33

Міністерство освіти та науки України

Черкаський державний технологічний університет

Кафедра комп'ютерних систем

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з дисципліни « Проектування корпоративних мереж »

для студентів денної та заочної форм навчання

Черкаси чдту 2004 Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Проектування корпоративних мереж" для студентів денної і заочної форми навчання за фахом

7. 091501 "Комп'ютерні системи і мережі"

/Укл. К.В. Колесніков, А.І.Числов - Черкаси: ЧДТУ, 2004, - укр. мовою/.,32 с.

Укладачи: К.В. Колесніков /к.т.н., доцент/,

А.І.Числов / доцент/

Відповідальний редактор Ю.Ф.Єрофєєв/ к.т.н., доцент/

Рецензент А.А.Златкин /д.т.н., професор/

Лабораторна робота №1

Електронна пошта (e-mail)

Мета роботи: навчитися організовувати роботу електронної пошти в мережі.

Теоретичні відомості

Організація служби електронної пошти в Інтернет

Електронна пошта – це служба пересилання повідомлень між зареєстрованими адресами. З початку мова йде тільки про текстові повідомлення у вузькому розумінні. Під текстовими повідомленнями розуміються повідомлення, що складаються з рядків обмеженої довжини, кожен рядок складається з алфавітно-цифрових символів базового набору ASCII і розділових знаків (такі повідомлення також називають 7-бітовими). Символи з 8-бітовими кодами (наприклад, кирилиця) у цей набір не входять.

Адреса електронної пошти виглядає, наприклад, так:

поштова_скринька@поштовий.домен

Sidor.Butenko@athena.vvsu.ua ,

де поштовий.домен – деяке доменне ім'я, а поштова_скринька - ім'я-ідентифікатор кореспондента. Поштова скринька може відповідати одній людині, групі людей, офіційній поштовій адресі, автоматові-оброблювачу і т.д. - форма адреси від цього не залежить. Далі в цьому пункті будемо вважати, що поштові скриньки є персональними. Поштовий домен - це доменне ім'я, для якого в системі DNS існує запис типу MX, або запис типу A, якщо MX відсутній.

К

Рис. 1.1. Організація і функціону­вання служби електронної пошти

омп'ютер, на який указує запис MX, є поштовим сервером для даного поштового домену. Уся пошта, спрямована на адреси в даному поштовому домені, надходить на цей сервер, що приймає рішення про те, що далі робити з цією поштою, див. нижче.

Основну роль у системі електронної пошти грають програми трьох типів:

• транспортні агенти (MTA - Mail Transport Agent),

• агенти доставки (MDA - Mail Delivery Agent),

• агенти користувача (MUA - Mail User Agent).

Транспортний агент працює, як правило, на поштовому сервері. Транспортний агент функціонує як маршрутизатор поштових повідомлень. Його функції наступні:

1. аналіз і перетворення адрес і заголовків поштових повідомлень, у тому числі:

• розбір списків розсилання, псевдонімів, переадресації (форвардинг),

• перетворення адрес у формат іншої поштової системи, якщо MTA функціонує як шлюз між двома поштовими системами (наприклад, між Internet Mail і Sprint Mail),

• перетворення імені поштового домену відправника (маскарад),

• встановлення службових заголовків у повідомленні, що відображають його маршрут і процес обробки;

2. опитування DNS на предмет імені й адреси поштового сервера адресата повідомлення;

3. визначення агента доставки для кожного повідомлення і передача повідомлення обраному агенту доставки;

4. керування чергою повідомлень, відкладений і повторний виклик агентів доставки у випадку неможливості негайної доставки повідомлення;

5. повернення повідомлень, що за якимись причинами неможливо доставити за призначенням.

Агент доставки передає повідомлення будь-яким специфічним способом. Існує кілька стандартних типів агентів доставки:

• local - лист відправлений на поштову скриньку, що знаходиться на цьому ж комп'ютері; доставка виконується, наприклад, додаванням змісту повідомлення у визначений файл (у Unix це файл

/var/mail/поштова_скринька).

• SMTP - лист відправлений на поштову скриньку в іншому поштовому домені; доставка виконується шляхом з'єднання з транспортним агентом на віддаленому сервері за допомогою протоколу SMTP.

• prog - лист повинен бути оброблений будь-якою програмою; доставка виконується викликом цієї програми, на вхід якої подається вміст листа.

Узагалі методи доставки (і, відповідно, агенти) можуть бути різноманітними: наприклад, збереження листа в базі даних; пересилання листа по факсу і т.д. Вибір агента доставки для кожного конкретного листа виконується транспортним агентом відповідно до заданої конфігурації транспортного агента й адресою призначення листа.

Агент користувача є оболонкою користувача для роботи з електронною поштою, його функції:

• одержання повідомлень з поштового сервера;

• презентація, збереження, видалення і каталогізування поштових повідомлень;

• створення нового повідомлення і передача його транспортному агенту для подальшої обробки і доставки.

Розглянемо роботу служби електронної пошти на прикладі (рис. 1.1). Нехай поштовий сервер, зображений на малюнку, має адресу m.vvsu.ua і сконфигурирований для приймання пошти з адресами типу хтось@cts.vvsu.ua. Відповідно, у базі даних DNS для зони vvsu.ua є запис виду cts.vvsu.ua. IN MX 10 m.vvsu.ua.

Нехай також користувач, зображений на малюнку, має адресу Butenko@cts.vvsu.ua.

Розглянемо вхідне повідомлення (червоні стрілки) від bg@aquarium.ua до Butenko@cts.vvsu.ua. Повідомлення надходить по мережі до транспортного агента. Для передачі повідомлень транспортному агенту по мережі використовується протокол SMTP. MTA, проаналізувавши заголовок повідомлення, визначає, що воно адресовано в поштовий домен cts.vvsu.ua, що він обслуговує. Відповідно до цього вибирається агент доставки local, запускається програма цього агента і на вхід їй подається текст повідомлення з усіма заголовками. Агент доставки якимсь способом, не цікавим для транспортного агента, робить доставку повідомлення і припиняє свою роботу. Транспортний агент аналізує статус виходу (exit status) програми агента доставки, по якому визначає чи було повідомлення успішно доставлене чи відбулася помилка. У випадку помилки MTA формує повідомлення про помилку, що виходить з адреси MAILER-DAEMON@m.vvsu.ua, що буде надіслано відправнику листа (і, як правило, адміністратору поштового сервера за адресою postmaster@m.vvsu.ua).

Агент доставки local (у Unix це програма mail, запущена як "mail -d Butenko") робить доставку методом додавання вмісту листа до файлу /var/mail/Butenko (надалі для спрощення ми будемо говорити про поштовий сервер під Unix, хоча під час обговорення загальної організації системи електронної пошти це не має принципового значення).

Бутенко (точніше, агент користувача Бутенка) може одержати доступ до своєї пошти двома способами:

a) Бутенко працює на тому ж комп'ютері, де знаходиться поштовий сервер. У цьому випадку MUA Бутенка тривіально зчитує повідомлення, що надійшло, з файлу /var/mail/Butenko і зберігає його, у разі потреби, кудись у свій каталог для здійснення своїх функцій, описаних вище. Цьому способу на малюнку відповідає червоний пунктир.

б) Бутенко працює на іншому комп'ютері. Ця ситуація найбільш типова для користувачів пошти в організаціях. У цьому випадку для доступу до файлу /var/mail/Butenko через мережу використовується протокол POP-3. На поштовому сервері запущена програма POP-сервер, а в MUA Бутенка вмонтований POP-клієнт. Цей варіант показано на малюнку неперервною червоною лінією, що відходить від поштових скриньок. Тому що протокол POP-3 працює поверх TCP/IP, немає ніяких обмежень на місце розташування комп'ютера Бутенка (червона лінія на малюнку, що виходить від POP-сервера, у загальному випадку проходить через Інтернет).

В даний час поширений протокол IMAP-4, власне кажучи він є розширеною версією протоколу POP-3. Він, зокрема, дозволяє агенту користувача каталогізувати і зберігати повідомлення на поштовому сервері, а не на комп'ютері користувача, як це відбувається при використанні POP-3. Це зручно у випадку, коли Бутенко не має постійно закріпленого за собою комп'ютера - наприклад, Бутенко - студент, що працює з поштою з комп'ютерного класу.

Тепер розглянемо вихідне повідомлення (бузкові стрілки) від Butenko@cts.vvsu.ua до bg@aquarium.ua. Повідомлення надходить до транспортного агента двома способами в залежності від того, де працює Бутенко. Якщо Бутенко працює на поштовому сервері, то його MUA прямо звертається до транспортного агента і передає йому повідомлення для bg (бузковий пунктир). Якщо ж Бутенко працює на іншому комп'ютері, то його MUA зв'язується з транспортним агентом через мережу по протоколу SMTP. (Знову, тому що протокол SMTP працює поверх TCP/IP, немає ніяких обмежень на місце розташування комп'ютера Бутенка - бузкова лінія на малюнку, що виходить від комп’ютера Бутенка, у загальному випадку проходить через Інтернет).

Одержавши повідомлення, MTA аналізує його заголовок і визначає, що це повідомлення спрямоване в інший поштовий домен і не підходить ні під які особливі випадки (наприклад, не повинне бути доставлене через UUCP чи відіслане по факсу - це усе визначається конфігурацією MTA). Отже, для доставляння цього повідомлення вибирається агент SMTP, при цьому MTA робить запит у DNS на предмет того, хто є оброблювачем пошти для домена aquarium.ua. (DNS поверне relay.rinet.ua, IP-адреса=195.54.192.35). Ця адреса разом з текстом повідомлення буде передана агенту доставки, що по протоколу SMTP з'єднається з зазначеною адресою й у такий спосіб відправить повідомлення транспортному агенту сервера relay.rinet.ua. Якщо під час цієї операції відбулася нефатальна помилка (наприклад, віддалений сервер тимчасово виключений), то агент SMTP повернеться зі статусом "Відкладене" і MTA поставить повідомлення в чергу для повторного відправлення.

Якщо запис MX для поштового домена одержувача не знайдено в DNS, буде зроблена спроба знайти запис типу А (IP-адреса) для того ж доменного імені, тобто робиться припущення, що поштовий домен є ім'ям реального комп'ютера і на цьому комп'ютері запущений MTA - це справедливо для більшості Unix-систем. Агент доставки спробує доставити повідомлення безпосереднє на цю адресу.

Поштові агенти в різних ОС

В ОС Unix транспортним агентом є програма sendmail, що стала де-факто стандартом MTA. Крім того, у програму sendmail входить агент доставки SMTP. Локальний агент доставки - програма mail із ключем "-d". У якості MUA можуть використовуватися mail, pine, різні MailTools під X-Windows і інші програми. Як POP-сервер може бути використана програма qpopper. Усі перераховані вище програми поширюються вільно, або є частиною постачання операційної системи.

MUA з убудованим POP-клієнтом (Unix, Windows)- Netscape, Eudora, The Bat і ін.

Під керуванням ОС Windows працюють такі поштові сервери як Netscape Messaging Server і Microsoft Exchange. Вони адмініструються через віконний web-інтерфейс, у якому інтегровані всі необхідні функції: власне транспортний агент, POP3-сервер, система адміністрування поштових скриньок користувачів, псевдонімів, груп і списків розсилання. Однак у порівнянні з sendmail такі сервери громіздкі, не надійні, мало прозорі і не мають того ступеню гнучкості й універсальності, яку має sendmail.

Протоколи електронної пошти (SMTP, POP2, МІМЕ, ІМАР)

У мережах TCP/IP реалізовано декілька систем підтримки електронної пошти. Найбільш розповсюдженими є системи протоколів SMTP та UUCP (Unix to Unix Communication Proto­col).

У системах протоколів UUCP та Х.400 зазначено всі проміжні гости, через які проходять повідомлення електронної пошти. Тому формат адреси, наприклад, такий: serv1!serv2!serv3!user_dest

Повідомлення, яке не пройшло через якусь ланку ланцюжка, чекає на її доступність.

У системах протоколу SMTP реалізовано пряме доставляння повідомлення адресату Адреса електронної пошти, наприклад, може мати вигляд user1@dom1.dom2.com

Якщо ж комп'ютер адресата вимкнений, то повідомлення не буде доставлене.

Протокол SMTP працює з портом 25 та протоколом TCP. Головні команди цього прото­колу такі:

Команда	Призначення
НЕLLО<гост-відправник>	Початок сеансу. Ідентифікація комп'ютера-відправника. Наприклад, HELLO doml.dom2.com
MAIL FRОМ:<адреса відправника>	Передавання адреси відправника Наприклад, MAIL FROM: user1@dom1.dom2.com
RCPT ТО:<адреса одержувача>	Визначення адреси одержувача. Наприклад, RCPT TO: user2@dom1.dom2.com
DATA	Початок повідомлення
RSET	Переривання передавання повідомлення
VRFY<рядок>	Перевірка імені користувача. Можна, наприклад, одержати повну адресу користувача за його псевдонімом
EXPN<рядок>	Виведення змісту списку розсилання, що асо­ціюється з іменем певного користувача
НЕLР[<рядок>]	Надання допомоги
QUIT	Закінчення сеансу SMTP

Протоколи POP (Post Office Protocol) різних версій (РОР2 - RFC-937, РОРЗ - RFC-1725) виконують аналогічні функції та використовують порти 109 та 110. Вони призначені для читання повідомлень з сервера для ПК. Ці протоколи працюють в off-line режимі, тобто головні операції з поштою виконує локальний комп'ютер після її надходження з поштового сервера.

Головні команди протоколу POP такі:

Команда	Призначення
HELLO користувач пароль	Початок сеансу та ідентифікація користувача
FOLD	Вибирання каталогу пошти
READ [n]	Читання повідомлень, починаючи з n-го
RETR	Читання повідомлення
ACKS	Підтвердження про збереження прочитаного по­відом­лення
ACKD	Знищення повідомлення.
NACK	Виконати команду не можна
QUIT	Закінчення сеансу

Під час сеансу РОР користувач послідовно одержує повідомлення про кількість наявних листів, їхній обсяг. Він може прочитати лист, а потім його знищити або ж зберегти на сервері.

Протокол ІМАР (RFC-1064, 1730) функціонально наближений до POP 1 дає змогу корис­тувачу працювати з віддаленим сервером електронної пошти. На відміну від POP, IMAP може працювати в режимі on-line. Це означає, що головні операції над поштою виконуються безпо­середньо на сервері. У цьому випадку забезпечується централізоване збереження поштової інформації та пов'язані з цим зручності оновлення, вірогідності, колективного використання, цілісності тощо.

Протокол МІМЕ відомий як розширення протоколу SMTP. Протокол SMTP орієнтований на передавання текстової інформації в коді ASCII. MIME ж призначено для пересилання даних двійкового формату з використанням ASCII протоколів електронної пошти. Оскільки більшість Internet систем електронної пошти не придатні для передавання довільного двійкового символу, то МІМЕ доводиться перетворювати байт у текстовий символ.

Нижче наведено зразки заголовків звичайного повідомлення та повідомлення МІМЕ:

From: jpas@icm.lviv.ua То: 72241.44@compuserve.com Subject: See new version ....

From: jpas@icm.lviv.ua To: 72241.44@compuserve.com Subject: See new version MIME-Version:1.0. Content-type: image/jpeg Content-Transfer-Encoding: base64 ....

Отже, у заголовку повідомлення МІМЕ є деякі поля, які описують тип та підтип даних, а також методи кодування-декодування.

Стандартні типи даних МІМЕ наведені в табл. 1.1, а методи кодування-декодування наведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.1. Стандартні типи даних протоколу МІМЕ

Тип	Підтип	Коментар
application	octet-stream postscript	Двійкові дані без перетворення Програма мовою postcript
audio	basic midi wav	Дані формату mu-law ISDN midi-формат wav-формат
image	gif jpeg
message	rfc822 partial external-body	Фрагмент більшого повідомлення Посилання на інше повідомлення
multipart	alternative digest mixed parallel	Багатокомпонентний об'єкт, що містить ту ж інформацію, але в різних форматах Об'єкт з повідомлень електронної пошти Об'єкт з незалежними частинами Об'єкт з залежними частинами, які опрацьовують паралельно
text	html plain richtext	Текст html-формату Звичайний текст Текст формату RTF
video	mpeg quicklime	Відео формату mpeg Відео формату quicklime

Приклад перетворення quoted printable;

Copyright © 1996

Copyright =A9 1996

Таблиця 1.2. Методи кодування/декодування протоколу МІМЕ

Значення	Коментар
7-blt	Без перетворення. Повідомлення містить 7-бітові символи
6-bit	Без перетворення. Повідомлення містить 8-бітові символи
base64	Кожна послідовність з трьох байтів перетворюється в чотири б-бітові елементи - символи ASCII
binary	Без перетворень. Містить 8-бітові символи без символу переведення каретки
quoted-printable	Спеціальні символи замінені знаком 'дорівнює', після якого є двозначний 16-й код символу

Рис. 1.2. Приклад реалізації перетворення base64.

Можна створювати власні підтипи даних, наприклад, image/x-myimageformat. Про нестандартний характер даних свідчить префікс ‘x’. Нові типи та підтипи реєструють в IANA

Головні стандарти МІМЕ такі:

RFC-1521 'МІМЕ. Part One. Mechanisms for specifying and describing the format of Internet message bodies'.

RFC-1522 продовження.

RFC-1741 'MIME Content Type for Bin-Hex Encoded Files'.

RFC-1740 'MIME Encapsulation of Macintosh Files'.

RFC-1563 'The text/enriched MIME Content Type'.

RFC-1344 'Implications of MIME for Internet Mail Gateways'.