятся на сервере, но, в отличие от POP3, при проверке почты сначала будут загружены только заголовки сообщений. Само письмо можно будет прочитать после выбора заголовка сообщения (оно загрузиться с сервера). Ясно, что при коммутируемом соединении работа с почтой по этому протоколу приводит к неоправданным потерям времени.

Существует несколько протоколов приема передачи почты между многопользовательскими системами.

Краткое описание некоторых из них:  SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - это сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP, причем передача должна быть обязательно инициирована самой передающей системой.  POP, POP2, POP3 (Post Office Protocol) - три достаточно простых невзаимозаменяемых протокола, pазpаботанные для доставки почты пользователю с центрального mail-сеpвеpа, ее удаления с него и для идентификации пользователя по имени/паролю. POP включает в себя SMTP, который используется для передачи почты, исходящей от пользователя. Почтовые сообщения могут быть получены в виде заголовков, без получения письма целиком.  IMAP2, IMAP2bis, IMAP3, IMAP4, IMAP4rev1 (Internet Message Access Protocol).

IMAP осуществляет хранение почты на сеpвеpе в файловых диpектоpиях, а также предоставляет клиенту возможность производить поиск строк в почтовых сообщениях на самом сеpвеpе.

IMAP2 - используется в редких случаях.

IMAP3 - несовместимое ни с чем pешение, не используется.

IMAP2bis - pасшиpение IMAP2, позволяет сеpвеpам pазбиpаться в MIME-стpуктуpе (Multipurpose Internet Mail Extensions) сообщения, используется до сих пор.

IMAP4 - пеpеpаботанный и pасшиpенный IMAP2bis, который можно использовать где угодно.

IMAP4rev1 - pасшиpяет IMAP большим набором функций, включая те, котоpые используются в DMSP (Distributed Mail System for Personal Computers).

ACAP (Application Configuration Access Protocol) - протокол, pазpаботанный для работы с IMAP4; добавляет возможность поисковой подписки и подписки на доски объявлений, почтовые ящики и используется для поиска адресных книг.

DMSP (или PCMAIL) - протокол для приема/отправки почты, особенность которого заключается в том, что пользователь может иметь более одной рабочей станции в своем пользовании. Рабочая станция содержит статусную информацию о почте, диpектоpию, через которую происходит обмен, которая при подключении к серверу обновляется до текущего состояния на mail-сеpвеpе.

MIME - стандарт, определяющий механизмы для отправки разного рода информации с помощью электронной почты, включая текст на языках, отличных от английского, для которых используются символьные кодировки, отличные от ASCII, а также 8-битный бинарный контент, такой как картинки, музыка, фильмы и программы.

Схема работы почтовых протоколов стека TCP/IP

SMTP

В Интернете для доставки электронной почты машина-источник устанавливает TCP-соединение с портом 25 машины приемника. Этот порт прослушивается почтовым демоном, и их общение происходит с помощью протокола SMTP (Simple Mail Transfer Protocol простой протокол электронной почты). Этот демон принимает входящие соединения и копирует

сообщения из них в соответствующие почтовые ящики. Если письмо не возможно доставить, отправителю отправляется сообщение об ошибки, содержащее первую часть этого письма.

MTA (Mail Transfer Agent) - агент передачи почты - является основным компонентом системы передачи почты Internet, который представляет данный сетевой компьютер для сетевой системы электронной почты. Обычно пользователи работают не с MTA, а с программой MUA (Mail User Agent) - клиентом электронной почты. Схематично принцип взаимодействия показан на рисунке.

Протокол SMTP представляет собой простой ASCII протокол. Установив ТСР-соединение с портом 25. передающая машина выступающая в роли клиента, ждет запроса принимающей машины, работающей в режиме сервера. Сервер начинает диалог с того что посылает текстовую строку, содержащую его идентификатор и сообщающую о его готовности (или неготовности) к приему почты. Если сервер не готов, клиент разрывает соединение и продолжает попытку позднее.

POP

Post Office Protocol Version 3 - протокол почтового отделения, версия 3 - это сетевой протокол, используемый почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера. Обычно используется в паре с протоколом SMTP.

Предыдущие версии протокола (POP, POP2) устарели. Альтернативным протоколом для сбора сообщений с почтового сервера является IMAP. По умолчанию использует TCP-порт 110. Существуют реализации POP3-серверов, поддерживающие TLS и SSL.

После установки соединения протокол РОР3 проходит три последовательных состояния

Авторизация клиент проходит процедуру аутентификации

Транзакция клиент получает информацию о состоянии почтового ящика, принимает и удаляет почту.

Обновление сервер удаляет выбранные письма и закрывает соединение.

Не смотря на то, что протокол РОР3 действительно поддерживает возможность получения одного или нескольких писем и оставления их на сервере, большинство программ обработки электронной почты просто скачивают все письма и опустошают почтовый ящик на сервере.

IMAP

Пользователю, имеющему одну учетную запись у одного провайдера и всегда соединяющегося с провайдером с одной и той же машины, вполне достаточно протокола РОР3. Этот протокол используется повсеместно благодаря его простоте и надежности. Но у многих пользователей есть одна учетная запись в учебном заведении или на работе, но они хотят иметь к ней доступ и из дома, и с места работы (учебы), и во время командировки те из разных мест. Хотя протокол РОР3 и позволяет разрешить такую ситуацию. Но проблема в том что при таком использовании электронной почты вся корреспонденция пользователя очень быстро распространится по случайным машинам, с которых он получал доступ в Интернет, и некоторые из этих компьютеров могут вообще не принадлежать пользователь.

Это неудобство привело к созданию альтернативного протокола для получения почты, IMAP.

IMAP (англ. Internet Message Access Protocol) - интернет-протокол прикладного уровня для доступа к электронной почте.

IMAP предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном сервере. Почтовая программа, использующая этот протокол, получает доступ к хранилищу корреспонденции на сервере так, как будто эта корреспонденция расположена на компьютере получателя. Электронными письмами можно манипулировать с компьютера пользователя (клиента) без необходимости постоянной пересылки с сервера и обратно файлов с полным содержанием писем.

IMAP был разработан для замены более простого протокола POP3 и имеет следующие преимущества по сравнению с последним:

Письма хранятся на сервере, а не на клиенте. Возможен доступ к одному и тому же почтовому ящику с разных клиентов. Поддерживается также одновременный доступ нескольких клиентов. В протоколе есть механизмы с помощью которых клиент может быть проинформирован об изменениях, сделанных другими клиентами.

Поддержка нескольких почтовых ящиков (или папок). Клиент может создавать, удалять и переименовывать почтовые ящики на сервере, а также перемещать письма из одного почтового ящика в другой.

Возможно создание общих папок, к которым могут иметь доступ несколько пользователей.

Информация о состоянии писем хранится на сервере и доступна всем клиентам. Письма могут быть помечены как прочитанные, важные и т. п.

Поддержка поиска на сервере. Нет необходимости скачивать с сервера множество сообщений для того чтобы найти одно нужное.

Поддержка онлайн-работы. Клиент может поддерживать с сервером постоянное соединение, при этом сервер в реальном времени информирует клиента об изменениях в почтовых ящиках, в том числе о новых письмах.

Предусмотрен механизм расширения возможностей протокола.

Текущая версия протокола имеет обозначение IMAP4rev1 (IMAP, версия 4, ревизия 1). Протокол поддерживает передачу пароля пользователя в зашифрованном виде. Кроме того, IMAP-трафик можно зашифровать с помощью SSL.