蘇洪準(zhǔn)

【摘要】文章分別闡述了基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式和Web方式的電子郵件工作原理,同時(shí)對(duì)浙教版高中信息技術(shù)教材《信息技術(shù)基礎(chǔ)》的“電子郵件的工作奧秘”一節(jié)作出評(píng)析,指出其不足,并給出改進(jìn)方案。

【關(guān)鍵詞】電子郵件;WebMail;工作原理

從用戶角度來(lái)看,電子郵件主要分為基于客戶端軟件的方式和Web方式兩種。浙江教育出版社出版的高中信息技術(shù)教材《信息技術(shù)基礎(chǔ)》第5.2節(jié)是“人際信息交流——電子郵件”,在這一節(jié)中,依次講解了“收發(fā)電子郵件”、“申請(qǐng)電子郵箱”和“電子郵件的工作奧秘”?！笆瞻l(fā)電子郵件”講解的是使用瀏覽器以Web方式收發(fā)電子郵件,而“電子郵件的工作奧秘”講解的是基于客戶端的電子郵件工作原理,并且是以隱含方式指明基于客戶端軟件?；诳蛻舳塑浖碾娮余]件工作原理并不能解釋前兩小節(jié)基于Web的電子郵件的相關(guān)內(nèi)容。這種知識(shí)呈現(xiàn)上的混亂,不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,給學(xué)生的理解造成了很大的困難,不利于學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建。

基于客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server)模式的電子郵件工作原理

電子郵件是一種在萬(wàn)維網(wǎng)產(chǎn)生之前就已經(jīng)存在并廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在萬(wàn)維網(wǎng)產(chǎn)生之前,電子郵件的收發(fā)是基于客戶端軟件的。用戶利用客戶端軟件,如Outlook Express、FoxMail,可以在個(gè)人電腦上完成編寫(xiě)郵件和閱讀郵件的工作,因此,常把用戶的電腦稱為客戶端(Client)。與之相對(duì)應(yīng),郵件服務(wù)提供商提供的專門處理郵件的計(jì)算機(jī)稱為郵件服務(wù)器(Server)。這種郵件收發(fā)方式是基于典型的客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server)模式。

電子郵箱地址的格式為:用戶名@域名。第一部分標(biāo)識(shí)用戶的郵箱,從文件系統(tǒng)角度看,電子郵箱就是一個(gè)文件夾;第二部分標(biāo)識(shí)郵件所在的計(jì)算機(jī),即存放用戶郵件的郵局服務(wù)器。

1.電子郵件的發(fā)送

當(dāng)使用電子郵件客戶端軟件編寫(xiě)完郵件并發(fā)送后,發(fā)送方計(jì)算機(jī)上的電子郵件軟件使用發(fā)送方電子郵箱地址中的第二部分,與遠(yuǎn)程服務(wù)器(如圖中的SMTP服務(wù)器1)構(gòu)造一個(gè)TCP連接,并在此上面進(jìn)行通信,該連接位于25號(hào)端口。一旦連接建立,客戶端和服務(wù)器端的程序就遵循SMTP協(xié)議,相互發(fā)送信息。客戶端先以HELO命令向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求,并以Mail命令向服務(wù)器標(biāo)識(shí)發(fā)件人的身份。服務(wù)器如果接受,就以O(shè)K作為響應(yīng)。發(fā)送方再以RCPT命令,告知服務(wù)器收件人的身份。服務(wù)器如果同意為收件人接收郵件,就再以O(shè)K作為響應(yīng)。至此,就建立了一個(gè)SMTP會(huì)話。然后,客戶端使用相應(yīng)的命令將郵件信息發(fā)送到服務(wù)器上。郵件的整個(gè)發(fā)送過(guò)程由發(fā)送方控制,需要確認(rèn)幾次才能夠完成。

SMTP服務(wù)器還具有轉(zhuǎn)發(fā)功能。SMTP服務(wù)器收到郵件后,檢查收件人的地址,當(dāng)收件方為本地計(jì)算機(jī)上的接收方時(shí),直接將郵件存入用戶的郵箱中;當(dāng)收件方為遠(yuǎn)程用戶時(shí),SMTP服務(wù)器以客戶端的身份與遠(yuǎn)程的服務(wù)器(如圖SMTP服務(wù)器2)建立連接,將郵件傳送給遠(yuǎn)程的服務(wù)器。這樣依次進(jìn)行,直到將郵件發(fā)送到接收者信箱中。

由此可見(jiàn),SMTP服務(wù)器有兩種工作狀態(tài):一是作為服務(wù)器接收從客戶端發(fā)送來(lái)的電子郵件;二是作為客戶端向另一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送電子郵件。

2.電子郵件的接收

電子郵件的接收也是通過(guò)客戶端軟件實(shí)現(xiàn)的。在TCP/IP協(xié)議族中,包含一個(gè)提供對(duì)電子郵件進(jìn)行遠(yuǎn)程存取的協(xié)議,稱為郵局協(xié)議(POP),現(xiàn)在使用的是第3個(gè)版本,通常稱作POP3。郵局服務(wù)器(如圖POP3服務(wù)器2)通過(guò)偵聽(tīng)TCP端口110開(kāi)始POP3服務(wù)。

當(dāng)客戶端軟件需要從郵箱中讀取郵件時(shí),它將與郵局服務(wù)器主機(jī)建立TCP連接,并在此上面進(jìn)行通信。一旦連接建立,客戶端和服務(wù)器端的程序就遵循POP3協(xié)議,相互發(fā)送信息。

客戶端軟件先使用USER命令和PASS命令將郵箱的賬號(hào)、密碼傳送給POP3服務(wù)器,進(jìn)行身份認(rèn)證。當(dāng)這一認(rèn)證過(guò)程完成后,郵件客戶端程序使用STAT命令請(qǐng)求服務(wù)器返回郵箱的統(tǒng)計(jì)資料,如郵件總數(shù)、郵件總字節(jié)數(shù)等。然后使用LIST命令請(qǐng)求服務(wù)器列出服務(wù)器里郵件數(shù)量和每個(gè)郵件的大小。接下來(lái)郵件程序就會(huì)使用RETR命令接收郵件,每接收一封郵件,便使用DELE命令請(qǐng)求服務(wù)器將該郵件置為刪除狀態(tài)。全部郵件接收完畢后,使用QUIT命令結(jié)束會(huì)話,和服務(wù)器斷開(kāi)連接。服務(wù)器收到QUIT命令請(qǐng)求后,便會(huì)將標(biāo)有刪除標(biāo)志的郵件全部刪除。郵件被下載到客戶機(jī)上后,用戶就可以使用客戶端軟件閱讀郵件了。

由此可見(jiàn),POP協(xié)議支持脫機(jī)工作方式。另外,有些郵局服務(wù)器還支持IMAP協(xié)議,這種協(xié)議支持脫機(jī)、聯(lián)機(jī)和斷連三種工作方式。

基于Web的電子郵件工作原理

隨著萬(wàn)維網(wǎng)的產(chǎn)生,電子郵件技術(shù)也發(fā)生了很大變化,基于Web的電子郵件迅速發(fā)展起來(lái)?；赪eb的電子郵件,有時(shí)也稱WebMail。實(shí)際上,WebMail是一種利用瀏覽器通過(guò)Web方式收發(fā)電子郵件的服務(wù)或技術(shù)。WebMail不需要借助專用的郵件客戶端,用戶以Web方式直接登錄服務(wù)器上的電子郵箱,即可讀寫(xiě)、發(fā)送及管理電子郵件。目前,大部分國(guó)內(nèi)的門戶網(wǎng)站都提供WebMail服務(wù),比如新浪、搜狐、網(wǎng)易、雅虎中國(guó)等等。

WebMail系統(tǒng)的服務(wù)器端通常由Web服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器和郵件服務(wù)器等組成。Web服務(wù)器通常借助于服務(wù)器端的JSP、PHP、ASP等腳本運(yùn)行環(huán)境,以及客戶端腳本,為用戶提供郵件系統(tǒng)的訪問(wèn)界面。應(yīng)用程序服務(wù)器負(fù)責(zé)訪問(wèn)用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)、收發(fā)郵件、管理郵箱等工作。Web服務(wù)器通過(guò)程序接口與應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)行連接,而應(yīng)用程序服務(wù)器又與郵件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接在一起。Web服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器通常按一前一后的形式進(jìn)行配置,這種功能上的分離有助于提高系統(tǒng)性能,同時(shí)給最佳產(chǎn)品的選取留有余地。在一些小型的WebMail系統(tǒng)中,為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)規(guī)模,通常將Web服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器放在一起,即建立一個(gè)Web應(yīng)用程序服務(wù)器。

1.郵箱登錄

對(duì)于WebMail,無(wú)論收信還是發(fā)信,用戶必須先登錄郵箱。登錄郵箱時(shí),用戶利用表單(Form),使用HTTP協(xié)議將賬號(hào)名(用戶電子郵箱地址)和密碼發(fā)送到Web服務(wù)器上,再通過(guò)應(yīng)用程序服務(wù)器連接用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。身份驗(yàn)證通過(guò)后,應(yīng)用程序服務(wù)器連接郵局服務(wù)器,從用戶郵箱中取得郵件信息,并返回給Web服務(wù)器,Web服務(wù)器再以網(wǎng)頁(yè)的形式發(fā)送給用戶。

HTTP協(xié)議是以明文形式發(fā)送賬號(hào)名和密碼的,安全性較差。許多網(wǎng)站使用安全連接對(duì)通信信息進(jìn)行加密,即使用安全套接字層上的超文本傳輸協(xié)議(HTTPS),使信息安全得到保障。

基于HTTP協(xié)議的通信是建立在TCP連接之上的。在此基礎(chǔ)上,瀏覽器和Web服務(wù)器要建立一個(gè)會(huì)話,以請(qǐng)求/應(yīng)答方式進(jìn)行工作。由于HTTP是無(wú)狀態(tài)協(xié)議,每次通信都是單獨(dú)連接,不能維持客戶的上下文信息,所以WebMail系統(tǒng)有必要對(duì)用戶會(huì)話進(jìn)行跟蹤。通常,WebMail系統(tǒng)使用幾種常用的會(huì)話跟蹤技術(shù),如Cookie、Session等,維持客戶端和服務(wù)器端的通信聯(lián)系,跟蹤每一個(gè)客戶。

2.電子郵件的發(fā)送

用戶利用表單(Form),完成電子郵件的撰寫(xiě),并將郵件信息發(fā)送到Web服務(wù)器上。Web服務(wù)器通過(guò)程序接口將郵件信息傳送給應(yīng)用程序服務(wù)器。應(yīng)用程序服務(wù)器通過(guò)組件或外部應(yīng)用程序,使用SMTP協(xié)議將郵件發(fā)送出去。