Что такое SMTP-протокол и как он устроен?

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол передачи почты. Он был представлен еще в 1982 году, но не теряет актуальности до сих пор. В статье разбираемся, какие задачи решает протокол и как он работает.

Для чего используется SMTP

У протокола две главные задачи:

  • Проверка корректности настроек системы и предоставление «разрешения» на отправку email-сообщения для определенного устройства.
  • Отправка исходящего сообщения на заданный адрес электронной почты и подтверждение успешной доставки. Если сообщение доставить не удается, отправитель получает соответствующее извещение.

SMTP и его место в стеке TCP/IP

Теоретически SMTP умеет работать с практически любыми протоколами так называемого транспортного уровня, включая TCP, UDP и другие. Еще на заре развития протокола за ним закрепили два номера порта:

  • Первый — это порт 25, посредством которого почта передается между почтовыми серверами.
  • Второй — порт 587, благодаря которому почта передается от почтового клиента на сервер.

В большинстве случаев протокол SMTP используется для передачи исходящей почты с использованием порта TCP 25. То есть можно сказать, что SMTP-порт — это как раз TCP 25, хоть и не всегда. Иногда задействуется еще порт 465. Так происходит, когда порт требует защищенного SSL-соединения.

Но в большинстве случаев используется лишь один транспортный протокол TCP с портом 25 (это SMTP-порт по умолчанию). Другие варианты применяются крайне редко, например, когда провайдеры по какой-то причине закрывают доступ к 25 порту. Они могут делать это, например, для блокировки спам-рассылок.

Электронное письмо и его формат

Сообщение электронной почты всегда состоит из трех элементов:

  • Так называемый конверт.
  • Заголовок.
  • Тело письма.

Конверт применяется для передачи сообщений электронной почты от клиенту к серверу и обратно. При этом как клиент, так и сервер взаимодействуют друг с другом в обычном формате «запрос-ответ». В ходе взаимодействия между ними передаются текстовые строки.

Что касается заголовка и тела письма, то их параметры прописаны в отдельном документе — RFC2822.

Формат поля заголовка Received:

Received:
From host
by host
via physical-path
with protocol
id message-id
for final e-mail destination

Это поле используется для идентификации тех SMTP-серверов, которые были задействованы в процессе доставки сообщения от отправителя к получателю. Любой сервер из цепочки добавляет к сообщению собственное поле Received, где можно видеть техническую информацию об этом сервере.

Return-Path — поле возврата, которое используется для определения маршрута, по которому прошло сообщение. Если оно было отправлено прямо на сервер получателя, то в поле отображается один адрес. Если же серверов несколько, они будут отображаться списком.

Команды и ответы SMTP

Команды

Все они состоят из четырех символов. Сакрального замысла здесь нет, просто в самом начале разработчики договорились, что длина будет именно такой. Ниже — основные команды SMPT. Есть и другие, но они используются реже.

  • Команда Helo применяется для установки соединения. Эта операция будет выполнена только в том случае, если клиент указал свой домен и собственный почтовый адрес.
  • Команда Mail применяется для задания адреса отправителя.
  • Команда RCPT используется исключительно для того, чтобы прописать адрес получателя. Электронное сообщение можно передать сразу нескольким получателям, для чего требуется использовать команду RCPT несколько раз подряд.
  • Команда DATA нужна для уведомления принимающего сервера о завершении конверта, после чего идет само письмо.
  • Команда QUIT применяется для разрыва соединения с сервером сразу после завершения приема сообщения.

Ответы SMTP

Здесь все одновременно и проще, и сложнее. Ответы в случае SMTP состоят из двух частей:

  • Код сообщения. Дает возможность изучить корректность и правильность отправки.
  • Текстовое сообщение. Объясняет, что произошло в ходе отправки или получения. Как правило, сообщение формируется для того, что произошло. В подавляющем большинстве случаев такое сообщение предназначено для людей, а не компьютеров.

Коды сообщений начинаются на 2, 3, 5. Если сообщение начинается на 2, это значит, что предыдущая команда успешно завершена. «Тройка» в коде означает успешную отправку с необходимостью предоставить дополнительные данные.

Если сообщение начинается на 5, это означает технический сбой. Так, ошибка 502 — индикатор нереализованной команды, а 503 сообщает о неправильной последовательности команд.

Как работает SMTP — простыми словами

Давайте представим, что вы установили и настроили собственный SMTP-сервер. Далее вы планируете отправить письмо. Работает отправка по определенному алгоритму:

  • Указывается адрес отправителя, после чего система пользователя соединяется, к примеру, с SMTP почтового клиента Gmail.
  • Система передает серверу данные, включая email отправителя и получателя, тему письма, его содержимое.
  • Сразу после этого система начинает поиск SMTP-сервера получателя электронного сообщения.
  • Если этот сервер не найден или он не отвечает, SMTP-сервер пытается предпринять еще несколько попыток связи. Если ничего не получается, то система выдает ошибку отправки. При этом протокол сообщит, почему письмо не будет доставлено. Так, проблема может быть в несуществующем адресе или в блокировке сообщений.

Если все хорошо, то далее в работу вступают уже другие протоколы — POP и IMAP, но о них мы поговорим в другой статье.

Пример работы SMTP

В качестве примера давайте рассмотрим пример сеанса SMTP, который инициализируется при необходимости отправить электронное письмо. На картинке ниже — данные сеанса, с которыми мы будем работать дальше.

Здесь мы видим подключение к почтовому серверу по 25 порту. Говоря техническим языком, подключение выполнено по адресу 220 smtp.example.ru ESMTP Postfix на 25 порт. Начало подключения — использование команды HELO, которая нужна для указания собственного домена. После этого вступает в работу сервер, который возвращает статус 250. Что это такое? Все просто: соединение установилось без проблем. После этого сервер еще раз пишет доменное имя в текстовом сообщении.

Теперь наступает очередь использования команды Mail FROM, которая нужна для отображения адреса отправителя сообщения. Если все хорошо, то сервер снова отвечает сообщением со статусом 250. Мы видим, что с текстовой частью все хорошо, команда выполнена, проблем не возникло.

Наступает следующий этап — использование команды Mail FROM для того, чтобы указать адрес отправителя. Если сервер возвращает статус 250, то мы уже знаем, что это означает. Все удалось, теперь нужно выполнить команду DATA для ввода самого письма. В этом случае сервер отвечает уже не статусом 250, а другим — 354. После этого можно начинать вводить текст письма. Важный нюанс: заканчиваться все это должно отдельной строкой, которая содержит всего одну точку.

Сообщение всегда состоит из двух частей. Первая — заголовок, вторая — тело сообщения. Последнее необходимо отделять от заголовка пустой строкой. В этом случае требуется использовать заголовок FROM, это адрес пользователя, отправившего сообщение. Указывать нужно не только сам адрес, но и имя. А еще требуется заголовок, который дает получателю понять, в чем заключается основной посыл сообщения. Что касается пустой строки, то она отделяет заголовки от тела письма.

Возьмем самое простое сообщение, которое состоит из двух строчек текста: это «Hello, email world!» и «Hello, SMTP!». Заканчивается письмо строкой, которая содержит всего одну точку. Но эта строчка не будет видна получателю, она чисто техническая и будет обязательно убрана в ходе передачи. Если же точка нужна, то нужно указать сразу две точки, из которых одна будет удалена.

Наконец, если есть точка, то сервер видит, что письмо полностью завершено, выдавая статус сообщения 250 2.0.0 Ok: queued as 7FD9DC2E0060. Все это означает, что письмо уже находится в очереди ожидания. Для завершения сеанса нужно ввести всего одну команду — QUIT. Сервер ответит сообщением со статусом 221, что означает «пока».

Нужен ли собственный сервер SMTP?

Здесь все зависит от задач, которые будет решать пользователь. SMTP подходит для реализации масштабного спектра задач — от отправки сообщения до доставки его получателю. Чаще всего SMTP используют для транзакционных писем, массовых рассылок или личной переписки.

Собственный SMTP дает немного больше преимуществ перед корпоративными (или, например, Google). Это, как правило, невысокая цена, внимательное отношение со стороны разработчиков и хорошая доставляемость массовых рассылок.

Достоинство SMTP в том, что его достаточно просто внедрить, для этого протокола есть обширная документация и развитое комьюнити.

Немного о безопасности и спаме

Протокол SMTP очень простой, у него нет никаких инструментов для защиты пользовательских данных от злоумышленников. Так, адреса, указанные в соответствующем поле, не проверяются.

Кроме того, у SMTP по дефолту не используется шифрование, так что любые письма, передаваемые разными компаниями, могут быть прочитаны — было бы желание и соответствующие инструменты. Но это относится к SMTP первой версии. В улучшенном варианте разработчики добавили шифрование. Для того, чтобы его задействовать, нужно использовать специальную команду STARTTLS.

Еще одна проблема SMTP — обилие нежелательных рекламных сообщений. К сожалению, протокол не содержит никаких защитных инструментов для ликвидации спама. Правда, многие современные почтовые серверы стараются использовать и внешние механизмы.

Большинство почтовых серверов для безопасности настраиваются на работу лишь с локальными юзерами. То есть это те пользователи, у которых есть ящики с адресом из пула домена, который они и обслуживают. Здесь встречаются и новые термины. Так, серверы, которые работают в ином режиме, позволяя передавать почту абсолютно на все адреса, называются «открытые релеи». Они нужны обычным пользователям, но активнее всего их используют злоумышленники. Зачем? Чтобы рассылать спам, конечно же. Поэтому за режимом работы корпоративных серверов нужно следить. Если при проверке сети окажется, что сервер работает в режиме открытого релея, стоит поговорить с администратором сервера.

А еще можно проверить адрес отправителя посредством цифровой подписи, о чем мы уже упоминали выше.

Например, есть возможность проверки email отправителя, воспользовавшись цифровой подписью. С этой целью используется, например, взаимодействие с системой DNS. В ней хранится открытый ключ электронной подписи для конкретного домена. И этот ключ как раз можно использовать для проверки.

В сухом остатке

SMTP — проверенный временем протокол передачи электронной почты, который просто работает. Да, у него есть свои недостатки, но они нивелируются простотой и надежностью протокола. К слову, он может использоваться как для отправления сообщений на почтовый сервер, так и на целую группу серверов.

Кстати, можно сделать собственный сервер SMTP для того, чтобы отправлять массовые рассылки. Но в этом случае придется выполнить множество разных тасков, включая добавление обработки статуса доставки письма, обход разного рода «черных» и «серых» списков. Требуется еще и удобная статистика отправлений, и возможность отписки от рассылки.

Для того чтобы все реализовать, лучше использовать специализированный сервис, владельцы которого развернули необходимые услуги. В этом случае разработчики требуются лишь для того, чтобы добавить сервис к CRM-системе.

Можно пойти еще дальше и организовать сервисы разных рассылок. Их достоинство состоит в том, что все возможности встроены в пользовательский интерфейс. А возможности не только базовые, ведь в таких сервисах есть функции сбора писем и форм подписки, работы с контактами, настройка цепочек в автоматическом режиме и проведение сплит-тестов.

Добавим, что собственный SMTP-сервер можно реализовать на мощностях Selectel, арендовав для этой задачи выделенные сервер или виртуальную машину в «Облачной платформе Selectel».