Wie funktioniert E-Mail?

Fachreferat von Vitus Holzner 12W5

     Was ist E-Mail überhaupt?

Vorteile von E-Mail

Nachteile von E-Mail

 Anwendungsmöglichkeiten

Wie sieht eine E-Mail Adresse aus?

Wie ist eine E-Mail Nachricht aufgebaut?

     Kommunikation zwischen den Rechnern

SMTP

POP3

     Client Programme

Versand von Binärdateien

Eigene Meinung und Schluss

Literaturverzeichnis

1. Was ist E-Mail überhaupt?

Unter E-Mail versteht man einen Dienst mit welchem man Mitteilungen und Daten innerhalb eines Netzes versenden kann. E-Mail ist zweifelsohne der populärste Dienst im Internet. Ich gehe in meinem Referat nur auf den E-Mail Versand bzw. Empfang per Clientsoftware ein, da dies die praktischste und auch gebräuchlichste Lösung darstellt.

Der Versand einer E-Mail mit einer solchen Software ist denkbar einfach:

Man erstellt eine Nachricht in einem beliebigen Client Programm (auf diese Art von Software werde ich später noch eingehen)

Man versieht die Nachricht mit der E-Mail Adresse des Empfängers und schickt Sie per Knopfdruck ab.

Vorteile von E-Mail

Die wesentliche Vorteile von E-Email ist die Geschwindigkeit und der Preis! Es ist möglich innerhalb weniger Sekunden an viele Leute gleichzeitig Nachrichten rund um die Welt zu versenden, wobei nur Kosten von einigen Pfennigen entstehen.

Durch die schriftliche Form einer E-Mail kann der Empfänger eine Nachricht einfach ausdrucken oder weiterleiten, was bei einem Telefonat beispielsweise unmöglich wäre.

Es ist heute kein Problem mehr mit einer E-Mail Bilder, Klänge oder andere Dateien zu versenden, probiert das doch einmal mit einem "normalen" Brief! Ein weiterer Vorteil von E-Mail gegenüber der normalen Briefpost ist die einfache Archivierung. Es ist ohne weiteres möglich tausende seiner E-Mails auf der Festplatte zu speichern wobei die gleiche Menge an Briefen wohl etwas schwerer unterzubringen wären!

Nachteile von E-Mail

Selbstverständlich ist E-Mail nicht das passende Kommunikationsmittel in allen Lebenslagen. Einen Brief an den Anwalt oder einen Vertrag würde ich zum Beispiel noch per Post senden, da E-Mails nicht rechtssicher sind. Für einen halbwegs geschickten Hacker ist es kein Problem die E-Mail Adresse einer X-beliebige Person zu benutzen und sich auf so als diese ausgeben. Außerdem ist E-Mail nicht wirklich 100% privat, da der Administrator des Mailservers problemlos in Ihre Briefe sehen kann. (Das ist zwar verboten, aber wie wir wissen klaffen Theorie und Praxis nicht nur diesem Bereich manchmal auseinander!) 

Anwendungsmöglichkeiten von E-Mail

Die Anwendungsmöglichkeiten von E-Mail sind vielfältig, zum Beispiel können Sie        E-Mail in einem Unternehmen zum Planen von Meetings, zum Reservieren von Räumen oder zum Buchen von Firmenwägen benutzen. Diese Möglichkeiten werden unter dem Namen "Groupware" zusammengefasst basiert aber größtenteils auf der Technik von E-Mail. Auch im Internet gibt es ein reichhaltiges Angebot von E-Mailservices, so kann man sich z.B. per E-Mail an einem FTP-Server (das ist ein Zentralrechner, der Dateien zum Download bereithält) anmelden und sich die gewünschte Datei per E-Mail zusenden lassen. Das ist von Vorteil, da man in den meisten Fällen eine schnellere Verbindung zu seinem E-Mail Postfach hat als zum WWW.

Im Internet findet man tonnenweise mehr oder weniger sinnvolle Tools für alle gängigen E-Mail Programme.

1.4 Wie sieht eine E-Mail Adresse aus?

So! Genug geredet jetzt gehen wir in die Technik des "E-Mailing"!! Als erstes müssen wir verstehen wie eine E-Mail Adresse überhaupt aufgebaut ist. Im allgemeinen sieht eine    E-Mail Adresse folgendermaßen aus: (es gibt durchaus noch anders aussehende Adressen zum Beispiel aus Firmennetzwerken, aber das sind sehr spezielle Systeme, die für den normalen Benutzer uninteressant sind)

Vitus.Holzner@star-works.de

Das Wort "Vitus.Holzner" gibt den Postfachnamen des Empfängers an.

Das Zeichen "@" steht für das englische Wort "at" (bei, auf).

Der letzte Teil der Adresse "star-works.de" gibt die Domäne an, in der sich der Mailserver befindet. (Eine Domäne ist ein Verbund von Rechnern in einem Netzwerk. Ich gehe in meinem Referat nicht näher auf die Funktionen des Domänenmodells ein, da es definitiv den Rahmen meiner Arbeit sprengen würde!).

In normale Alltagsprache übersetzt bedeutet diese Adresse also:

"Diese E-Mail ist für Vitus.Holzner, der sein Postfach auf dem Mailserver der Domäne Star-Works.de hat."

1.5 Wie ist eine E-Mail Nachricht aufgebaut?

Eine E-Mail Nachricht besteht prinzipiell aus zwei Teilen:

Header: Dieser enthält Informationen über den Absender, den sendenden Mailserver, Datum, Protokolle und natürlich über den Empfänger. (Die meisten E-Mail Programme zeigen den Header gar nicht mehr komplett an, sondern bereiten die Nachricht so auf, dass der Benutzer alle wichtigen Daten auf einen Blick vor sich hat.)

Body: Der Body einer Nachricht enthält die eigentliche Nachricht die der Empfänger lesen soll und den ASCII-Code etwaiger Attachments.

(siehe 3.1 Versand von Binärdateien)

Beispiel für den Aufbau einer E-Mail:

2. Kommunikation zwischen den Rechnern

So jetzt wissen wir was E-Mail ist und was man damit machen kann aber das wirft jetzt natürlich die Frage auf: "Wie funktioniert das Ganze??" Es reicht sicher nicht zwei Rechner mit irgendeiner Art von Kabel zu verbinden und ein E-Mail Programm auf den Computern zu installieren. Um eine Verbindung zwischen zwei Rechnern herzustellen, bedarf es neben der physikalischen Vernetzung der einzelnen Knoten (Bezeichnung für Rechner in einem Netzwerk) einiger Protokolle welche die Übertragung der Daten sicherstellen. Ein Beispiel für ein solches Protokoll ist TCP/IP. TCP/IP ist das gebräuchlichste Protokoll in der Netzwelt und ist auf jedem neueren Computer vorhanden.

Da mein Referat sich leider auch nicht mit der Funktion von Netzwerken beschäftigt, kann ich auch bei diesem Gebiet nur an der obersten Schicht des Themas kratzen.

TCP (Transmission Control Protocol) /IP (Internet Protocol) ist ein Verbund von zwei Protokollen die in einem perfekten Zusammenspiel den Transport von Daten übernehmen.

Da Daten die im Internet verschickt werden kleiner als 1500 Zeichen sein müssen, ist es erforderlich eine Datei in mehrere kleine Teile (Pakete) zu zerstückeln.(Vorteil: mehrere Knoten können auf einer Leitung abwechselnd senden)

Ein solches Paket besteht aus drei Teilen:

Header (Paketkopf): Der Header markiert den Beginn eines Paketes und enthält viele wichtige Informationen über das Paket

Daten: Dieser Teil enthält die eigentliche Daten des Pakets

Trailer (Paketende): Der Trailer markiert das Ende eines Paketes.

Für das zerteilen der Daten ist TCP zuständig. Dabei erzeugt TCP für jedes Paket eine Prüfsumme die dem Paket beigelegt wir. Sie dient dem Empfänger zur Kontrolle der Integrität des Pakets. Nach diesem Vorgang werden die beiden Teile an IP übergeben. IP steckt nun das Paket und die Prüfsumme in einen IP-Briefumschlag und verschickt diesen zum Empfänger. Diesen Vorgang wiederholt IP mit allen Paketen solange bis die ganze Datei übertragen ist. Wenn die Pakete nun beim Empfänger angekommen sind, checkt TCP die Prüfsumme und erkennt so ob das Paket in Ordnung ist oder nicht. Ist ein Paket fehlerhaft angekommen wird es von TCP zerstört und eine Nachricht mit der Bitte um erneute Sendung des fehlerhaften Pakets wird an den Empfänger geschickt. Wenn alle Pakete fehlerfrei angekommen ist baut TCP die einzelnen Pakete wieder zur Originaldatei zusammen. Eine "Bauanleitung" dafür ist ebenfalls im Header der Pakete enthalten.

So jetzt habe ich in Ansätzen erklärt wie die Übertragung von Daten zwischen zwei Rechnern abläuft. Wir brauchen nun aber wiederum andere Protokolle die den Versand bzw. Empfang der E-Mails erledigen. Auf die gebräuchlichste Lösung, den Versand via SMTP und den Empfang mittels POP3 gehe ich im Folgenden ein.

2.1 SMTP

SMTP steht für Simple Mail Transfer Protocol. Die Aufgabe von SMTP besteht darin, die versandte Mail zum Mailserver zu transferieren. Auf dem Mailserver läuft ein Programm, das sich Mail Transfer Agent (MTA) nennt, dieser MTA liest den Empfänger der E-Mail aus dem Briefkopf heraus und verschickt die E-Mail an den für den Empfänger zuständigen Mailserver weiter. Hierfür verwendet er ebenfalls das SMTP Protokoll. Die Adresse des richtigen Mailservers erhält er vom Domain Name System (DNS) dieser Dienst, welcher ebenfalls auf einem Server im Netz läuft, löst den Domänen Name (in meinem Beispiel: star-works.de) in eine für den Computer verständliche Adresse, genannt IP-Adresse, auf. Ist die Nachricht auf dem richtigen Server angelangt, nimmt ein anderes Programm die Mail in Empfang. Dieses Programm, welches sich Mail Delivery Agent (MDA) nennt untersucht wieder die Empfängeradresse und sortiert die Nachricht in das richtige Postfach ein. Dieses Postfach liegt auf einem sog. POP3-Server.

Wir halten also fest: SMTP benutzt man zum Versand von E-Mails

2.2 POP3

Der POP3-Server (Post Office Protocol Version 3) ist für die Zwischenspeicherung der Nachrichten zuständig bis sie der Empfänger mit seinem E-Mail Programm von seinem Postfach abholt. Hier kommt das POP3 Protokoll ins Spiel das ist nämlich für den Transfer der E-Mail vom Mailserver auf den Rechner des Empfängers zuständig. Zu diesem Zweck muss sich der Empfänger am POP3-Server mit Passwort und Benutzername anmelden und kann dann die Nachrichten auf seinen Computer laden.

POP3 ist also für den Empfang von E-Mails zuständig.

3. Client Programme

Zum Versand bzw. Empfang einer E-Mail benötigt man eine Client Software auf seinem Rechner die sich Mail User Agent (MUA) nennt.

Ordner in denen die E-Mails sortiert werden können

Adressbuch mit den E-Mail Adressen von Freunden oder Geschäftspartnern.

Eingegangene Nachrichten

Diese Software muss natürlich die oben beschriebenen Protokolle beherrschen.

Die bekanntesten Programme dieser Art sind der Netscape Messenger, Eudora oder Microsoft Outlook. Das Bild auf der linken Seite zeigt die Benutzer-oberfläche von Microsoft Outlook. Alle diese Programme sind kostenlos auf CD-Rom oder im Internet zum Download (unter Download versteht man das Laden von Programmen aus dem Internet) erhältlich. Zu diesen Programmen gibt es nicht viel zu sagen, da sie heute so einfach geworden sind dass auch jeder Computer-Neuling damit umgehen kann.

3.1 Versand von Binärdateien

Einer der wichtigsten Vorteile von E-Mail, welchen ich auch in 1.1 nannte, ist der Versand von Binärdateien wie etwa Bilder oder Musik. Das Problem ist das sich der Gebrauch von E-Mail zu Anfangszeiten auf den reinen Versand von Textnachrichten beschränkte. Das SMTP wurde daher nur für die Übertragung des ASCII Zeichensatzes konzipiert. ASCII steht für "American Standard Code for Information Interchange" und ist einfach ein binäres Schema zur darstellung von Zeichen Als sich die Welt der Textverarbeitung änderte und es zum Standard wurde neben gewöhnlichem Text auch Bilder o.ä. in seine Dokumente einzubinden suchte man nach einer Möglichkeit

diese in E-Mails zu implementieren.

Ein völlig neues System zu entwickeln erschien wenig sinnvoll, da es viel zu umständlich und kostenintensiv wäre alle Systeme auf ein neues Protokoll umzustellen. Man entschied sich daher ein Verfahren zu entwickeln welches aufwendigere Binärdateien in für das SMTP Protokoll verständliche ASCII-Zeichen verschlüsselt. (siehe Grafik) Die bekanntesten Verfahren sind Uuencode und Base64. Der Empfangende MUA muss das selbe Codierungsverfahren beherrschen um die ASCII-Zeichen wieder in eine Binärdatei "zusammenzusetzen".

4. Eigene Meinung und Schluss

Meiner Erfahrung nach hat E-Mail die Kommunikation erheblich vereinfacht. Der E-Mail Dienst ist ein weiter Schritt hin zum papierlosen Büro und hilft dadurch Zeit und Kosten zu sparen. Trotzdem kann E-Mail nie den konventionellen Brief ersetzen, da man einem elektronischen Brief nie den Charme eines handgeschriebenen Schriftstücks geben kann.

Ich bin dennoch der Meinung, dass die Bedeutung dieses Dienstes in Zukunft noch stärker zunimmt, und jeder über kurz oder lang benutzen wird.

5. Literaturverzeichnis

1. "Internet E-Mail für Dummies"; Levine, John R.; Baroudi, Carol; Levine Young, Margaret; Reinhold, Arnold; 1997 Thomson Publishing
2. "So funktionieren Intranets"; Preston Gralla; 1997 Markt&Technik Verlag
3. MCSE Trainings Guide, für Examen 70-058; Joe Casad; 1998 Markt&Technik Verlag