Hur fungerar e-post?
Mycket händer när du trycker på ”skicka”.
- E-postmeddelanden skapas med hjälp av ett e-postprogram (en e-postklient).
- E-postprogrammet sammanställer e-postmeddelandet genom att kombinera meddelandeinnehållet (kroppen) med mottagaren, ämne, datum och tid (huvudet).
- E-post förlitar sig på en uppsättning protokoll för att komma fram till rätt destination.
- E-postprogrammet (e-postklienten) finns i två former, en webbaserad version som Gmail, där användare måste logga in via sin webbläsare för att komma åt sina e-postmeddelanden, eller en klientbaserad version som Outlook, där användare installerar en programvara för att komma åt e-postmeddelanden från sin lokala dator.
Om du regelbundet använder en dator så är det ganska troligt att du skickar och tar emot otaliga e-postmeddelanden varje dag – e-postmeddelanden från kunder, prenumerationer, nyhetsbrev, meddelanden från vänner och familj, och för att inte tala om från alla spammare. De flesta internetanvändare vet inte hur dessa e-postmeddelanden skickas eller kommer till deras inkorg, och det är okej. Ur den typiska e-postanvändarens synvinkel verkar det enkelt. Vi tänker på e-post som något som dyker upp när meddelanden kommer till vår e-postklient (Thunderbird, Yahoo, Outlook, etc.).
När du skickar ett e-postmeddelande till din mamma, så skriver du hennes e-postadress, skriver, trycker på skicka och hennes svar kommer sen tillbaka till din e-postklient. Till viss del är detta sant, men det finns mycket mer i det än så. Hur e-post är uppbyggt och överfört är en komplex process, och med hjälp av relaterade analogier så kan vi förklara hela processen på ett lättfattligt sätt.
För de flesta e-postanvändare är det inte nödvändigt att förstå hur e-post fungerar för att använda det. Men om du är intresserad av hur dessa meddelanden plingar in i din inkorg, fortsätt då och läs. Denna korta introduktion är till för att hjälpa dig förstå de grundläggande principerna för e-post. Det är förvånande hur lik processen med att skicka e-post är med det gammaldags skrivna formatet. Om du någonsin har skrivit ett formellt brev så kommer du inte ha några problem med att förstå hur e-post fungerar.
Vad är e-post
E-post uppfanns faktiskt före det allmänt tillgängliga internet som vi känner det nu. E-post var tänkt som ett sätt för datorer att kommunicera med varandra. Från början av 1960-talet utvecklade datornätverket ARPANET, ett datorkommunikationsnätverk skapat av USA:s försvarsdepartement, ett system för e-postöverföringar som förlitade sig på det nu välkända ”@”-tecknet. Ray Tomlinson, mannen som allmänt erkänts för att ha skapat e-post valde @-symbolen medvetet.
Enligt Tomlinson, ”Det primära skälet var att det var vettigt. @-tecknet förekom inte i namn, så det skulle inte finnas någon tvetydighet om var separationen mellan inloggningsnamn och värdnamn skedde. (Raytheon BBN Technologies, 11 februari 2011) .
@-symbolen gjorde det möjligt för meddelanden att rikta in sig på enskilda användare på specifika maskiner och inte till en localhost. Formatet på e-postadressen var nu användarnamn@värd. Denna separation av användarnamn från maskinnamn fungerar på samma sätt som hur webbplatsens IP-adresser tilldelas domännamn. När domännamnssystemet (DNS) väl utvecklades tog e-postadresserna formatet loginnamn@värd.domän.
E-post skickas till användarkonton via flera datorservrar. De dirigerar meddelandet till sin slutdestination och lagrar dem så att användarna kan hämta dem och skicka dem när de ansluter till e-postinfrastrukturen. E-post kan nås via en e-postklient eller ett webbgränssnitt (mer om dessa senare). När du klickar på skicka så skickas meddelandet från din dator till servern som är kopplad till mottagarens adress. Denna process sker vanligtvis via flera andra servrar innan meddelandet kommer till den avsedda mottagarens brevlåda.
Elektroniska brevlådor är centrala för hur e-postmeddelanden fungerar för slutanvändaren. En brevlåda är där elektroniska brevlådor lagras, och när en användare får ett e-postmeddelande lägger postsystemet det automatiskt i deras brevlåda. Brevlådan gör e-posten användarvänlig. De delar upp e-postmeddelanden i mappar, inkorg, utkorg, skräppost, etc., och tillåter användare att skanna e-post, kopiera, ta bort eller vidarebefordra den till en annan användare. Men vad händer innan den når brevlådan?
E-postservrar (SMTP och MTA)
Till skillnad från din fysiska brevlåda, där en tjänst, posten, hanterar all din post, så hanteras din inkommande och utgående post på olika sätt med e-post. Det finns två typer av servrar. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ett e-postleveransprotokoll som används för att skicka e-post över internet. SMTP innehåller information om överföringsdetaljerna för ett e-postmeddelande och används specifikt för utgående e-post. En ”Mail Transfer Agent” (MTA) är ett serverprogram som använder SMTP för att leverera e-post.
Det finns två typer av MTA, en klientbaserad MTA, som innebär installation av programvara för att komma åt e-postmeddelanden (som Outlook), och en webbaserad MTA, som nås via en webbläsare (till exempel Gmail). Vem som helst kan använda sin dator för att köra en MTA.
Det är ganska enkelt, och en MTA kommer att hantera inkommande e-post väl. Att köra din egen MTA för att leverera en stor volym av e-postmeddelanden samtidigt som du bibehåller en god leveransnivå kommer att bli komplicerat. Det finns standarder och konventioner som måste följas. Underlåtenhet att följa dem kommer att skada din förmåga att leverera post på ett tillförlitligt sätt. En kortare, enklare väg skulle vara att konfigurera dina klienter för att använda din ISP:s SMTP-server istället för att konfigurera och köra din egen.
Att skicka ett mail är en annan historia. SMTP förlitar sig på TCP-porten 25. När ett e-postmeddelande skickas, används port 25 vanligtvis för att dirigera meddelandet till en lokal dator, utsedd för att hantera e-post av en nätverksoperatör. Denna e-postserver är förgodkänd av e-postvärden, hanterar inkommande e-postmeddelanden och skickar meddelanden.
Problemet med Port 25 är att den blir igensatt av skräppost om datorer i samma nätverk blir infekterade med skadlig programvara eller ett virus. Av denna anledning föreslår de flesta anti-spam-riktlinjer att blockera port 25.
Om inte användare är värd för sin egen e-post kan de inte skicka e-post själva eftersom de flesta internetleverantörer blockerar port 25 och SMTP-servrar kräver statiska IP-adresser för att göra sitt jobb. Port 25-blockering gör att internetleverantörer kan eliminera all skräppost som skickas ut via deras nätverk. Det finns en hake, blockering av denna port tenderar att straffa de oskyldiga som behöver skicka via andra e-postservrar än de som tillhör deras ISP.
Anledningen till att blockera vem som helst och alla från att skicka e-post är för att hålla internet i ett fungerande skick. Tänk på de enorma mängder skräppost som skulle tära på vår samlade bandbredd. Faktum är att programvara som överför elektroniska postmeddelanden borde konfigureras för att filtrera bort det. Det viktigaste att förstå är att både en MTA- och en SMTP-server behövs för att använda e-post, eftersom var och en är specialiserad för vad den gör.
Hur e-post fungerar
I samma ögonblick som ett e-postmeddelande skickas, dirigeras ett meddelande från server till server via ”Simple Mail Transfer Protocol” tills det tar sig från klienten till e-postmottagarens e-postserver.
Att skicka ett mejl är precis som att skicka ett fysiskt brev till en vän.
- Låt oss säga att isa@exempel.se skickar ett e-postmeddelande till sin vän simon@exempel.se.
- E-postmeddelandet skickas först till en utgående e-postserver (SMTP) vars jobb, precis som postkontorets, är att transportera e-post.
- SMTP kontrollerar post-adressen för att ta reda på vart posten ska skickas. Tyvärr förstår inte SMTP hur man läser domännamnet (precis som brevbäraren konsulterar en karta eftersom han inte kan alla gatunamn i minnet). SMTP:n behöver en datorvänlig IP-adress för att lokalisera och leverera meddelandet till mottagaren.
- För att hitta IP:et så kontaktar SMTP:n DNS-servern (internets telefonbok) för att översätta mottagarens e-postadress, simon@example.com, till en IP-adress som till exempel är ”45.789.56.89”.
- När den associerade IP-adressen har hittats så kontrollerar den om den domänen har några e-postutbytesservrar (MX) som ger information om vart meddelandet ska skickas. Det är precis som att kontrollera om mottagaren använder en brevlåda eller en postbox för att ta emot sin post i verkligheten.
- SMTP har all nödvändig information om mottagaren för att skicka meddelandet från sin server till e-postmottagarens MTA-server.
- MTA bestämmer var posten ska placeras och om mottagaren använder en klient som fungerar via POP eller via IMAP-protokollet. Mottagaren får då ett nytt e-postmeddelande, och posten väntar i brevlådan tills den hämtas.
Så där har du det, e-postöverföring fungerar nästan på samma sätt som att skicka riktig post. När ett e-postmeddelande väl har skickats så lägger e-postservern det i ett kuvert (SMTP-protokollanslutningen).
Låt oss ta en titt på hur detta fungerar.
- När ett e-postmeddelande har skapats och skicka-knappen har klickats, så skickas meddelandet till ”Mail Transfer Agent” (MTA). Denna kommunikation sker via ”Simple Mail Transfer Protocol” (SMTP).
- SMTP:n frågar Domännamnssystemet (DNS) för att hitta adressen till mottagaren. Detta görs med hjälp av en ”Mail eXchanger” (MX) post. MX-posten är en resurspost som anger e-postservern för ett domännamn. När den har hittats kommer SMTP-servern att skicka meddelandet till den servern.
- Nästa steg innebär att överföra meddelandet mellan e-postservrar. Meddelandet finns nu i mottagarens e-postserver (MTA).
- Den mottagande servern kommer att lagra meddelandet och göra det tillgängligt för mottagaren, som kan komma åt det via webb-, POP- eller IMAP-protokoll.
E-postprotokoll
”Mail Transfer Agents” (MTA) kommunicerar med varandra över internet med hjälp av SMTP-protokoll (SMTP-servrar). Mottagarens MTA vidarebefordrar sedan e-postmeddelandet till servern för inkommande e-post (MDA, e-postleveransagent), som har till uppgift att lagra e-posten tills användaren accepterar den. För att hämta e-post på en MDA måste ett stödprotokoll användas. Det finns två huvudprotokoll, POP3 och IMAP. Du kanske känner igen dessa två akronymer eftersom inkommande e-postservrar kallas POP-servrar eller IMAP-servrar, beroende på vilket protokoll de använder.
Pop kontra IMAP
POP står för ”Post Office Protocol”. Denna mjukvara används för att hämta e-post. POP3 ger en e-postanvändare tillgång till sina e-postmeddelanden som är lagrade i deras användarkonto på den servern. Du behöver inte vara online för att mejlen ska komma fram. Du behöver bara lämna en kopia av ett e-postmeddelande på servern för att komma åt det.
POP har vissa nackdelar; nämligen att information som överförs genom POP färdas åt ena hållet. Detta innebär att när ett e-postmeddelande har laddats ner till en klient tar klienten ansvaret för att sortera igenom de olika statusflaggorna (t.ex. skickat, raderat eller besvarat). Detta var bra när internet var ungt, före smartphones, surfplattor och liknande. Människor fick åtkomst till sin e-post från en enda plats. Nuförtiden är det mer troligt att du kommer åt e-postmeddelanden från många ställen; thunderbird hemma, e-postappen på din mobiltelefon eller ett webbgränssnitt när du till exempel är på jobbet. Med POP måste du sortera igenom informationen på varje enhet – förutsatt att du har sparat en kopia av varje e-postmeddelande på servern.
IMAP (Internet Message Access Protocol) är lite smartare när det gäller hur det koordinerar e-postmeddelanden. IMAP-klienter har en tvåvägskommunikation med sina servrar. IMAP-protokollet sparar en kopia av varje meddelande på servern så att, till skillnad från med POP, flera klienter kan komma åt dem. Det är helt synkroniserat. Med IMAP, när du kollar en e-post på din surfplatta, så kommer den att ha markerats som läst när du kollar din inkorg på din telefon. Detta beror på att statusen för e-postmeddelandet uppdateras med alla andra klienter under serverinteraktionen.
IMAP är precis som när din post kategoriseras och lagras på postkontoret åt dig och levererar den när du är hemma, på jobbet eller hämtar den personligen. Du kan hålla ett korrekt markerat arkiv på din hemklient såväl som på din e-postserver. IMAP har ett offlineläge där alla ändringar synkroniseras med servern nästa gång du är online.
Du kan konfigurera IMAP-e-postservrar för att hämta e-post från POP-inkorgarna också, vilket fungerar bra om du vill konsolidera. Givet att IMAP fungerar med ”molnet” bäst, så blir naturligtvis servrar involverade och lagringen kan vara problematisk. Tack och lov är lagringsutrymme och bandbredd inte så dyrt som det en gång var, men det här kommer verkligen att vara en förändring för en del människor.
Hur mejl tas emot
Låt oss nu ta en titt på hur e-post tas emot. Inga överraskningar här – vi återgår direkt till vår postoperatörsanalogi. Hur skulle ett kuvert levereras till mottagaren vars adress står på framsidan av kuvertet? Posten hittar naturligtvis den mest logiska vägen till mottagaren.
Den elektroniska versionen av händelser hanteras på liknande sätt:
- E-postservern lokaliserar mottagarens server, men eftersom mottagarens server inte accepterar alla e-postmeddelanden som kommer i dennes väg, så frågar den vem som skickade e-postmeddelandet.
- Den sändande servern ger mottagarens server information om vem avsändaren är genom att läsa på kuvertet.
- Genom att bekräfta att e-postmeddelandet kommer från en legitim källa (inte skräppost, etc.), så säger mottagarservern ”visst, jag förstår att användaren existerar och är från den avsändaradressen.”
- När avsändaradressen är korrekt så frågar mottagarservern efter mottagaren. Så här behandlas kuvertdata.
- Den sändande servern kommer nu att vidarebefordra innehållet i e-postmeddelandet som finns i kuvertet.
- När e-postmeddelandet har tagits emot ger mottagarservern ett kvitto till e-postservern.
Typer av MUA
Hämtning av e-post utförs av ett program som kallas ”Mail User Agent” (MUA). Det finns två typer av MUA, och dessa klassificeras beroende på hur e-postmeddelanden nås, via installerad programvara (e-postklient) eller via webbläsaren (webmail).
- När en MUA är installerad på en användares system kallas det en e-postklient. För att använda en e-postklient tillåter MUA som ”Microsoft Outlook”, ”Mozilla Thunderbird” och ”Lotus Notes” användare att använda MUA-programmet till sin dator. Detta program används för att ladda ner och lagra e-postmeddelanden till deras datorer. Med en klient-MUA kan e-postmeddelanden läsas och skrivas offline.
- När e-post nås online kallas det webbmail. Webbaserade MUA som ”Yahoo” och ”Gmail” lagrar meddelanden på sina e-postservrar och kan endast nås via en webbsida. Den största fördelen med webbmail är att man kan skicka och ta emot e-post från en webbläsare, var som helst. Den största nackdelen med att använda en webbaserad applikation är behovet av att vara ansluten till internet för att kunna använda den.
E-postens resa
Låt oss dela upp hur ett e-postmeddelande överförs. Liksom de flesta internetdata så färdas e-postmeddelanden över internet som en ström av paket med hjälp av internets TCP/IP-protokoll.
Denna process kan delas upp i tre steg:
- När ett e-postmeddelande väl har skickats så bryter TCP-protokollet upp det i paket; varje paket har avsändarens och e-postmottagarens adress.
- IP-protokollet dirigerar paketen till den avsedda destinationen. Routrar över hela världen undersöker adresserna i varje paket för att beräkna den mest effektiva vägen till e-postens destinationsserver. När en väg har planerats vidarebefordras paketen till nästa router. Flera faktorer spelar in i hur e-postpaket dirigeras, till exempel trafikvolym på ett givet nätverk.
- När paketen har anlänt till mottagarens e-postserver, kombinerar TCP om dem till det e-postformat som de skickades i (som mottagaren kan läsa).
Hur är mejl uppbyggda?
Det kanske har varit ett tag sedan nu, men tänk på hur du skulle formulera ett formellt brev som du skulle ta till ditt postkontor eller lämna i en postlåda. Du börjar med att ta pennan och papper och skriva ditt namn och adress på höger sida. På vänster sida skriver du namn och adress till den tilltänkta mottagaren.
När du har skrivit brevets brödtext så lägger du det i ett kuvert. Detta förseglas, och den tilltänkta mottagarens adress skrivs på framsidan så att sorteringskontoret vet vart brevet ska skickas. Om det skulle uppstå problem med att hitta mottagaren, så skrivs för säkerhets skull avsändarens adress på baksidan.
Lika tekniskt som e-post kan låta, är brevanalogin densamma som hur e-postmeddelanden är uppbyggda. E-postmeddelanden komponeras i en e-postklient (jämförbart med penna och papper). Detta är känt som MIME-data (multipurpose internet mail extensions). E-postservern lägger e-postmeddelandet i ett kuvert, inklusive mottagarens och avsändarens adresser (detta kallas kuvertdata). E-postanvändare kommer inte att stöta på kuvertet eftersom det är en del av en intern process att dirigera ett e-postmeddelande.
E-postkuvert, brödtext och rubrik
Ett e-postmeddelande är uppbyggt av tre delar:
- Kuvertet som vi just nämnde. Detta är separat från brödtexten och rubriken. Nästa är kroppen (som innehåller innehållet i meddelandet). E-postklienter separerar en e-postrubrik och brödtexten (innehållstexten).
- Kroppen är skild från rubriken; den innehåller allt i meddelandet, inklusive bilder, text och annan data (som bilagor).
- Rubriken är utan tvekan den mest spännande delen av ett e-postmeddelandes DNA. Rubriken föregår alltid brödtexten. Detta är logiskt. När du får ett e-postmeddelande är det ofta rubriken som skannas först innan e-postmeddelandet öppnas.
Huvudet innehåller den obligatoriska informationen, inklusive avsändare, mottagare och datum. Andra huvudrader som ämne och cc är valfria. Även om endast obligatoriska rubriker visas för användaren, så innehåller huvudet ytterligare detaljer såsom vägen e-postmeddelandet tog när det överfördes från en dator till en annan.
Vi har nämnt jobbet som ”Mail Transfer Agents” (MTA) gör. När en MTA vidarebefordrar ett e-postmeddelande är det tidsstämplat. Du kommer att märka att vissa e-postmeddelanden som har haft flera destinationer sedan e-postuppkomsten har flera mottagna huvuden. Det mesta av denna extra information är gömd i e-postmeddelandet.
När de ses i sin helhet så ser de ut ungefär ut så här:
Det finns mycket att smälta här, men vi hoppas att det här stycket har gett dig lite förståelse för hur mycket jobb som går åt för den till synes enkla handlingen att skicka ett e-postmeddelande.
Det är fascinerande att dyka in i världen av e-post och förstå alla de komplexa processer som pågår bakom kulisserna varje gång vi trycker på ”skicka”-knappen.