大容量電子郵件系統(tǒng)

摘要：該文從傳統(tǒng)郵件系統(tǒng)的起源、瓶頸等方面出發(fā)，闡述了大容量郵件系統(tǒng)誕生的原因、對存儲設(shè)備的要求、系統(tǒng)采用的新技術(shù)、現(xiàn)階段的發(fā)展情況、測評方法等方面述。

關(guān)鍵詞：大容量郵件系統(tǒng)；存儲設(shè)備構(gòu)建模式；冗余分布式技術(shù)并發(fā)；Mail2G；WEB郵件技術(shù)

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)33-1381-02

The Large-capacity E-mail System

ZHANG Xiao-yun

(MianyangVocational and Technical College， Mianyang 621000， China)

Abstract: From the origin， the bottlenecks and other aspects of the traditional mail systems， this article stated the birth of large-capacity e-mail system， its requirements on the memory equipments， the new technologies used on it， state of affairs of its development and the evaluation methods.

Key words: large-capacity e-mail systems; models built storage devices;distributed technology with redundancy; Mail2G; Web e-mail technologies

1 引言

1969年10月LeonardKleinrock在計(jì)算機(jī)上成功地發(fā)送了“L O”，標(biāo)志電子郵件的誕生。1971年Ray Tomlnson首次使用了含有@的電子郵件地址， 開創(chuàng)了@時(shí)代。在David H Crocker等人的不懈努力下，電子郵件在上世紀(jì)80年代從實(shí)驗(yàn)室走向了商業(yè)化應(yīng)用，1999年統(tǒng)計(jì)顯示，當(dāng)時(shí)的電子郵件用戶已經(jīng)達(dá)到了5.96億。本世紀(jì)初，電子郵件用戶和郵件容量急速增加，傳統(tǒng)電子郵件的不足凸現(xiàn)出來。

電子郵件系統(tǒng)在電子通訊網(wǎng)中利用電信號傳遞信件、單據(jù)等各種信息，通信雙方在ISP上申請郵件帳號，形如：username@server_address，即郵箱，利用郵箱收發(fā)信息。傳統(tǒng)的電子郵件系統(tǒng)由SMPT、POP3、IMAP和SSL協(xié)議構(gòu)成。SMPT稱為簡單郵件傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)郵件從一個(gè)服務(wù)器到另一個(gè)服務(wù)器的傳輸。POP3稱為郵局協(xié)議，負(fù)責(zé)將郵件從郵箱中傳輸?shù)接脩舻谋镜赜?jì)算機(jī)。IMAP為互聯(lián)網(wǎng)郵件訪問協(xié)議。SSL用于保護(hù)郵件安全，在郵件系統(tǒng)中主要完成數(shù)據(jù)加密。

在早期的郵件系統(tǒng)中，郵件通過單線程、雙向通道技術(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的信息傳送，不支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，占用相當(dāng)數(shù)量的帶寬，網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)可觀。離線傳送機(jī)制，使得郵件送達(dá)的時(shí)間較長而且不確定，受到了各種即時(shí)通訊軟件的巨大挑戰(zhàn)。郵件傳送機(jī)制制造了潛在的安全性隱患，接收者被動(dòng)收郵件，冒名、匿名郵件大行其道，垃圾郵件、病毒郵件漫天飛。各種郵件病毒，讓全世界數(shù)以百萬計(jì)的電腦深受禍患。字符傳送模式需要編碼和解碼，增加了服務(wù)器的開銷。傳統(tǒng)郵件系統(tǒng)還把用戶的認(rèn)證和郵件存儲模式等功能固化在模塊中，不提供二次開發(fā)，固化方式阻礙了負(fù)荷分散處理和數(shù)據(jù)分布式存儲，設(shè)備擴(kuò)展困難、高峰時(shí)的海量負(fù)載容易造成系統(tǒng)的阻塞、死鎖、坍塌。此外收發(fā)郵件所使用的客戶端郵件程序配置和管理復(fù)雜，增加了用戶負(fù)擔(dān)。以上原因阻礙了電子郵件的使用，促進(jìn)了新郵件系統(tǒng)的研發(fā)。由于新郵件技術(shù)著力于解決巨量郵件用戶服務(wù)和大容量附件的傳輸?shù)确矫娴膯栴}，被稱為大容量郵件系統(tǒng)，或者第二代郵件系統(tǒng)。

2 大容量郵件系統(tǒng)對存儲設(shè)備的要求

通常，大容量郵件系統(tǒng)是指能為5萬以上用戶提供服務(wù)的郵件系統(tǒng)，存儲設(shè)備是其關(guān)鍵。首先，并行的多個(gè)服務(wù)器必須能夠共享存儲設(shè)備，存儲系統(tǒng)能夠完成服務(wù)器的并發(fā)讀寫，這就要求存儲設(shè)備在保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性的基礎(chǔ)上能夠高速、并發(fā)讀寫數(shù)據(jù)，通常采用分布式存儲模式；其次用戶數(shù)量在不斷擴(kuò)張，存儲容量隨時(shí)短缺的可能導(dǎo)致經(jīng)常性擴(kuò)容，在構(gòu)建存儲設(shè)備時(shí)要充分考慮擴(kuò)容，使系統(tǒng)的水平擴(kuò)展和垂直擴(kuò)展便捷（水平擴(kuò)展是指通過增加服務(wù)器數(shù)量進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展；垂直擴(kuò)展是指在服務(wù)器數(shù)量不變的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重新配置）；第三，商用存儲設(shè)備在可靠性、讀寫時(shí)間等方面要求較高，價(jià)格不菲，海量存儲設(shè)備是大容量郵件系統(tǒng)的核心，在堆疊存儲器時(shí)要合理設(shè)計(jì)，減少重復(fù)存儲，降低單位容量的成本，存儲管理可以采用分布式散列算法。

存儲設(shè)備構(gòu)建模式有三種：NAS模式、DAS模式、SAN模式。大容量郵件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)組織上采用了多級目錄式管理，所以在大容量郵件系統(tǒng)中多數(shù)采用SAN模式，當(dāng)NAS和SAN都不適用時(shí)采用DAS模式。

3 在大容量郵件系統(tǒng)中采用的新技術(shù)

大容量郵件系統(tǒng)中采用了許多新技術(shù)。有的系統(tǒng)采用了冗余分布式技術(shù)，采用集群方式將一組相互獨(dú)立的服務(wù)器以單一模式管理，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中按照單一系統(tǒng)方式呈現(xiàn)，在服務(wù)器上將郵件的不同模塊分離后加載到不同的服務(wù)器或者相同的多個(gè)服務(wù)器上，系統(tǒng)的各個(gè)功能部分獨(dú)立工作，不同服務(wù)器上的相同模塊并行處理，有效解決了海量并發(fā)服務(wù)請求。當(dāng)單臺服務(wù)器產(chǎn)生故障時(shí)，能夠重新分配任務(wù)，不影響系統(tǒng)運(yùn)行，提高了服務(wù)器的平均無故障時(shí)間，還能夠?qū)崿F(xiàn)在線的流水式備份。有的系統(tǒng)中增加了Prefork:生成守候進(jìn)程[1]，以求在最短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)大量的突發(fā)請求，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間隔離保護(hù)特性達(dá)到并發(fā)下的穩(wěn)定可靠。還有一些系統(tǒng)采用了Apache服務(wù)器[2]。這種服務(wù)器可以以進(jìn)程為單位，方便擴(kuò)展服務(wù)器和擴(kuò)展元集群節(jié)點(diǎn)，其開放式源代碼，對功能增減和個(gè)性化需求都比較容易滿足，提供了較好的跨平臺服務(wù)支持。

4 大容量郵件系統(tǒng)的發(fā)展情況

目前，許多營運(yùn)商對原有的郵件系統(tǒng)進(jìn)行了改造，市場也推出了新的郵件系統(tǒng)，表明了新郵件技術(shù)研究工作取得了一些階段性成果，大容量郵件系統(tǒng)主要朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：

4.1 第二代電子郵件系統(tǒng)Mail2G[3]

Mail2G著力于改進(jìn)客戶端軟件的工作機(jī)理。在Mail2G中用IMAP4取代IMAP、多線程帶寬爭用代替單線程技術(shù)、POPost 協(xié)議取代POP3協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了字節(jié)流傳送和斷點(diǎn)續(xù)傳，節(jié)約了帶寬，提高了郵件的傳送競爭能力，加快了傳送的時(shí)間，提高了及時(shí)送達(dá)能力；通過發(fā)送握手信號通知收件人收件，在握手信號中加入了諸如發(fā)件人信息、主題、概要等內(nèi)容，讓收件人可以及時(shí)地、選擇性地接收郵件，改善了收件人被動(dòng)性；在服務(wù)器端，Mail2G使用filedir模式，把用戶郵箱的內(nèi)容分塊存儲，操作錯(cuò)誤將局限在所在的目錄下；采用分布式存儲結(jié)構(gòu)，容量擴(kuò)展方便， OEPT協(xié)議實(shí)現(xiàn)了大容量附件的傳送。

4.2 WEB郵件技術(shù)

WEB郵件技術(shù)的理念就是讓用戶利用熟悉的瀏覽器，在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦上，登陸互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)中的郵件服務(wù)器閱讀郵件，除了瀏覽器知識以外，無額外知識要求，無需配置客戶端軟件，經(jīng)常出差的用戶也能方便接收郵件，提高了郵件系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。

4.3 多域郵件服務(wù)程序

多域郵件服務(wù)程序則可以實(shí)現(xiàn)一臺服務(wù)器為多個(gè)獨(dú)立注冊的互聯(lián)網(wǎng)域名企業(yè)或者單位提供獨(dú)立的電子郵件服務(wù)，通過提高設(shè)備的共享性和有效性，充分發(fā)揮了設(shè)備和服務(wù)的效力，降低郵件系統(tǒng)構(gòu)建的成本。

4.4 Linux郵件服務(wù)器

Linux郵件服務(wù)器能夠向Linux系統(tǒng)用戶提供更加專業(yè)、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)， Linux系統(tǒng)所采用的開放源代碼模式，使得郵件系統(tǒng)的研發(fā)變得容易，降低了郵件系統(tǒng)的價(jià)格，郵件系統(tǒng)功能豐富，個(gè)性化特點(diǎn)鮮明。

4.5 強(qiáng)有力的安全防護(hù)措施

為郵件系統(tǒng)和郵件用戶提供無威脅的服務(wù)一直是郵件技術(shù)追尋的夢想。在大容量郵件系統(tǒng)中，管理者使用數(shù)字證書登陸管理，增加了能夠提供鏈路加密和端對端加密的安全技術(shù)，采用了S—MIME加密協(xié)議，密碼服務(wù)器與用戶服務(wù)器分離；限制同一IP地址在同一時(shí)間中的連接數(shù)量；提供郵件概要，讓用戶能夠主動(dòng)地根據(jù)概要地選擇接收郵件；對有污點(diǎn)的IP地址進(jìn)行記錄和防范等等。

除此之外，有的大容量郵件系統(tǒng)還為用戶提供多種語言配置，實(shí)現(xiàn)了不同語言平臺間信息傳遞和交流。有些系統(tǒng)能夠提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和性能調(diào)整，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整、實(shí)時(shí)優(yōu)化，提高可靠性和性能。有的系統(tǒng)積極擴(kuò)展服務(wù)種類，增加特色服務(wù)或者服務(wù)的范圍，如增加用戶模塊，提供第二次開發(fā)；增加防病毒模塊，提高病毒檢查和防護(hù)能力；增加短信模塊，向同一消息系統(tǒng)發(fā)展等等。

5 大容量郵件系統(tǒng)的測評標(biāo)準(zhǔn)和我國的大容量郵件系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

大容量郵件系統(tǒng)還沒有統(tǒng)一國際國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，如何評價(jià)或者判定一個(gè)系統(tǒng)是否是大容量郵件系統(tǒng)，眾說紛紜，判定時(shí)基本上會考慮以下幾個(gè)方面：一是系統(tǒng)的安全性和垃圾郵件的防范能力，二是系統(tǒng)的可靠性，如錯(cuò)誤率、流失率等，三是郵件遷移能力，同步流水備份對系統(tǒng)影響情況，四是靈活性和高效率，是否在底層設(shè)防，目錄共享、遠(yuǎn)程郵件集中存儲和收發(fā)效能，五是可擴(kuò)展性，是否在理論上支持無限可擴(kuò)展。

我國在上世紀(jì)末開始了大容量郵件系統(tǒng)研發(fā)，相繼發(fā)布了一些解決方案。過去的兩年中，筆者曾經(jīng)參加了幾個(gè)涉及第二代電子郵件的科技項(xiàng)目審定，這些項(xiàng)目在市場推廣上都與預(yù)期相差甚遠(yuǎn)，除去各種外部因素以外，項(xiàng)目本身存在缺陷，諸如在高峰時(shí)郵件丟失率高；對管理員的約束較少，用戶信息外泄?jié)撛诘奈C(jī)大；服務(wù)器與存儲設(shè)備的綜合性能上有待深一步考慮；技術(shù)上的突破不顯著等等。此外技術(shù)上的合作不足也制約了這些項(xiàng)目的研發(fā)、推廣。技術(shù)推進(jìn)產(chǎn)品，需求推動(dòng)技術(shù)，大容量郵件系統(tǒng)的研究成果正在逐漸融入我們的生活。

參考文獻(xiàn)：

[1] 樊金榮，謝智文.大容量電子郵件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的分析[J]．中國數(shù)據(jù)通信，2004(11).

[2] 蔡丹琳，朱達(dá)欣.淺述電子郵件系統(tǒng)[J].寧德師專學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004(2): 52-54.