Sieci Komputerowe - laboratorium

T1. Poczta elektroniczna - zasada działania, protokoły: SMTP, POP3, IMAP4.


Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z najpowszechniej używanym narzędziem w sieci Internet.


Przygotowanie do ćwiczenia:

Dla wielu z nas nie ma żadnego znaczenia, w jaki sposób działa poczta elektroniczna - najważniejsze, że na ekranie komputera pojawiają się listy znajdujące się w naszej skrzynce pocztowej. Jednak odrobina wiedzy na temat procesów zachodzących za kolorowymi ekranami programów może okazać się interesująca nie tylko dla programistów. W ramach przygotowania do ćwiczenia proponuję zapoznać się z następującymi hasłami:

Internet, słowo to napisane wielką literą (Internet) oznacza ogólnoświatową sieć komputerową, będącą połączeniem tysięcy sieci lokalnych z całego świata. Podwaliny pod jej powstanie położono na początku lat 60., kiedy amerykańska firma RAND Corporation prowadziła badania nad możliwością dowodzenia i łączności w warunkach wojny nuklearnej. Na podstawie jej raportów podjęto badania nad skonstruowaniem sieci komputerowej mogącej funkcjonować pomimo zniszczenia jej części np. w wyniku ataku atomowego.

Badania prowadzono w ramach projektów DARPA, ich efektem było powstanie prototypowej sieci ARPA-net i opracowanie podstawowych koncepcji technicznych, z których głównymi były: pakietowy system przesyłania informacji (informacja dzielona jest na małe porcje z których każda przesyłana jest niezależnie, a następnie składana w całość) i decentralizacja, czyli równorzędne traktowanie komputerów w sieci (przez co nie istnieje centrum, którego uszkodzenie niszczyłoby całą sieć).

Pierwsze prototypowe fragmenty sieci powstały w latach 1966-1967, a w 1969 roku połączyły cztery amerykańskie centra akademickie. Zaczęto wtedy opracowywać szczegóły techniczne protokołów komunikacyjnych. W 1973 roku sieć przekroczyła granice Ameryki i dołączono do niej pierwsze dwa komputery w Europie. W 1974 roku Ray Tomlinson stworzył program do przesyłania elektronicznych wiadomości w Internecie, wtedy też został wysłany pierwszy e-mail.

Nazwy Internet użyli w 1974 Vint Cerf i Bob Kahn w artykule w Transmission Control Protocol. Stopniową techniczną ewolucję sieci (np. przejście na znacznie wydajniejsze protokoły komunikacyjne) uwieńczyło w końcu lat 80. i w latach 90., przejęcie opieki nad rozwojem sieci przez NFS (National Science Foundation). Projekt wzbudzał ogromne zainteresowanie środowisk uniwersyteckich nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale i na całym świecie. W celu ułatwienia wymiany informacji naukowej powstawały w latach 80. sieci wzorowane na ARPA, m.in.: przeznaczony dla potrzeb środowisk naukowych BITNET, EARN i CSNET, które z czasem, pozostając administracyjnie odrębnymi, otwarły się na Internet.

Szacuje się, że w 1991 w ramach Internetu funkcjonowało 5000 sieci skupiających 700 tysięcy komputerów, z których korzystało ok. 4 mln użytkowników. Był to także rok powstania najpopularniejszej z dotychczas wykorzystywanych usług internetowych - WWW. Obecnie (1999/2000) dostęp do sieci ma ponad 300 mln ludzi we wszystkich krajach świata. Nie ma organizacji, która kontrolowałaby Internet. Każda podsieć, wchodząca w skład sieci, ma swych administratorów.

Najpopularniejszymi usługami w sieci Internet są e-mail, WWW, FTP, IRC i ICQ.

Poczta elektroniczna, e-mail, jeden z najważniejszych sposobów komunikacji poprzez sieć Internet. Polega na przekazywaniu listów elektronicznych, czyli wiadomości tekstowych, dodatkowo opatrzonych adresem e-mail odbiorcy, nadawcy, a także dodatkowymi informacjami. Oprócz tekstu, listy mogą także zawierać pliki dowolnych formatów (obrazy, dźwięki, pliki danych i inne) przesłane jako załączniki. Nazwa E-mail (niekiedy zapisywana jako email) oznacza także pojedynczą wiadomość poczty elektronicznej. Do wysyłania i odbierania poczty elektronicznej używa się specjalnych programów pocztowych.

Adres e-mail, adres, który pozwala wysłać wiadomość poczty elektronicznej do dowolnego użytkownika w sieci Internet. Składa się on z dwóch części. Pierwszą z nich jest nazwa (identyfikator) adresata, następnie po znaku @ (w języku angielskim at, w języku polskim przy) następuje identyfikator komputera, na którym posiada on konto pocztowe zakończony oznaczeniem typu domeny (com - komercyjne, edu - edukacyjne, gov - organizacje rządowe, org - organizacje pozarządowe, mil - wojsko, net - organizacje sieciowe) oraz kraju (Polskę oznacza pl, każdy kraj oprócz Stanów Zjednoczonych posiada charakterystyczną końcówkę).

Konto użytkownika (angielskie user account), wpis w systemowym wykazie użytkowników, uprawniający odnotowaną w nim osobę do pracy w systemie komputerowym. Konto użytkownika zakłada i likwiduje administrator systemu.

Konto pocztowe, nasz prywatny fragment serwera pocztowego, w którym przechowywane są e-mile przychodzące do nas pocztą elektroniczną. Każde konto pocztowe ma swój adres e-mail.

Program pocztowy (angielskie mailing program, mailer), program obsługujący pocztę elektroniczną. W programy pocztowe są zaopatrywane systemy operacyjne działające w połączeniu z siecią komputerową.Istnieje wiele programów pocztowych o różnych nazwach: mail, pine, elm (programy uniksowe działające w trybie tekstowym), Eudora, Pegasus Mail i inne.W systemach Microsoft Windows 95 i nowszych program pocztowy jest stałym elementem wyposażenia.

Serwer poczty (mail server), szczególnym rodzaj programu pocztowego, sprawujący zarząd nad skrzynkami pocztowymi i wymieniający przesyłki elektroniczne z innymi serwerami; jeden serwer poczty może współpracować z wieloma programami pocztowymi klientów, umożliwiającymi nadawanie i odbieranie przesyłek sieciowych, ich segregowanie, wyświetlanie itd.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), prosty protokół przesyłania poczty elektronicznej, używany w sieci Internet.

POP (Post Office Protocol), protokół poczty odczytuje i przenosi wszystkie wiadomości z serwera poczty na komputer użytkownika. POP3 to aktualna wersja standardu POP. Łączymy się na krótko z serwerem, ,,bierze'' czekające na nas listy, po czym się rozłączamy. Czytamy je i redagujemy odpowiedzi bez konieczności utrzymywania połączenia z Internetem, co w przypadku łączenia przez modem daje znaczące oszczędności. Potem łączymy się znów na króto, by wysłać przygotowane odpowiedzi.

IMAP (Internet Messages Access Protocol), rozszerzona wersja POP, która pozwala na zdalne zarządzanie skrzynką.


Zasada działnia

Standardem internetowym poczty elektronicznej jest protokół prostego przesyłania poczty (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol). Protokołowi SMTP towarzyszą inne protokoły i usługi, np. POP3 i IMAP4, umożliwiajac manipulację pocztą na serwerze oraz pobieranie jej na komputer lokalny. Protokół SMTP korzysta z portu 25 protokołu TCP.

 

 

Program umożliwiający korzystanie z poczty elektronicznej składa się z dwóch części — klienta i serwera. Aby móc skorzystać z poczty, musimy zainstalować odpowiedniego klienta oraz posiadać konto na serwerze poczty elektronicznej. Dziś z łatwością można znaleźć kilkaset darmowych serwerów pocztowych (np. http://www.hotmail.com/ lub www.wp.pl). Właściwie jedynymi niedogodnościami z nimi związanymi jest ograniczenie rozmiaru przechowywanych na koncie wiadomości (na ogół do 2 – 5 MB) oraz to, że okresowo będziemy dostawać wiadomości zawierające reklamy różnych firm lub częściej, że do wiadomości wysyłanych przez nas będą dołączane krótkie reklamy.  Jeżeli nie chcemy zgodzić się na powyższe ograniczenia lub szybkość przesyłania danych pomiędzy serwerem a naszym komputerem nie jest wystarczająca, warto rozważyć założenie płatnego konta. Zazwyczaj jest to jednorazowy wydatek rzędu 100 – 200 zł. 

Po założeniu konta e-mail musimy odpowiednio skonfigurować należącą do klienta część oprogramowania poczty elektronicznej. Najczęściej wykorzystywanymi klientami poczty są programy Outlook Express, Microsoft Outlook i Netscape Messenger. Aby skonfigurować usługę poczty, musimy wpisać nazwę użytkownika, adres poczty oraz adresy serwerów obsługujących pocztę przychodzącą (incoming mail(POP3, IMAP) serwer) oraz wysyłaną (outgoing mail(SMTP) serwer).

Wiadomości możemy odczytywać, korzystając z dwóch protokołów pocztowych POP3 lub MAP Pierwszy jest znacznie prostszym i powszechnie wykorzystywanym. Dzięki niemu komputer po uzyskaniu połączenia ściąga wszystkie wiadomości do naszej lokalnej skrzynki pocztowej. Ściągnięte wiadomości możemy w dowolnej chwili odczytywać bez konieczności ponownego połączenia się z serwerem. Protokół ten utrudnia korzystanie z poczty w przypadku, kiedy odbieramy ją na różnych komputerach. Raz ściągnięte wiadomości mogą być usunięte z serwera lub po wybraniu odpowiedniej opcji są na nim pozostawiane. Po ponownym połączeniu takie pozostawione wiadomości są jeszcze raz przesyłane do nasze­go komputera, co powoduje znaczne wydłużenie czasu połączenia oraz wielokrotne pojawienie się w naszej skrzynce tych samych wiadomości.

Wad tych pozbawiony jest protokół MAP. Niestety nie jest on obsługiwany przez wszystkich dostawców usług pocztowych. Po nawiązaniu połączenia z serwerem poczty do naszego komputera przesyłane są wyłącznie nagłówki wiadomości. Dopiero po kliknięciu nagłówka pobierana jest cała wiadomość. Możemy po wybraniu odpowiedniej opcjizsynchronizować wiadomości znajdujących się na serwerze z znajdującymi się w naszej lokalnej skrzynce pocztowej. Komputer otrzymuje wtedy pełne wiadomo­ści, które można następnie przeglądać w trybie offline (po utracie połączenia z siecią). Dodatkową zaletą protokołu IMAP jest unikanie dublowania się wiadomości. Poczta, którą przeczytaliśmy jest na serwerze zaznaczona jako przeczytana i komputer nie pobiera jej ponownie. Teoretycznie protokół IMAP umożliwia znacznie szybszy dostęp do informacji, lecz wymaga pewnego łącza z internetem, co w przypadku komunikowania się przez modem często nie zdaje egzaminu.

Wygodnym sposobem na sprawdzanie poczty z „cudzego” komputera jest wykorzystywanie przeglądarki WWW. Po połączeniu się z odpowiednią stroną internetową i podaniu niezbędnych danych (nazwa użytkownika, hasło, ewentualnie nazwy serwerów pocztowych) możemy przejrzeć odebrane wiadomości lub wysłać nowy list.

Wysyłanie wiadomości e-mail odbywa się za pośrednictwem protokołu SMTP. Zazwyczaj adresy serwerów poczty przychodzącej (POP3) i wychodzącej (SMTP) są takie same. Zamiast wpisywać nazwy domenowe serwerów, możemy oczywiście wpisywać ich adresy IP, co w niektórych przypadkach przyśpiesza dostęp do tych serwerów.

Za pośrednictwem poczty elektronicznej możemy otrzymywać listy, dokumenty a nawet programy, to możemy również otrzymać różne „niechciane” pliki, w tym wirusy komputerowe. Dlatego z reguły nie należy uruchamiać otrzymanych tą drogą programów, szczególnie jeśli nie wiemy dokładnie, do czego służą. Niestety, nawet jeżeli nie otwieramy i nie uruchamiamy podejrzanych załączników, istnieje możliwość, że zupełnie nieświadome uaktywniliśmy wirusa. Związane jest to z możliwością przesyłania wiadomości jako dokumentów HTML, z apletami Javy lub kontrolkami ActiveX

E-mail jest usługą bazującą na specjalnych serwerach pocztowych, działających pod kontrolą różnych systemów operacyjnych, posługujących się wspólnymi protokołami należącymi do grupy SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Wysyłając za pośrednictwem takiego serwera wiadomość, podajemy adres jej odbiorcy, składający się z nazwy serwera docelowego i identyfikatora jego użytkownika, rozdzielonych znakiem '@'. Poprzez "plątaninę" przewodów telefonicznych, światłowodów, czy też drogą transmisji bezprzewodowej, zapisane w postaci binarnej dane wędrują od jednego serwera do drugiego. Jeżeli chwilowo połączenie między hostami jest niedostępne, próby są ponawiane we wcześniej określonych odstępach czasu. W przypadku problemów w dostarczeniu przesyłki zostaniemy poinformowani odpowiednim komunikatem z hosta. W swojej pierwotnej formie poczta elektroniczne służyła jedynie do przesyłania wiadomości tekstowych z czasem jednak pojawiły się protokoły Unecode (standard kodowania plików binarnych do ASCII; dzięki takiej konwersji możliwe jest dołączanie danych do poczty elektronicznej) oraz MIME, pozwalające na wysyłanie wraz z wiadomościami załączników, czyli dowolnie wybranych plików, z dowolnym rozszerzeniem. Kolejnym krokiem stała się funkcja zapisu (redagowania) listu elektronicznego w postaci pliku HTML, co znacznie zwiększyło możliwości kształtowania wyglądu wiadomości. Prywatność naszej korespondencji chroni standard PGP, pozwalający na wystarczająco ,z punktu widzenia większości Internautów, skuteczne szyfrowanie zawartości przesyłek. 

Podstawową zaletą e-mail jest szybkość jej działania oraz prostota posługiwania się większością programów do przesyłania wysyłek elektronicznych. Programy pocztowe są zazwyczaj dołączane do przeglądarek WWW (np. Outlook Express Microsoftu, czy też Natscape Messenger). Istnieje także mnóstwo innych, samodzielnych, często rozpowszechnianych nieodpłatnie, aplikacji niezależnych producentów, takich jak 'Pegasus Mail', 'Eudora', czy uniksowy 'pine'. Wraz z rozwojem popularności poczty elektronicznej pojawiają się również zagrożenia, elementy powodujące uciążliwość korzystania z www  usługi. Najpowszechniejszą niedogodność stanowią wszechobecne listy reklamowe, wysyłane w ogromnych ilościach przez specjalizowane serwery spamerskie ('spam' to taki "niechciany" list:). Można się jednak uchronić przed większością z nich, odpowiednio konfigurując serwery pocztowe i programy klienckie. Odrębnym problemem jest możliwość zainfekowania systemu wirusem (ostatni przypadek wirusa 'I love you' czy 'Melissy' są doskonałym tego przykładem).


Nagłówek poczty

Słowo kluczowe Opis zawartości
   
to: lub do: adres użytkownika poczty do którego adresowana jest wiadomość
cc: lub dw: do wiadomości, adres użytkownika dla którego przeznaczona jest kopia
from: lub od: adres nadawcy
subject: lub temat: temat przesyłki

 

Zawartość poczty


Konstrukcja adresu poczty:

Aby wysylana przez nas informacja trafia do właściwego adresata potrzebne jest poprawne zaadresowanie przesyłki. Adresy w sieci Internetowej maja postać listy stylów oddzielonych kropkami i zawierają zazwyczaj jeden znak @ (ang.at). Specyfikacja przebiega od szczegółu do ogółu. Przykładem poprawnych adresów mogą być:

       a.majczak@.wmie.uz.zgora.pl

                  nazwa adresata        " małpa"      nazwa domeny serwera poczty
                                                                   nazwa serwera poczty

 
 
Typowy adres pocztowy ma następująca postać:
użytkownik@domena1.domena2.domena3
lub
użytkownik@maszyna.domena1.domena2.domena3
gdzie:
użytkownik - identyfikator lub alians użytkownika
maszyna - nazwa maszyny
domena1,2,3,.. - grupa zgodna z podziałem terytorialnym lub podległością administracyjna.
 
Pierwsza domena odpowiada instytucji lub jej jednostce organizacyjnej. Każda kolejna domena ma coraz większy zasięg. Ostatnia domena jest domena krajowa.

Przykłady grup terytorialnych:

Przykłady grup administracyjnych:

Przykłady domen krajowych:


Dokumenty RFC opisujące protokoły i schematy funkcjonowania poczty elektronicznej:

RFC 821 – Simple Mail Transfer Protocol

RFC 822 – Standard for the format of ARPA Internet text messages

RFC 974 – Mail Routing and the Domain System

RFC 1049 – A Content Type Header Field for Internet messages

RFC 1652 – SMTP Service Extension for 8-bit-MIMEtransport

RFC 937 – Post Office Protocol – Version 2

RFC 1939 – Post Office Protocol – Version 3

RFC 1733 – Distributed Electronic Mail Models in IMAP4

RFC 2060 – Internet Message Access Protocol – Version 4rev1

 


Przebieg ćwiczenia:

Zapoznaj się z przedstawionymi pojęciami dotyczącymi Internetu i poczty elektronicznej.


Zaliczenie ćwiczenia:

Ćwiczenie z laboratorium powinno zakończyć się napisaniem krótkiej notatki, zawirrającej podstawowe pojęcia dotyczące poczty elektronicznej i zasady działania. Notatkę należy wysłać pocztą elektroniczną na adres A.Majczak@wmie.uz.zgora.pl


Ostatnia modyfikacja: październik 13, 20014.