大容量电子邮件系统

摘要：该文从传统邮件系统的起源、瓶颈等方面出发，阐述了大容量邮件系统诞生的原因、对存储设备的要求、系统采用的新技术、现阶段的发展情况、测评方法等方面述。

关键词：大容量邮件系统；存储设备构建模式；冗余分布式技术并发；Mail2G；WEB邮件技术

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：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在计算机上成功地发送了“L O”，标志电子邮件的诞生。1971年Ray Tomlnson首次使用了含有@的电子邮件地址， 开创了@时代。在David H Crocker等人的不懈努力下，电子邮件在上世纪80年代从实验室走向了商业化应用，1999年统计显示，当时的电子邮件用户已经达到了5.96亿。本世纪初，电子邮件用户和邮件容量急速增加，传统电子邮件的不足凸现出来。

电子邮件系统在电子通讯网中利用电信号传递信件、单据等各种信息，通信双方在ISP上申请邮件帐号，形如：username@server_address，即邮箱，利用邮箱收发信息。传统的电子邮件系统由SMPT、POP3、IMAP和SSL协议构成。SMPT称为简单邮件传输协议，实现邮件从一个服务器到另一个服务器的传输。POP3称为邮局协议，负责将邮件从邮箱中传输到用户的本地计算机。IMAP为互联网邮件访问协议。SSL用于保护邮件安全，在邮件系统中主要完成数据加密。

在早期的邮件系统中，邮件通过单线程、双向通道技术，实现连续的信息传送，不支持断点续传，占用相当数量的带宽，网络资源的浪费可观。离线传送机制，使得邮件送达的时间较长而且不确定，受到了各种即时通讯软件的巨大挑战。邮件传送机制制造了潜在的安全患，接收者被动收邮件，冒名、匿名邮件大行其道，垃圾邮件、病毒邮件漫天飞。各种邮件病毒，让全世界数以百万计的电脑深受祸患。字符传送模式需要编码和解码，增加了服务器的开销。传统邮件系统还把用户的认证和邮件存储模式等功能固化在模块中，不提供二次开发，固化方式阻碍了负荷分散处理和数据分布式存储，设备扩展困难、高峰时的海量负载容易造成系统的阻塞、死锁、坍塌。此外收发邮件所使用的客户端邮件程序配置和管理复杂，增加了用户负担。以上原因阻碍了电子邮件的使用，促进了新邮件系统的研发。由于新邮件技术着力于解决巨量邮件用户服务和大容量附件的传输等方面的问题，被称为大容量邮件系统，或者第二代邮件系统。

2 大容量邮件系统对存储设备的要求

通常，大容量邮件系统是指能为5万以上用户提供服务的邮件系统，存储设备是其关键。首先，并行的多个服务器必须能够共享存储设备，存储系统能够完成服务器的并发读写，这就要求存储设备在保证数据的一致性和完整性的基础上能够高速、并发读写数据，通常采用分布式存储模式；其次用户数量在不断扩张，存储容量随时短缺的可能导致经常性扩容，在构建存储设备时要充分考虑扩容，使系统的水平扩展和垂直扩展便捷（水平扩展是指通过增加服务器数量进行系统扩展；垂直扩展是指在服务器数量不变的基础上，实现系统的重新配置）；第三，商用存储设备在可靠性、读写时间等方面要求较高，价格不菲，海量存储设备是大容量邮件系统的核心，在堆叠存储器时要合理设计，减少重复存储，降低单位容量的成本，存储管理可以采用分布式散列算法。

存储设备构建模式有三种：NAS模式、DAS模式、SAN模式。大容量邮件系统在数据组织上采用了多级目录式管理，所以在大容量邮件系统中多数采用SAN模式，当NAS和SAN都不适用时采用DAS模式。

3 在大容量邮件系统中采用的新技术

大容量邮件系统中采用了许多新技术。有的系统采用了冗余分布式技术，采用集群方式将一组相互独立的服务器以单一模式管理，使系统在网络中按照单一系统方式呈现，在服务器上将邮件的不同模块分离后加载到不同的服务器或者相同的多个服务器上，系统的各个功能部分独立工作，不同服务器上的相同模块并行处理，有效解决了海量并发服务请求。当单台服务器产生故障时，能够重新分配任务，不影响系统运行，提高了服务器的平均无故障时间，还能够实现在线的流水式备份。有的系统中增加了Prefork:生成守候进程[1]，以求在最短时间内响应大量的突发请求，实现进程间隔离保护特性达到并发下的稳定可靠。还有一些系统采用了Apache服务器[2]。这种服务器可以以进程为单位，方便扩展服务器和扩展元集群节点，其开放式源代码，对功能增减和个性化需求都比较容易满足，提供了较好的跨平台服务支持。

4 大容量邮件系统的发展情况

目前，许多营运商对原有的邮件系统进行了改造，市场也推出了新的邮件系统，表明了新邮件技术研究工作取得了一些阶段性成果，大容量邮件系统主要朝着以下几个方面发展：

4.1 第二代电子邮件系统Mail2G[3]

Mail2G着力于改进客户端软件的工作机理。在Mail2G中用IMAP4取代IMAP、多线程带宽争用代替单线程技术、POPost 协议取代POP3协议，实现了字节流传送和断点续传，节约了带宽，提高了邮件的传送竞争能力，加快了传送的时间，提高了及时送达能力；通过发送握手信号通知收件人收件，在握手信号中加入了诸如发件人信息、主题、概要等内容，让收件人可以及时地、选择性地接收邮件，改善了收件人被动性；在服务器端，Mail2G使用filedir模式，把用户邮箱的内容分块存储，操作错误将局限在所在的目录下；采用分布式存储结构，容量扩展方便， OEPT协议实现了大容量附件的传送。

4.2 WEB邮件技术

WEB邮件技术的理念就是让用户利用熟悉的浏览器，在任何一网的电脑上，登陆互联网或者局域网中的邮件服务器阅读邮件，除了浏览器知识以外，无额外知识要求，无需配置客户端软件，经常出差的用户也能方便接收邮件，提高了邮件系统的服务质量。

4.3 多域邮件服务程序

多域邮件服务程序则可以实现一台服务器为多个独立注册的互联网域名企业或者单位提供独立的电子邮件服务，通过提高设备的共享性和有效性，充分发挥了设备和服务的效力，降低邮件系统构建的成本。

4.4 Linux邮件服务器

Linux邮件服务器能够向Linux系统用户提供更加专业、优质的服务， Linux系统所采用的开放源代码模式，使得邮件系统的研发变得容易，降低了邮件系统的价格，邮件系统功能丰富，个性化特点鲜明。

4.5 强有力的安全防护措施

为邮件系统和邮件用户提供无威胁的服务一直是邮件技术追寻的梦想。在大容量邮件系统中，管理者使用数字证书登陆管理，增加了能够提供链路加密和端对端加密的安全技术，采用了S―MIME加密协议，密码服务器与用户服务器分离；限制同一IP地址在同一时间中的连接数量；提供邮件概要，让用户能够主动地根据概要地选择接收邮件；对有污点的IP地址进行记录和防范等等。

除此之外，有的大容量邮件系统还为用户提供多种语言配置，实现了不同语言平台间信息传递和交流。有些系统能够提供远程监控和性能调整，根据系统负载情况进行实时调整、实时优化，提高可靠性和性能。有的系统积极扩展服务种类，增加特色服务或者服务的范围，如增加用户模块，提供第二次开发；增加防病毒模块，提高病毒检查和防护能力；增加短信模块，向同一消息系统发展等等。

5 大容量邮件系统的测评标准和我国的大容量邮件系统发展现状

大容量邮件系统还没有统一国际国内的标准，如何评价或者判定一个系统是否是大容量邮件系统，众说纷纭，判定时基本上会考虑以下几个方面：一是系统的安全性和垃圾邮件的防范能力，二是系统的可靠性，如错误率、流失率等，三是邮件迁移能力，同步流水备份对系统影响情况，四是灵活性和高效率，是否在底层设防，目录共享、远程邮件集中存储和收发效能，五是可扩展性，是否在理论上支持无限可扩展。

我国在上世纪末开始了大容量邮件系统研发，相继了一些解决方案。过去的两年中，笔者曾经参加了几个涉及第二代电子邮件的科技项目审定，这些项目在市场推广上都与预期相差甚远，除去各种外部因素以外，项目本身存在缺陷，诸如在高峰时邮件丢失率高；对管理员的约束较少，用户信息外泄潜在的危机大；服务器与存储设备的综合性能上有待深一步考虑；技术上的突破不显著等等。此外技术上的合作不足也制约了这些项目的研发、推广。技术推进产品，需求推动技术，大容量邮件系统的研究成果正在逐渐融入我们的生活。

参考文献：

[1] 樊金荣,谢智文.大容量电子邮件系统实现的分析[J]．中国数据通信,2004(11).

[2] 蔡丹琳,朱达欣.浅述电子邮件系统[J].宁德师专学报：自然科学版,2004(2): 52-54.