9.1. Основи побудови та стандарти систем електронної пошти
Системи транспортування повідомлень між людьми за допомогою комп'ютерних систем відомі під назвою електронної пошти. Системи електронної пошти є прикладним програмним забезпеченням і їх створення та функціонування регламентується стандартом МККТТ Х.400. Взагалі засоби електронної пошти можна віднести до систем обробки повідомлень (СОП).
Електронна пошта має справу з електронними повідомленнями, у вигляді файлів, підготовленими з допомогою комп'ютерної техніки, які обробляються і транспортуються теж засобами обчислювальної техніки та зв'язку. В класичних поштових системах, як ми знаємо, поштові відправлення транспортуються в матеріальній формі (листи, бандеролі, посилки) автомобільним, залізничним чи повітряним транспортом.
Тому можна визначити електронну пошту як службу поштового зв 'язку в якій доставка поштових повідомлень здійснюється електронними методами за допомогою комп 'ютерів.
Система обробки повідомлень має забезпечити виконання наступних завдань:
> транспортування поштової кореспонденції;
> передавання та прийом повідомлень;
> адресацію.
Однією з головних особливостей систем обробки повідомлень с асинхронна природа зв'язку між користувачами. Саме вона забезпечує переваги:
•=> не потребує присутності учасників під час сеансу обміну інформацією. Особливо це може бути корисним у випадках різних часових поясів, коли зв'язок по телефону неможливий або незручний;
*=> з технічної точки зору побудована як мережа комутації повідомлень на всіх рівнях моделі, що забезпечує високий ступінь використання ресурсів, можливість перетворення форматів, кодів тощо.
Другою особливістю СОП є можливість ефективних двосторонніх і багатосторонніх зв'язків. Передача повідомлень, одночасно багатьом користувачам, забезпечується механізмом формування адреси на конверті або служби розподільних листів.
Третя особливість полягає в тому, що СОП є одною з складових системи автоматизації фінансових установ, яка забезпечує обмін повідомленнями, що створюються, обробляються, передаються, приймаються та зберігаються з допомогою електронних систем.
Очевидно, що за таких умов СОП може взаємодіяти з різними обчислювальними мережами. Тому для з'єднання різних мереж необхідний шлюз.
0 Шлюз - це устаткування, що призначене для з'єднання двох мереж:, які є різними за адресацією, протоколами чи форматами даних. Можна виділити наступні типи шлюзів:
ез= протокольний шлюз, що призначений для з'єднання мереж передачі даних з різними протоколами шляхом перетворення сервісних елементів однієї мережі в сервісні елементи іншої;
т- адресний шлюз - об'єднує мережі з різними системами адресації;
в®1 шлюз форматів - забезпечує перетворення форматів різних стандартів систем електронної пошти (МККТТ Х.400, UUCP) та первинних кодів (ASCII, EBDIC).
Визначимося з поняттям адресації в електронній пошті. Нехай ідентифікатор- однозначно визначає ресурс, який належить певному власнику чи системі, котра формується визначеним простором імен або ідентифікаторів. Адреса - визначає місце розташування ресурсу відносно системи адресації, яка формується визначеним адресним простором. Шлях - указує на те, як знайти ресурс. Для цього використовуються наступні методи маршрутизації:
^> маршрутизація від джерела, коли відправник повідомлення не визначає весь шлях проходження повідомлення. В даному випадку він користується інформацією про структуру мережі і каналів зв'язку між вузлами;
Ч> внутрішня маршрутизація, коли відправник не визначає маршрут доставки повідомлення одержувачу. В даному випадку діє система відображення маршруту для того, щоб в кожному транзитному вузлі автоматично визначався шлях до наступного вузла.
Протокол Х.400 - набір рекомендацій щодо побудови систем передачі електронних повідомлень, яка не залежить від операційних систем та апаратних засобів, що використовуються. Рекомендації Х.400 охоплюють усі аспекти побудови середовища управління повідомленнями: термінологію, компоненти і схеми їх взаємодії, протоколи керування і передачі даних, формати повідомлень і правила їх перетворень.
Рекомендації Х.400 опираються на семирівневу модель і сімейство протоколів відкритих систем OSIOpen System Interconnect) Міжнародної організації із стандартів ISO в таблиці №9.1. Відповідно до цієї моделі, кожний з рівнів використовує сервіси тільки того рівня, що знаходяться безпосередньо під ним і нанадає сервіси тільки тому рівню, що знаходиться безпосередньо над ним. (
ТаблицяМ 9.1. Семирівнева модель OSI з прикладами протоколів
| Рівень моделі | Приклад протоколу |
| Прикладний рівень | Х.400 |
| Рівень подання даних | Х.409 |
| Рівень сеансів | Х.225 |
| Транспортний рівень | ТСРЛР |
| Мережевий рівень | Х.25 |
| Канальний рівень | HDLC |
| Фізичний рівень | RS-232 |
Перші чотири рівні - від фізичного до транспортного - відповідають за організацію середовища передачі даних. Реалізуються вони програмно-апаратними засобами, частково як сервіси ядра операційної системи. Верхні три рівні призначені для використання операційною системою і прикладними програмами.
Для поділу вхідного потоку даних між додатками на кожному з рівнів - транспортному (Transport), сеансовому (Session) та подання (Presentation) - використовується механізм точок доступу (Acces point). Кожна точка доступу має ідентифікатор чи селектор (Selector), що може бути або символьним рядком або послідовністю цифр.
Розглянемо схему побудови середовища управління поідомленнями (Messaging Handling Environment - HMS) рис.9.1.
Як бачимо, середовище управління повідомленнями - це об'єднання систем управління повідомленнями, що можуть бути довільно пов'язані між собою з допомогою шлюзів та мереж передачі даних. Кожна з систем управління повідомленнями складається з наступних компонентів:
■=> агент користувача (User agent) - підсистема, що виступає в ролі клієнта в процесі обміну поштовими повідомленнями. Клієнт може бути як реальним користувачем так і процесом, що використовує сервісні послуги електронної пошти;
=> агент передачі повідомлень (Message Transfer Agent — МТА) -
підсистема, що забезпечує обмін повідомленнями з агентами користувачів або зовнішніми і локальними агентами передачі повідомлень; ■=> системи передачі повідомлень (Message Transfer System - MTS)
- підсистеми до складу якої входить один чи декілька МТА і виконує
функції прийому, доставки і тимчасового збереження повідомлень;
0 сховища повідомлень (Message Store - MS) - підсистема, що
забезпечує передавання, прийом та збереження повідомлень від агентів
користувачів та агентів передачі повідомлень.
Кожна з нині відомих поштових систем використовує один з чотирьох відомих способів взаємодії. Розглянемо способи взаємодії між агентом користувача, агентом передачі повідомлень та системою передачі повідомлень рис.9.1.:
1 - Відправлення повідомлення агентом користувача через
сховище. Кінцевий користувач, через свого агента користувача, розмі
щує повідомлення призначене для доставки іншому користувачеві,
безпосередньо в сховище повідомлень, звідки воно вибирається локаль
ним агентом передачі повідомлень і передається далі за вказаним
маршрутом;
2 - Відправлення повідомлення агентом користувача через
агента передачі повідомлень. Повідомлення передається відразу
агентом користувача до агента передачі повідомлень, а далі достав
ляється його засобами.
3 - Одержання повідомлення агентом користувача зі сховища
|
|
| Рис.9.1. Схема побудови середовища управління повідомленнями. |
- агент передачі повідомлень здійснює доставку повідомлень в сховище або поштову скриньку користувача для подальшої обробки агентом користувача.
4 - Одержання повідомлення агентом користувача від агента передачі повідомлень. Агент користувача не має безпосереднього доступу до сховища і для одержання повідомлень звертається відразу до агента передачі повідомлень.
Стандартом Х.400 визначені також наступні важливі компоненти:
■=> списки розсилання (Distribution Lists -DL), що містять перелік членів, кожний з яких може бути або користувачем системи управління повідомленнями, або іншим списком розсилання;
■=> блок доступу (Access Unit — AU) - пристрій, що забезпечує сполучення з зовнішнім середовищем передачі даних, наприклад з телексом чи телетайпом і відомий як шлюз (Gateway);
Каталог (Directory), що призначений для збереження інформації про об'єкти, що входять до складу системи управління повідомленнями.
Для опису формату повідомлення в рекомендаціях стандарту Х.400 була прийнята парадигма конверта та змісту, що характерна для традиційних поштових систем рис.9.2. Конверт містить вичерпну інформацію про те, куди і кому повинен бути доставлений лист, зворотна адреса відправника і позначка про терміновість доставки. На основі інформації, зазначеної на конверті, середовище доставки виконує необхідну маршрутизацію і передачу з можливим транзитним збереженням. В ролі таких транзитних і транспортних засобів виступають агенти передачі повідомлень.
|
|
| Рис.9.2. Структура повідомлень за стандартом Х.400. |
Вкладення конверта складається із заголовка (header) та тіла (body) повідомлення. Заголовок містить у собі копію інформації, що зазначена на конверті і додаткові поля, що визначають розширені властивості повідомлення. Тіло може бути складеним і включати різні типи інформації такі як плоский текст, графіка, документи різних форматів, вкладені повідомлення.
Ще один тип змісту повідомлень Х.400 - це міжперсональна нотифікація, яка призначена для автоматичного повідомлення відправника про факт доставки та розкриття посланого ним повідомлення. Фактично мова йде про отримання відправником поштових квитанцій щодо отримання кореспонденції на вузлі користувача та прочитання її.
Рис.9.3. Архітектура системи обробки повідомлень Х.400.
Архітектура системи обробки повідомлень має багатошарову структуру, що похожа на цибулину рис.9.3. Внутрішня частина системи складається із системи пересилки повідомлень, і є сукупністю вузлів агентів пересилки повідомлень (АПП).
Наступний шар складається із сукупності агентів користувачів (АК) і є сполучним процесом між користувачем (К) і СОП. Сукупність агентів користувачів виконує функції введення повідомлень від відправника в СОП і доставку повідомлення з СОП користувачу, а також ряд функцій, що пов'язані з обробкою повідомлень. Сукупність шару агентів пересилки повідомлень і шару агентів користувача утворює систему обробки повідомлень. Зовнішній шар СОП утворюється самими користувачами, які використовують СОП для обміну повідомленнями. Важливу роль для користувача мають сховища повідомлень як буферні накопичувачі поштової інформації.
Багатошарова архітектура не містить ніяких обмежень щодо фізичної організації різних об'єктів в СОП. Тому фактично може мати необмежену кількість варіантів організації системи обробки повідомлень. Розглянемо деякі варіанти фізичної реалізації об'єктів в СОП.
Найпростіший приклад - це варіант реалізації агента передачі повідомлень і двох агентів користувача на одному комп'ютері рис.9.4. В даному випадку користувачі можуть використовувати прості термінали, що складаються з монітора та клавіатури.
Рис.9.4. Варіант реалізації АПП і двох АК на одному комп'ютері.
|
|
| Рис.9.5. Варіант СОП на два комп'ютери з розподілом функцій. |
На рис.9.5. наведена СОП на два комп'ютери, з розподілом функцій системи обробки повідомлень. Як бачимо в першій частині агенти користувача та агенти передачі повідомлень суміщені на одному комп'ютері, що дозволяє користувачу застосовувати простий термінал. Ліворуч система містить агента передачі повідомлень та одне або декілька сховищ повідомлень. У цьому випадку функції агента користувача будуть реалізовані в терміналі користувача (ТК), який повинен виконувати функції обробки повідомлень і має бути персональним комп'ютером.
Як правило, на практиці, використовуються більш складні варіанти реалізації СОП, коли підключаються різні класи терміналів рис.9.6. В даному випадку система лівої частини СОП реалізує тільки функції агентів користувача, а права частина містить усі компоненти СОП: агента передачі повідомлень, сховище повідомлень і агента користувача.
Рис.9.6. Варіант фізичної реалізації СОП з різними класами терміналів.
В Україні на початку 1994 року було введено в експлуатацію національну систему обробки повідомлень "Укрмейл", що відповідає вимогам протоколу Х.400 і яку використовує як транспортне середовище національна мережа передачі даних з комутацією пакетів "УкрПак". Технічні засоби забезпечують цілодобовий режим функціонування мережі і потребують від абонента програмного забезпечення, що на логічному рівні складається з комунікаційного та інтерфейсного модулів.
Комунікаційних модуль забезпечує доступ до сховища повідомлень через мережу "УкрПак" з використанням прийнятих стандартів як наприклад асинхронний Dial-UP, асинхронний Х.28 чи синхронний Х.25.
Інтерфейсний модуль надає користувачу інтуїтивно зрозумілий інтерфейс взаємодії з СОП і функціонально виконує:
•=> пошук та перегляд повідомлень в сховищі повідомлень, на сервері в абонентській скриньці;
•=> приймання повідомлення на власний комп'ютер, залишаючи повідомлення в поштовій скриньці;
^> на відстані переглядати повідомлення або його конверт, не приймаючи його на власний ПК;
°=> ведення власних адресних книг користувачів;
^> передачу без змін отриманого повідомлення іншому користувачу;
*=> автоматично готувати відповідь на отримане повідомлення;
^ формувати списки розсилання групі абонентів;
о готувати та розсилати повідомлення різних типів даних.
Протокол SMTP (Simple Message Transfer Protocol) був запропонований для обміну даними між поштовими серверами в операційній системі UNIX. У термінах моделі OSI протокол SMTP перебуває на рівні додатків і може взаємодіяти тільки через транспортний протокол TCP/ IP.
Спочатку SMTP системи призначалися для передачі повідомлень в текстовому форматі і не були орієнтовані на передачу символів національних алфавітів. В наш час SMPT системи активно розвивалися в напрямках розширення протоколу спілкування сервер-сервер, створення та поліпшення протоколу спілкування клієнт-сервер, розширення нового формату повідомлень (МІМЕ).
Повідомлення SMTP, подібно до повідомлення Х.400, використовує поняття конверта, змісту, що має заголовок і тіло.Поля не є обов'язковими, але як правило зазначаються поля кому, від кого та тема. Склад полів у заголовку визначається форматом Unicode або Mime.
Особливістю SMPT систем є незалежність процесу передачі від формату змісту та незахищеність повідомлень щодо конфіденційності.
Враховуючи переваги та недоліки різних систем електронної пошти з'явились так звані гібридні системи електронної пошти (MS Exchange Server), що поєднали в собі кращий досвід своїх попередників і добавили ряд нових функціональних можливостей.
В основу даної системи закладені, з одного боку, зручність, простота використання, характерні для фінансових та комерційних структур, з іншого - потужність засобів комунікацій, що спираються на загальновизнані стандарти, такі як Х.400 і SMTP.