电子邮件系统的构成与发展现状

电子邮件系统包括两个组件：MUA（Maii User Agent，邮件用户代理）和MTA（Mail Transport Agent，邮件传送代理）。MUA是邮件系统为用户提供的可以读写邮件的界面软件；而MTA是运行在底层，能够处理邮件收发工作的程序。简单说，用户可以使用MUA写信、读信，而通过MTA收信、发信。MUA与MTA之间通过协议通信有SMTP、POP3、IMAP协议等。当使用一个MUA程序写信（如elm、pine或mail）时，应用程序把信件传给sendmail或postfix这样的MTA程序。尽管大多数的系统只使用一个MTA程序，然而实际上可以同时运行几个这样的程序，如运行一个MTA程序处理局域网信件，而运行另一个MTA程序来处理UUCP信件。如果信件是寄给局域网或本地主机的，那么MTA程序应该从地址上就可以确定这个信息。如果信件是发给远程系统用户的，那么MTA程序必须能够选择路由，与远程邮件服务器建立连接并发送邮件。这种远程连接可以建立在UUCP或TCP之上。如果是后者，那么就要采用SMTP协议（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）。

当前组建可伸缩的电子邮件系统的研究主要是利用集群技术，比较典型的有三类。第一，Porcupine项目。它是由美国华盛顿大学研制开发的基于集群的邮件系统。这个系统最大的特点就是组成系统的各个节点功能是一致的，它强调每个节点都能服务所有的用户，采用的是一种基于动态邮箱迁移的完全对称式的结构。Porcupine的这种设计能连接多达1000个PC机，每天能处理多达10亿封邮件，支持超过千万的用户。第二，NinjaMail系统。它是分布式的、集群的webmail系统。它是建立在Ninja集群体系和OceanStore广域数据存储体系上的。Ninja集群是美国加利福尼亚大学开发的，OceanStore提供广域网上多个服务器的数据交换。NinjaMail的主要特点是，它的高可用性和功能不随系统的扩展而下降。第三，国内由章文嵩博士创立的Linux Virtual Server的自由软件项目是通过网络地址转换技术（NAT）、IP隧道技术（IP Tunneling）和直接路由技术（Direct Routing）实现Virtual Server，并在Linux Virtual Server集群基础上搭建各种网络的服务。(www.xing528.com)

以上三种类型的集群电子邮件系统的研究集中体现了当前国内外对电子邮件系统的研究动态。国外对可扩展的集群电子邮件系统的研究主要集中在建立完全新式的电子邮件系统的体系结构以满足大数量用户和可扩展性的要求上。其中，Porcupine项目提出了集群各节点的功能一致性的概念FHC（Functionally Homogeneous Clustering），采用复杂的同步机制，保证各节点的状态的统一。虽然在实验室环境下Porcupine表现出随用户数量的增加，系统性能线性增强了的良好的可扩展性。但Porcupine也有相当的缺点，它强调每个节点都能服务所有的用户，因而涉及大量内部节点通信和状态信息的维护，使系统实现起来非常复杂，而且没有很好地解决负载平衡的问题。Porcupine系统的邮件处理和存储是分离的，每个用户的邮箱还可能被分成几个部分，使每个用户请求的处理时间变长。Porcupine的状态信息是分布在各节点内存中的，因此在定位时速度快。但这些状态信息本身要耗费相当的资源，管理和一致性维护需要复杂的协议。最后，Porcupine为实现全对称的结构，使用了自己设计的专用邮件服务程序，因此其功能还很不完全，没有提供对webmail的支持，离商业化系统的要求相去甚远。而NinjaMail系统完全依赖于Ninja集群和OceanStor的基础设施，其使用与推广受到很大的局限。就我国来说，国家并行与分布式处理重点实验室的章文嵩博士所创立的Linux Virtual Server项目，由于其集群系统的简便易行，已大量用在Web服务器集群中，并取得了良好的效果。但就电子邮件这类数据操作密集服务，Linux Virtual Server项目并未作进一步的阐述。