Sistemi e Servizi di TLC. Lezione N. 8

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1 Sistemi e Servizi di TLC Lezione N. 8 Il servizio di Posta Elettronica 17 Novembre 2005 (2h)

2 La posta elettronica La posta elettronica ( ) è l applicazione di rete più usata. Consente agli utenti di comunicare in maniera molto semplice, eliminando spesso tutte le formalità tipiche della posta tradizionale. La posta elettronica offre agli utenti la possibilità di gestire con un singolo meccanismo sia brevi messaggi, sia documenti voluminosi e file di vario tipo.

3 Architettura Componenti principali user agent User agent Mail server Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) User Agent Mail reader Composizione, modifica, lettura dei messaggi di e.g., Eudora, Outlook, elm, Netscape Messenger mail server SMTP mail server SMTP SMTP mail server user agent user agent user agent Messaggi in ingresso e in uscita memorizzati sul server user agent user agent Outgoing Message queue User mailbox

4 Architettura Mail Servers Mailbox: contiene i messaggi in ingresso (non ancora letti) per l utente Coda dei messaggi in uscita (da spedire) Protocollo SMTP fra i mail servers per spedire i messaggi di Client: mail server trasmittente Server: mail server ricevente mail server SMTP mail server user agent SMTP SMTP mail server user agent user agent user agent user agent Outgoing Message queue User mailbox

5 Il modello Client-Server Il trasferimento dei messaggi di attraverso Internet o su rete privata avviene tramite il protocollo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol RFC 821). Il client SMTP riceve le mail dagli utenti, ed ha il compito di trasferirle al server, o segnalare l impossibilità di farlo. User Client SMTP Comandi/ Risposte Posta Server SMTP Il dialogo è basato sul paradigma comando-risposta iniziato dal client.

6 Visione funzionale mittente Mail User Agent Coda dei messaggi in uscita Mail Transfer Agent CLIENT Connessione TCP Porta 25 SERVER destinatario Mail User Agent Casella di posta dell utente Mail Transfer Agent

7 Il protocollo SMTP Mail Mail John Sendmail Sendmail Bill Paul Paul John SMTP client Bill SMTP server Rete TCP/IP

8 Il demone Sendmail Sendmail è il software che effettua la spedizione della posta elettronica. 1. Inoltra i messaggi alle destinazioni 2. Si occupa della risoluzione dei nomi 3. Traduce l intestazione del messaggio in base alle richieste del sistema destinatario 4. Si interfaccia con il Mail, che gestisce la posta localmente 5. Controlla periodicamente se ci sono messaggi non consegnati; se si, ritenta la consegna. Allo scadere di un tempo massimo, li restituisce all utente

9 Nomi ed alias Per indicare mittenti e destinatari di messaggi di posta elettronica è necessario usare opportuni identificatori composti da: Nome convenzionale dell utente (username) Nome logico di un host o di un dominio bill abc.com I nomi delle destinazioni postali non necessariamente coincidono con i normali nomi di dominio delle macchine. Questo è reso possibile dalla presenza di un database che effettua le corrispondenze. Un meccanismo analogo serve per la gestione delle mailing list.

10 Espansione degli Alias Database di alias L utente invia la posta L utente legge la posta Interfaccia utente Espansione di alias e spedizione Cassette postali per la posta in arrivo Area di spooling della posta in partenza Server Client Il database degli alias contiene una lista di nomi alternativi per i nomi degli utenti di posta elettronica, che viene interrogato dal Sendmail per effettuare le necessarie corrispondenze.

11 Il meccanismo di spooling Database di alias L utente invia la posta L utente legge la posta Interfaccia utente Espansione di alias e spedizione Cassette postali per la posta in arrivo Area di spooling della posta in partenza Server Client Spooling: mantenimento di una copia del messaggio in una zona di memoria locale (spool); una copia del messaggio viene registrata anche nell area di spooling del server remoto al momento della ricezione; una volta confermata l avvenuta ricezione, le copie vengono cancellate

12 Possibili sistemi SMTP Un entità (o sistema) SMTP può essere classificata in base al ruolo svolto: Originator: invia le mail su Internet o su rete privata Delivery: riceve le mail dalla rete e le trasferisce ad un Mail User Agent o le deposita in una casella di posta Relay: riceve le mail da un client e le trasmette senza modificarle ad un SMTP server

13 Esempio Terminale utente Coda di posta Coda di posta User Agent Coda della posta da spedire relay MTA Internet relay MTA Stazione mittente MTA locale MTA locale User Agent Cassetta di posta Terminale utente Stazione ricevente

14 La procedura SMTP INIZIO DELLA SESSIONE Il client apre una connessione verso il server, che risponde con un messaggio di welcome o con un rifiuto Una volta che il client ha ricevuto risposta positiva, invia un messaggio contenente la sua identità (HELO) Il server risponde specificando le estensioni che è in grado di supportare TRASFERIMENTO DELLE MAIL Il mittente invia il comando MAIL, che specifica la sua identità, al server Se riceve risposta positiva (250 OK) invia uno o più comandi RCPT, che trasportano le informazioni sul destinatario Infine, segnala che sta per inviare il corpo della mail con il comando DATA

15 Gli oggetti SMTP Una transazione di posta prevede lo scambio di una serie di OGGETTI: Reverse-path Forward-path Mail data Tali oggetti vengono comunicati come argomenti di alcuni comandi, e sono memorizzati in buffer distinti sul server. Altri comandi servono a inserire informazioni nei buffer o a svuotarli. Client SMTP Comandi Risposte Server SMTP

16 I comandi SMTP (1) HELLO HELO Domain Serve al server per poter identificare il client. L argomento contiene il domain name completo del client. Se non ne ha uno fisso, deve inviare un indirizzo letterale che consenta di riconoscerlo. MAIL MAIL FROM: Reverse-Path Mail-parameters Serve ad iniziare una transazione per il trasferimento di una mail. Contiene il Reverse-path, ossia la casella di posta del mittente. In seguito alla ricezione di tale comando, il server svuota tutti i buffer, e inserisce la nuova informazione nel Reverse-path buffer.

17 I comandi SMTP (2) RECIPIENT RCPT TO: Forward-Path Serve ad individuare il destinatario della mail; se ce n è più di uno, il comando viene utilizzato più volte. L argomento contiene il Forward-path, ossia la casella di posta del destinatario. DATA DATA Segnala l inizio dell invio della mail vera e propria. Il server invia un messaggio di conferma intermedia (354) ed interpreta quello che segue come Mail data, inserendolo nel buffer corrispondente. Una linea contenente CRLF.CRLF indica la fine della mail, a cui segue la processazione. Il server poi notifica l andamento delle operazioni e svuota il buffer.

18 I comandi SMTP (3) RESET RSET Segnala la terminazione forzata della transazione. Tutti i buffer vengono svuotati. VERIFY VRFY String Chiede al server di verificare se l argomento identifica un utente o una casella di posta. Non ha alcun effetto sul contenuto dei buffer. EXPAND EXPN String Chiede al server di verificare se l argomento identifica una mailing list, e di restituire come risposta gli iscritti.

19 I comandi SMTP (4) HELP HELP String Chiede al server l invio di informazioni di aiuto. L argomento è opzionale, e serve a specificare il campo. NOOP NOOP String Richiede il semplice invio di conferma dal server. L argomento viene ignorato dal server. QUIT QUIT Segnala la chiusura della trasmissione.

20 Esempio di una sessione SMTP S: 220 xyz.com SMTP service ready C: HELO abc.com S: 250 xyz.com says hello to abc.com C: MAIL From: S: 250 sender ok C: RCPT To: S: 250 recipient ok C: DATA S: 354 Enter Mail, end with. on a line by itself C:... C:. S: 250 Mail accepted C: QUIT S: 221 xyz.com closing connection

21 Formato del messaggio di posta (1) Dr. Franco Rossi Via Grande 42 Roma Dr. Mario Bianchi Via Roma 106 La Spezia Busta Recipient: Luigi Bianchi Street: via Roma 106 State: Italy Zip code: Priority: Urgent Encryption: None Sender: Franco Rossi Street: via Grande 42 State: Italy Zip code: Carlo Rossi Via del Canaletto 1 Roma 11 Febbraio 1998 Oggetto: Corso di aggiornamento Gent. mo Dr. Bianchi Intestazione Corpo Contenuto From: Carlo Rossi Address: via del Canaletto 1, Roma Date: 11 Febbraio 1998 Oggetto: Corso di aggiornamento Gent. mo Dr. Bianchi

22 Formato del messaggio di posta (2) SMTP: protocollo per lo scambio di messaggi di RFC 822: standard che definisce il formato dei messaggi di testo: Header To: From: Subject: header body blank line Body il messaggio, solo caratteri ASCII

23 Formato del messaggio di posta (3) La busta è utilizzata dal Mail Transfer Agent per le operazioni di spedizione. L RFC 2821 specifica il contenuto e l interpretazione delle informazioni relative alla busta. L intestazione viene utilizzata dal Mail User Agent, cioè dal software di posta impiegato dall utente. L RFC 2822 specifica il formato e il significato dei campi dell intestazione. Il corpo rappresenta il contenuto del messaggio che il mittente vuole comunicare al destinatario.

24 Campi dell intestazione (1) Campi ORIGINE specificano la casella di posta della sorgente del messaggio e forniscono le informazioni necessarie per rispondere From: autore del messaggio, ossia casella di posta della persona o del sistema responsabile della scrittura del messaggio Sender: casella di posta della persona responsabile dell effettiva trasmissione del messaggio Reply-to: indica la casella di posta a cui inviare la risposta

25 Campi dell intestazione (2) Campi DESTINAZIONE: specificano la destinazione del messaggio. Ciascun campo può contenere più di un indirizzo To: contiene l indirizzo (o gli indirizzi) del destinatario principale del messaggio Cc: (Carbon Copy) contiene l indirizzo (o gli indirizzi) di altre persone che devono ricevere il messaggio benché non siano i destinatari principali Bcc: (Blind Carbon Copy) contiene l indirizzo (o gli indirizzi) di persone il cui indirizzo non deve essere rivelato agli altri destinatari dl messaggio

26 Campi dell intestazione (3) Campi IDENTITA : servono ad identificare il messaggio stesso (usati dal sistema di gestione) Message-id: contiene un numero di identificazione univoco del messaggio, che individua una particolare versione; è scelto dall host che genera il messaggio In-reply-to: usato nelle risposte; contiene il numero di identificazione dei messaggio al quale si sta rispondendo (parent message) References: usato nelle risposte, ricostruisce lo svolgersi della conversazione ; contiene gli identificatori contenuti nel campo References (o Inreply-to) del parent message più il suo Message-id

27 Campi dell intestazione (4) Campi INFORMAZIONE: tutti opzionali, servono a dare maggiori informazioni sul messaggio stesso (usati dall utente) Subject: sintetizza l argomento del messaggio; se in una risposta, deve cominciare con Re: Comments: contiene commenti aggiuntivi sul corpo del messaggio Keywords: contiene una lista di parole o frasi utili per capire il contenuto del messaggio

28 Il corpo del messaggio di posta Il MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) definisce le regole per la codifica del corpo dei messaggi MIME version Versione del software Content-type Tipo del contenuto del messaggio Contenttransfer encoding Codifica che deve essere applicata al corpo del messaggio Altri campi opzionali Maggiori dettagli per descrivere il contenuto del messaggio

29 MIME MIME: estensioni di posta multimediali, RFC 2045, 2056 Linee addizionali nell intestazione del messaggio dichiarano il tipo di contenuto MIME Versione MIME Metodo usato per codificare i dati Dati multimediali type, subtype, Dichiarazione di parametri Dati codificati From: alice@crepes.fr To: bob@hamburger.edu Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data

30 Tipi MIME Content-Type: type/subtype; parameters Text Esempi di sottotipi: plain, html Es.text/plain; charset= us-ascii Image Esempi di sottotipi: jpeg, gif Tipo di dati generico Audio Esempi di sottotipi: basic (8-bit µ-law encoded), 32kadpcm (32 kbps coding) Video Formato del tipo di dati Esempi di sottotipi: mpeg, quicktime Application Altri dati che devono essere processati da un applicazione reader prima di essere visibili Esempi di sottotipi: msword, octet-stream

31 MIME: header fields MIME version: versione dello standard in uso per la codifica dei messaggi (identifica il documento a cui fare riferimento; attualmente il più recente è 1.0: negli standard precedenti questo campo non era previsto) Content-type: fornisce una descrizione del contenuto del messaggio accurata abbastanza da poter essere utilizzata dal Mail User Agent destinatario per presentare in modo corretto i dati all utente; il valore del contenuto corrisponde ad un media type (es. text, image, audio, video, application, etc) e ad un sub-type Content-transfer Encoding: specifica il modo in cui il corpo del messaggio è stato codificato per poter essere trasportato tramite protocollo SMTP (caratteri ASCII codificati su 7 bit, con messaggi lunghi non più di 1000 caratteri)

32 MIME: esempio From: To: Subject: Picture of yummy crepe. MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary= Content-Transfer-Encoding: quoted-printable Content-Type: text/plain Dear Bob, Please find a picture of a crepe Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data

33 Protocolli di accesso alla posta user agent SMTP SMTP POP3 o IMAP user agent Mail server del mittente Mail server del destinatario SMTP: consegna/memorizzazione al server del ricevitore Protocollo di accesso alla posta: retrieval dal server POP: Post Office Protocol [RFC 1939] Autorizzazione (agent <--> server) e download dei messaggi IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730] Caratteristiche più evolute (maggiore complessità) Manipolazione di messaggi memorizzati sul server HTTP: Hotmail, Yahoo! Mail, etc.

34 Protocolli POP3 (Post Office Protocol v.3) consente all utente di prelevare, memorizzare sul proprio PC, ed eventualmente cancellare i messaggi a lui indirizzati dal proprio server di posta. Sostituisce l SMTP nel caso in cui non sia possibile installarlo su una macchina direttamente e permanentemente. IMAP (Interactive Mail Access Protocol) è stato progettato per rispondere alle esigenze di utenti che utilizzano la propria casella di posta da macchine differenti. A differenza del POP3 infatti, non prevede di copiare la posta sulla macchina dell utente, ma mantiene i messaggi di posta sul server stesso, in modo che l utente possa accedervi da qualunque macchina.

35 Attivazione di una sessione POP3 Il server POP si pone in attesa sulla porta TCP 110. POP server Quando un client desidera utilizzare il servizio POP stabilisce una connessione TCP con il server. Il server invia quindi un messaggio di saluto. Bill Paul John

36 Stati di una sessione POP3 Apertura di una connessione TCP Autorizzazione Accettazione della richiesta Attesa Fine della connessione Transazione Aggiornamento Fine della connessione

37 Stato di Autorizzazione Attesa Autorizzazione Fine della connessione Aggiornamento Transazione 1. Al client viene chiesto di fornire il nome di un utente (username). 2. Se tale nome è riconosciuto dal server, viene chiesto di digitare una password. 3. Se la password è corretta la fase di autenticazione termina con successo. Il server utilizza le informazioni acquisite per accedere alla relativa casella di posta elettronica e la blocca. Ne divide quindi il contenuto in singoli messaggi e assegna un numero d ordine a ciascuno di essi.

38 Stato di Transazione Autorizzazione In questo stato si accettano i comandi del client: Attesa Fine della connessione Aggiornamento Transazione STAT: informazioni sulla casella di posta (numero di messaggi, dimensione) LIST [msg]: informazioni sul messaggio (numero d ordine, dimensione) RETR msg: invio del messaggio da parte del server DELE msg: il messaggio viene marcato come cancellato e non può più essere riferito NOOP: nessuna operazione da parte del server, tranne un riscontro RSET: toglie le etichette ai messaggi precedentemente marcati

39 Stato di Aggiornamento Attesa Autorizzazione Fine della connessione Aggiornamento Transazione Si entra nello stato di Aggiornamento solo dopo una Transazione. Nella fase di aggiornamento, a seguito del comando QUIT, il server rimuove i messaggi marcati come cancellati. Rilascia quindi il controllo sulla casella di posta, restituisce esito positivo e termina la connessione TCP fra client e server.

40 Altri comandi POP TOP msg n: visualizza il messaggio (intestazione e n linee del corpo) UIDL [msg]: restituisce il numero d ordine del messaggio e il suo ID unico (persistente da una sessione all altra) USER name: usato durante la fase di Autenticazione PASS string: usato durante la fase di Autenticazione (attenzione: password in chiaro!!!) APOP name digest: altro metodo di autenticazione; il nome è lo stesso del comando USER, mente il digest viene calcolato a partire da un timestamp e da una chiave nota solo al client e al server

41 Esempio di una sessione POP Fase di autorizzazione Comandi del client: user: dichiara lo username pass: password Risposte del server +OK -ERR Fase di transazione Comandi del client list: elenca il numero d ordine e la dimensione dei messaggi retr: recupera il messaggio attraverso il numero d ordine dele: cancella quit S: +OK POP3 server ready C: user alice S: +OK C: pass hungry S: +OK user successfully logged on C: list S: S: S:. C: retr 1 S: <message 1 contents> S:. C: dele 1 C: retr 2 S: <message 1 contents> S:. C: dele 2 C: quit S: +OK POP3 server signing off

42 Il protocollo IMAP IMAP server Bill Paul John Il server IMAP si pone in attesa sulla porta TCP 143. Quando un client desidera utilizzare il servizio POP stabilisce una connessione TCP con il server. Il server invia quindi un messaggio di saluto.

43 I flag dei messaggi Le operazioni sui messaggi e la loro gestione avvengono sul server: c è bisogno di mantenere un maggior numero di informazioni su ciascuno di essi: \Seen \Answered \Flagged \Deleted \Draft \Recent Il messaggio è stato letto Il messaggio ha ricevuto risposta Il messaggio richiede un attenzione speciale Il messaggio sarà eliminato La composizione non è terminata Il messaggio è appena arrivato

44 Gli stati del server IMAP Connessione senza autenticazione Logout/Chiusura connessione Non autenticazione Logout/Chiusura connessione Instaurazione della connessione e welcome del server Autenticazione avvenuta Autenticazione Connessione con autenticazione Selezione SELECT/EXAMINE rifiutato - CLOSE SELECT/EXAMINE avvenuto Connessione rifiutata Logout/Chiusura connessione Logout e chiusura della connessione

45 Stati: dettagli (1) Non autenticazione E possibile instaurare la connessione indipendentemente dall autenticazione; in questa fase è comunque proibito effettuare la maggior parte dei comandi Autenticazione Si entra in questo stato dopo aver richiesto una connessione preautenticata o dopo autenticazione dallo stato precedente; prima di poter effettuare comandi, si deve specificare il nome di una casella di posta; se tale nome non è corretto, si rimane in questo stato

46 Stati: dettagli (2) Selezione Si entra in questo stato quando una casella di posta è stata correttamente selezionata; a questo punto è possibile eseguire comandi per la gestione dei messaggi. Logout Questo stato prevede la chiusura della connessione o in seguito ad un comando del client, o per decisione unilaterale del server.

47 Comandi IMAP (1) Comandi eseguibili in qualsiasi stato: CAPABILITY: chiede al server i servizi che è in grado di supportare NOOP: nessuna operazione LOGOUT: indica la chiusura della connessione Stato di non autenticazione: AUTHENTICATION mechanism: chiede l autenticazione con il metodo specificato nell argomento; se il server lo supporta, procede con la fase di autenticazione LOGIN user name, password: identifica il client inviando la password in chiaro

48 Comandi IMAP (2) Stato di autenticazione (1): SELECT mailbox name: seleziona una casella di posta a cui il client vuole accedere; il server risponde con informazioni sulla casella EXAMINE mailbox name: analogo al SELECT, ma solo lettura CREATE mailbox name: crea una nuova casella con il nome specificato DELETE mailbox name: cancella una casella esistente RENAME mailbox name: cambia il nome di una casella SUBSCRIBE mailbox name: specifica che la casella è in uso

49 Comandi IMAP (3) Stato di autenticazione (2): UNSUBSCRIBE mailbox name: la casella non è attualmente in uso LIST reference name: chiede informazioni sulle caselle figlie del nome specificato nell argomento LSUB reference name : analogo al LIST, ma visualizza solo le caselle attive STATUS mailbox name: riporta lo stato della casella (alternativo all EXAMINE) APPEND mailbox name, message: inserisce il messaggio in coda alla casella

50 Comandi IMAP (4) Stato di selezione:tutti i comandi precedenti, più: CHECK: test di corretta gestione in memoria della casella precedentemente selezionata CLOSE: rimuove tutti i messaggi precedentemente marcati come cancellati e torna allo stato di autenticazione EXPUNGE : analogo al CLOSE, ma con un messaggio di notifica per ogni messaggio eliminato SEARCH criteria: cerca i messaggi che rispondono ai criteri specificati FETCH message set, items: ricava dati relativi ai messaggi specificati (corpo, intestazione etc) STORE message set, items, values: modifica i dati associati ai messaggi COPY message set, mailbox: copia i messaggi nella casella

51 Le mailing list Una lista di posta elettronica, o mailing-list, è un servizio attraverso cui un gruppo di persone può inviare dei messaggi di posta elettronica a tutti i partecipanti, creando un mezzo per discutere di un certo argomento. Caratteristiche Servizio analogo a quello di un newsgroup, con la differenza che ci si deve iscrivere presso il server che offre il servizio e che i messaggi vengono inviati a tutti i partecipanti iscritti Esclusione dei visitatori occasionali (o casuali) Tutti quelli che hanno la possibilità di usare la posta elettronica possono utilizzare il servizio, mentre per quanto riguarda i newsgroup, sono rari gli utenti di Internet che possono accedere a tutti i gruppi di discussione.

52 Gestione delle mailing list Il servizio di una lista di posta elettronica viene svolto normalmente dal programma che si occupa della gestione della normale posta elettronica. In questo caso, dovrà provvedere ad inviare la posta a tutti gli iscritti. ISCRIZIONE: occorre inviare un messaggio speciale, contenente il nome della lista e l'indirizzo di posta elettronica di colui che si iscrive; in modo analogo si interviene per cancellare l'iscrizione. Si distinguono due tipi base di liste: moderate: tutti i messaggi, prima di essere ritrasmessi agli iscritti, vengono controllati da uno o più moderatori non moderate: non vengono controllate da nessuno.

53 Tipi di liste e clienti Liste private: l iscrizione alla lista richiede l approvazione da parte del gestore della lista stessa; l accesso agli archivi della lista è limitato e può richiedere una password Operazioni: invio/ricezione messaggi consultazione archivio Cliente del sistema di mailing list Operazioni: aggiunta/rimozione utenti decisione sui messaggi Utente comune Proprietario

54 Comandi utenti generici SUBSCRIBE UNSUBSCRIBE LISTS RECIPIENTS REVIEW RUN STATISTICS SET CONFIRM INDEX GET SEARCH WHICH RELEASE HELP INFORMATION Iscrizione alla lista Cancellazione dell iscrizione Elenco liste gestite dal server Visualizza gli iscritti visibili alla lista Informazioni sulla lista Esecuzione del comando specificato Utenti e numero di messaggi inviati Modifica opzioni personali Rinnovo iscrizione Elenco di file in un archivio Recupero dei file da un archivio Ricerca file nell archivio Elenco liste locali Informazioni sulla versione del sistema Comandi utilizzabili Informazioni su una lista

55 Comandi proprietari REPORTS EDIT SYSTEM PUT APPROVE DISCARD Rapporti informativi sulla lista Edita il file specificato Applica le restrizioni al sistema Gestisce gli indirizzi e modifica i file di sistema Approva un messaggio Scarta il messaggio