（计算机应用技术专业论文）基于“pull”的pushmail邮件系统设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着电子邮件在人类社会中扮演越来越重要的角色，人们对电子邮件的实时 性有了更高的要求。为了达到随时随地收发邮件的目标，人们将电子邮件的客户 端移植到了嵌入式手持设备，并提出了“p u s h m a i l 这一全新的概念。 p u s h m a i l 无线信息服务是电子邮件发展史上的一次革命。它改变了传统 的用户主动式邮件查收方式，利用“p u s h ”技术主动将邮件发送给用户。在邮 箱有新邮件到达的情况下，p u s h m a i l 系统能够立即将邮件推送到用户的手持 设备上，并接受用户对邮箱的操作。该系统将嵌入式手持设备的便携性和电子邮 件的应用性相结合，使随时随地收发电子邮件成为可能。p u s h m a i l 无线信息 服务满足不同群体的需要，给各领域的人们带来了便捷性，对改善社会服务质量 具有很高的应用价值。 本文首先分析总结了国内外几种典型的p u s h m a i l 产品，探讨了课题研究 的意义所在。在此基础上对电子邮件的基本协议( s m t p 、p o p 3 ) 、m i m e 邮件 格式、j 2 m e 平台上的程序开发以及p u s h 注册机制进行了研究并提出了一种新 的p u s h m a i l 邮件系统解决方案。该系统能在没有运营商支持的情况下用传统 的“p u l l 技术来实现p u s h m a i l 功能，并支持所有p o p 3 邮箱，较好地实现 了“信息随时、随地、随身获得”的目标。文章设计了系统原型，并结合系统整 体设计完成了编码工作。经过功能测试和性能分析，系统达到预期效果。 关键词：推送邮件；p u s h 注册；邮件代理网关 a b s t r a c t n o w a d a y s ，t h ef u n c t i o ne m a i lp l a y e di sm o r ea n dg r e a t e ri nt h es o c i e t y ， i tw a sr e q u i r e dr e a l t i m e i no r d e rt or e c e i v ee 腿i 1a n y t i m ea n da n y w h e r e 。 c li e n tw a st r a n s p l a n t e dt ot h ee m b e d d e dh a n d h e l dd e v i c e s a n dt h e nan e w c o n c e p tc a l l e dp u s h m a i lc a m eu p p u s h m a i lw i r e l e s si n f o r m a t i o ns e r v i c ei sc e r t a i n l yar e v o l u t i o ni n t h ed e v e l o p i n gh i s t o r yo ft h ee m a i l i th a sc h a n g e dt h et r a d i t i o n a lw a y u s e r sr e c e i v ee m a i l ，a n dp u s hn e we m a i l st ot h eu s e r an e we m a i lc a nb e p u s ht ot h ec li e n tb yt h ep u s h m a i ls y s t e mi m m e d i a t e l y w h a t sn l o r eu s e r c a nr e a dt h ec o n t e n ta n dd oo t h e r w o r k so nt h eh a n d h e l dd e v i c e s t h es y s t e m i st h ei n t e g r a t i o no ft h ed e v i c e s p o r t a b i l i t ya n dt h ee m a i l i tc a nm e e t t h en e e d so fd i f f e r e n tg r o u p s ，a n dc a nb r i n gc o n v e n i e n c et op e o p l ew o r k i n g i nd i f f e r e n ta r e a s i ti m p r o v e ss o c i a ls e r v i c eq u a li t y f i r s t l y ，t h i sp a p e ra n a l y z e sa n ds u m m a r i z e ss e v e r a lt y p i c a lp u s h m a i l p r o d u c t sa th o m ea n da b r o a d m e a n w h i l e ， i td i s c u s s e st h es i g n i f i c a n c eo f t h isp r o j e c t o nt h e s eb a s e s ，i ts t u d i e ss m t p ，p o p 3a n dm i m ep r o t o c 0 1 w h a t sm o r e ，i ts t u d i e st h ed e v e l o p m e n to nj 2 m ea n dt h ep u s hr e g i s t r a t i o n t h i sp a g ed e s i g n san e wt y p eo fp u s h m a i ls y s t e m ，w i t h o u tt h es u p p o r to f i s p t h es y s t e m ，b a s e do nt h e p u l l t e c h n o l o g y ，c a ns u p p o r ta llp o p 3 s e r v e r s i tm a k e s “g e tm e s s a g ea n y t i m e ，a n y w h e r e 片c o m e st r u e f u r t h e r m o r e ，t h ep r o t o t y p ew a sd e s i g n e d a c c o r d i n gt ot h i sd e s i g n ，c o m p l e t et h e c o d i n g a f t e rt e s t i n gt h ef u n c t i o n sa n da n a l y z i n gt h ep e r f o r m a n c e ，t h e s y s t e ma c h i e v e st h ed e s i r e dr e s u l t s k e y w o r d s ：p u s h m a i l ：p u s hr e g is t r a ti o n ：c o r p o r a ti o ne m a i1f o r w a r d 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 声明入( 签名) ：1 红隶建 c ；年岁月3 , e i 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“) 作者签名：储、永避 剔磁氢陬伊 日期山p 容年y b 3 0 e 1 日期：。如婷箩月弓汨 第章绪论 第一章绪论 自从互联网诞生以来，电子邮件一直是一种重要的信息服务。频繁出差的商 务人士大多采用笔记本电脑来处理邮件【l 】，但笔记本电脑的体积较大，不仅携带 不便，而且待机时间有限。与此同时，嵌入式手持设备不断更新换代，其功能越 来越多样化。在这种情况下，商务人士将目光转向了嵌入式手持设备。在手持设 备上处理邮件成了一种需求，其中又以推送邮件服务最受人们欢迎。 本文主要研究推送邮件系统的基本原理，并结合当前国内外推送邮件系统的 发展情况，设计并实现了一种以传统“p u l l 一技术模拟实现的推送邮件系统原 犁。 1 1 课题背景概述 推送邮件系统是邮件服务器、企业邮件代理网关、移动运营商以及客户端邮 件程序等多个系统的集成。它能够实现手持设备实时收发邮件的功能。推送邮件 系统将移动计算技术应用到传统的电子邮件信息服务中，革命性地改变了传统的 邮件服务机制，并且将作为主体的入与邮件系统无缝结合起来，实现了不受任何 时间和空间局限的电子邮件系统，从而改变了人与数字世界、人与人之间的信息 交互方式。 “p u s h m a i l 一一即“推送电子邮件 ，作为一种新式的电子邮件解决 方案而受到计算机产业界的广泛关注。许多大公司都曾经做过无线电子邮件解决 方案的尝试。例如，摩托罗拉公司早在2 0 世纪9 0 年代早期就尝试了把电子邮件 和寻呼结合起来。但是当时p c 上的电子邮件尚处于起步阶段，更不用说无线电 邮了，所以没过多久，摩托罗拉就放弃了。 作为1 9 8 4 年成立的小公司，r i m ( r e s e a r c hi nm o t i o n ) 把握住了生产无线 邮件系统的好时机，并且执著地投入。1 9 9 8 年，r i m 公司开发出一个采用双向 寻呼模式的无线邮件系统。该系统可以通过无线网络将电子邮件直接推送到手持 接收器上，而不是通过传统的互联网络【2 】【3 】【4 】。这一革命性的应用打破了以往电 子邮件只能通过互联网传播的限制。在运营商提供的网络支持下，使用无线电子 基于“p u l l ”的p u s h m a i l 邮件系统设计与实现 邮件接收器作为邮件收发的终端，用户就可以阅读邮件正文和附件并进行回复。 1 9 9 9 年，r i m 公司开始提供成熟的产品“黑莓”企业服务器。这是一种企 业邮件无线化的网关【2 1 【3 1 ，为企业邮箱的推送提供了一套成熟的解决方案。截至 2 0 0 5 年9 月，“黑莓”业务的用户总数已经达到3 6 5 万左右，终端销量超过4 0 0 万台，并且这一数字还在保持快速增长。 从r i m 公司“黑莓 系统在全球范围内的成功来看，p u s h m a i l 作为一种 新的信息服务具有很好的发展前景。但是目前的p u s h m a i l 系统绝大多数是针 对特定的设备、特定的操作系统以及特定的邮箱，另外信息服务费用昂贵，这让 许多用户对其望而生畏。本课题基于上述的现实情况，设计实现了一套推送邮件 系统。该系统利用了j a v a 语言的跨平台的特点，实现了p u s h m a i l 系统的主要 功能e i i l a i l 的实时接收。现在市面上几乎所有的手持设备，包括p d a 、智能 手机等等都支持j 2 m e ，因此我们的系统具有很好的跨平台性。另外，系统避免 了昂贵的信息服务费用，产生的费用只有少量的短信费用和g p r s 流量费用【2 】【3 】。 系统分为服务端及客户端两个部分。服务端进行新邮件的查询，当检索到邮 箱有新邮件的时候就发送一条通知短信到客户端的特定端口。由于客户端已进行 了p u s h 注册，当其接收到通知短信的时候系统就会启动客户端软件对代理服务 器进行请求，收取新邮件信息。用户在接收到邮件信息后可以进行收取邮件正文、 收取附件等操作。该邮件系统能够帮助用户实时进行邮件操作，在不支付高额服 务费用的同时，提高商务人士及其他需要处理大量邮件人群的办事效率。 文章首先介绍了当前几个主流邮件系统的实现原理。在课题系统的实现过程 中，对p u s h m a i l 实现原理做了全面的分析研究并设计了系统原型。继而在 j 2 m e 模拟器上完成该邮件系统客户端程序的原型开发，并基于j 2 e e 架构开发 了服务器程序。关于课题研究更详细的内容将在后面的章节进行阐述。 1 2 推送邮件系统概况 推送邮件系统( p u s h m a i l ) 是目前嵌入式信息服务行业研究的热点。它 的目的就是让电子邮件用户在无线网络覆盖的区域能够随时接收到新邮件，并能 进行回复邮件或邮箱管理等操作。这种邮件服务系统对于商务人士和大量使用电 子邮件的人群来说是一种最为实用、亲切的信息服务，能够使得人们的生活工作 2 第一章绪论 变得更加便利便捷。短信息强大的实时性以及电子邮件内容的多元化使得推送邮 件业务能够真正地满足人们的需求。也正是由于这个原因，该业务能够风靡北美 乃至全球。 1 2 i 推送邮件系统的分类 根据不同的实现原理，推送邮件系统主要可以分为如下四种。 第一种是比较古老的系统。这种系统也称为“伪p u s h ”系统，几乎所有的 手机邮件系统都可以实现，其实现原理与p c 上f o x m a i l 系统是一样的。邮件系 统运行的时候，每隔一段时间检查一次邮箱，如果发现有新邮件则建立新连接并 将邮件信息下载下来。这种系统实现简单，但是却有两个致命的缺陷，一是耗电， 二是会产生大量的数据费用。 第二种系统是通过短消息对客户端进行通知。一旦服务器发现新邮件则发送 一个特定短消息通知手持设备进行接收。这种系统会产生一定的短消息费用及网 络流量费。 第三种系统的实现原理和e x c h a n g e 类似，需要一直保持数据在线。这种情 况下，一旦有新邮件到达，服务器就可以通过这个数据连接找到客户端，并通过 无线网络将邮件推送到客户端。但这种系统耗电更厉害，在现在手机电池蓄电能 力不高的情况下根本不现实。 第四种是真正的p u s h m a i l 系统，这种方式需要移动运营商的支持。移动 设备使用的是g s m c d m a 网络，手机没有建立数据连接的时候只有移动运营商 能在成千上万的设备中准确找到手机。这种邮件系统需要有一个企业邮件代理服 务器( c e f ) 。当发现有新邮件到达的时候，由代理服务器通知移动运营商，并 从移动运营商取得邮件接收者的手机号码，然后将邮件推送给手机。这就是一次 完整的邮件推送过程。这种方式能够达到既省电又可以实时接收邮件的目的，实 现真正意义上的推送邮件系统。 1 2 2p u s h 技术的发展现状 p u s h 技术，又称w e b c a s f i n g ( 网播) ，是第三代浏览器的核心技术，是近 年出现的减少因特网信息过载和高效获取信息资源的新技术，在时下最热门的电 3 基于“p u l l ”的p u s h m a i l 邮件系统设计与实现 子商务、网上营销等领域都得到了广泛应用 f l 。p u s h 技术通过一定的技术标准 或协议，在因特网上以定期传送用户需要的信息来减少信息过载。推送技术产品 通过自动传送信息到用户桌面，来减少用于网络上搜索的时间。推送技术改变了 传统的拉取( p u l l ) 信息检索方式。它根据用户的档案进行工作，并根据用户 的兴趣过滤信息【6 】。推送技术产品使用动态个人助理的概念来访问频道信息，是 一种活动的自动软件程序，其目标和任务由创建者或开发者设置。它能寻找用户 感兴趣的信息，并检查所关心的w e b 页面的改变，只有改变的信息才报告给用 产。 最初，p u s h 技术面向的是固定的p c 终端，而不是移动终端。它的实现机 制就是通过因特网等网络自动地将信息传送到计算机终端，对于一些更新速度快 的信息，用户无需频繁登录网络进行更新。它可以确保用户的计算机和信息提供 者之间维持固定的数据传输路径，其特点是连续传输指定的信息，适合于提供变 化大、变化快的信息。不过，因为没有得到市场的认可，使用这种技术实现的各 种类型的业务在推出后不久就销声匿迹。使p u s h 技术失去立足之地的原因是访 问因特网的传统p c 终端在交互性上的良好表现，这造成人们对p u s h 业务的需 求不强烈，从而导致技术上的开发动力不足。 1 2 3 推送邮件系统的产品现状 在有线变无线及业务大融合已成必然趋势的背景下，在“9 1 1 期间崭露头 角的p u s h m a i l 正在引起全世界的关注。按照业界的广泛认识，盛行于北美的 p u s h m a i l 要想进一步扩大在全球的影响，亚洲将是其迈向终极目标的关键一 步。而要在亚洲得到快速响应，拥有全球最多手机用户和世界第二互联网用户的 中国显然最不容忽视。也正是因为这个原因，作为全球最主要的p u s h m a i l 推 广者，加拿大m 公司在亚洲亮相的第一站就选在了中国的香港。早在2 0 0 6 年 5 月，r i m 公司就携手中国最大的移动运营商中国移动推出其“黑莓”业务。而 在此之前，联手国内企业的中国联通已率先推出了类似的“红莓 业务。从两大 移动运营商对p u s m m a i l 业务市场的积极态度上，可以看出p u s h m a i l 业务 的市场魅力【3 1 。 在黑莓掀起p u s h m a i l 应用热潮后，p u s h m a i l 服务逐渐成为p d a 及手 4 第一章绪论 机厂商的兵家必争之地。摩托罗拉于2 0 0 6 年上半年推出m o t oq 系列 p u s h m a i l 手机同时，诺基亚也有一系列的智能手机问世，包括e 6 0 、e 6 1 及e t 0 等等都将支持3 g 及晰f i ，并收购了移动电子邮件方案解决商i n t e l l i s y n c 。 在智能手机市场沉寂已久的索尼爱立信也推出超薄3 g 智能手机m 6 0 0 i ，并以提 供p u s h m a i l 功能作为主要卖点抢占市场。索尼爱立信销售与营销副总裁j a n w a r e b y 表示，全球约有6 5 亿个商业电子邮件用户，而截止到2 0 0 5 年底全球仅 有6 0 0 万移动电子邮件用户，普及率低于1 ，可以看出p u s h m a i l 邮件业务 还有很大的市场潜力【5 】。 1 3p u s h m a il 的研究概括与发展趋势 目前国内外移动电邮业务主要有两大种类，一类是基于传统“p u l l ”技术 的普通邮箱系统，另一种则是基于“p u s h ”技术的邮件系统。p u s h m a i l 邮件 系统是现代电子商务中的一个概念创新。它为商务人士提供了便捷快速的主动式 电邮服务，使得商务人士可以摆脱收取电邮的繁琐过程，让邮箱主动将新邮件推 送给客户。下面介绍p u s h m a i l 邮件系统的业务原理和国内外几种比较典型的 p u s h m a i l 产品的系统架构及实现原理。 1 3 1p u s h m i l 系统业务原理 如前所述，邮件服务器无法在无线网络中直接与移动终端进行数据交互，因 此它无法将邮件准确推送到终端，真正基于“p u s h 技术的邮件系统必须有移 动运营商的支持才能实现。下面我们全面介绍四种典型的p u s h m a i l 产品，黑 莓、红莓、d i r e c tp u s he m a i l 和f u n a m b o l 。其中只有黑莓业务必须得到移动运营 商的支持，换句话说这些产品只有黑莓属于真正的推送邮件系统。另外三种服务 中，红莓和f u n a m b o l 系统通过短消息通知终端收取新邮件，而微软的d i r e c tp u s h e m a i l 业务则是在客户端与服务器间维持一个连接，使得服务器能够准确地将邮 件推送到终端。图1 1 是真正p u s h m a i l 系统的工作原理图。当企业邮件代理 网关发现有新邮件时，首先发送一个通知给运营商，运营商再通过和这个邮箱地 址绑定的手机号码来寻找你的手机相应的终端，并由邮件代理网关将邮件推送给 5 基于“p u l l ”的p u s h m a j l 邮件系统设计与实现 终端【6 朋。 e m a i l 服务器 图1 - 1p u s h m a i l 工作原理图 1 黑莓业务 r i m 公司的黑莓整合了无线手持终端、专用软件系统和各种服务，使商务 人士可以在旅途中随时随地与客户、数据和资源保持连接。黑莓集成的无线接入 能力可以让用户实现对各种商业应用内容的访问，包括电子邮件、电话、企业数 据、网络、短信服务及管理器应用软件。黑莓本身并不是邮箱，而是一种邮件协 议。黑莓手机是整合了该协议的手机，并通过邮局服务商和移动运营商的支持实 现p u s h m a i l 。黑莓手机需要邮局服务商提供邮局服务，然后再通过移动运营 商的网络将邮件推送到手机上。 黑莓针对不同的客户群提供了两种不同的无线解决方案，即黑莓企业解决方 案( b l a c k b e r r ye n t e r p r i s es o l u t i o n ) 和黑莓因特网解决方案( b l a c k b e r r yi n t e m e t s o l u t i o n ) 。企业解决方案主要是依靠黑莓给大企业的内部邮箱提供的一个代理服 务器，将企业邮箱的邮件和企业内部的其他数据发到员工的黑莓终端，其体系结 构如图1 2 所示。企业因特网解决方案主要是针对中小型企业或者个人提供无线 解决方案，该解决方案依靠黑莓的因特网服务器给用户邮箱及其他网络服务提供 代理，将数据发往用户的黑莓终端，其体系结构如图1 3 所示。 6 第一市鲥f 论 效崩雌w e b , s t 务器 图i - 2 黑莓企业解决方案( b l a c k b e r r ye n t e r p r i s es o l u t i o n ) i i s p p o p 3 图1 - 3 黑莓因特网解决方案( b l a c k b e r r yl n l 薯r n e ts o l u t i o n ) 1 4 1 黑莓终端 从这两种解决方案来看，r i m 公司主要依靠的是给不同的网络服务提供代 理服务器，然后依靠在代理服务器注册的邮箱与终端号码在广大的无线网络中找 到特定的终端，并将邮件或者其他数据推送给它。而黑莓业务必须使用r i m 公 司提供的配套的软硬件，系统的可移植性很差。另外，黑莓业务昂贵的服务费用 也导致它在国内发展受限。当前我们在国内可以看到不少黑莓手持设备终端都因 为没有黑莓网络服务支持而被当作普通的手机来使用，却不能享受其特色服务功 基于。p u l l ”的p u s h m a i l 邮件系统设计j 实现 能干u s h m a i l 服务。 2 联通红莓业务 2 0 0 6 年，中国联通针对黑莓业务推出了属于自己的无线电邮服务一一红莓 ( r e x i b e r r y ) 该服务是基于联通彩e 技术平台开发的，支持文字、彩图、音频 流、视频流等多种文件格式，可以发送和接收包含5 0 0 0 字的正文邮件和1 0 0 k b 的附件，凡是支持彩e 功能的c d m al x 手机都能开通红莓业务。与黑莓不同的 是红莓业务是针对低端客户开发的，其资费远远低于黑莓业务，比较迎合国内用 户的需求。但是红莓系统只能支持联通提供的名为 c u m a i l t o m c i l 的邮箱，不支持其他邮箱。该系统采用的不是真正的推送技术，而是通过发送特 殊格式的短信通知终端设备启动客户端程序查收新邮件。 3 微软的d i r e c tp u s he m a i 2 0 0 6 年微软正式推出d i r e c tp u s he m a i l 服务，让用户能直接连接e x c h a n g e 服务器，自动无线更新电邮、日程表和通讯录信息。这种直接推送的技术避免了 基于短消息的同步进程对移动设备电池寿命的消极影响，同时节省了短信费用。 微软d i r e c tp u s h 技术不依靠短消息通知同步进程，而是依靠在移动设备和 e x c h a n g es e r v e r 之间维持一个常h t r p s 连接来发挥作用。因为这个连接总处于 可用状态，所以服务器一发现有新邮件就能即时转发给移动设备。为了解决电力 消耗的问题，微软采取了一系列措施来最小化发送接收数据的影响。移动设备维 持与e x c h a n g es e r v e r 的常h t t p s 连接，但不会一直发送或接收数据。这样进程 就不会在几个小时内就完全消耗掉移动设备的电力。 这种解决方案在技术上是完全可行的，因为h t t p 和h t t p s 协议是为分布 式网络设计的，所以h t t p 和h t t p s 消息的发送和响应不是即时的。微软设置 了一个与h t t p 和h t t p s 会话相联系的超时值。当发送者发送一个包时，隔多 久收到响应并不重要，只要响应在会话超时前到达即可。d i r e c tp u s h 通过设置超 时值就可使移动设备在包间隙时间内处于休眠状态，这样就可以达到耗电最小化 的目的。 4 f u n a m b o l 公司的同名软件f u n a m b o l 服务器系统 f u n a m b o l ( 前身是s y n c 4 j ，一个著名的开源移动开发管理软件) 是一个开源 的移动设备服务器软件。它主要提供无线设备和主机的邮件、地址簿、日程表、 第一章绪论 设备配置等数据的同步。对用户来说，这意味着手机上的b l a c k b e r r y - l i k e 能力。 但准确地说，f u n a m b o l 并不是基于“p u s h 技术的，它跟红莓一样通过发送一 条特殊的短信通知客户端与服务端之间进行数据同步，如收取新邮件或进行其他 操作【3 l 。该系统具有下面几个特点：( 1 ) 同步消息基于x m l 格式( 准确地说是 s y n c m l ) ；( 2 ) 可以在不同操作系统、不同数据库之间进行同步；( 3 ) 与传输协 议和媒质无关；( 4 ) 采用“握手”机制建立连接；( 5 ) 采用c s ( 客户端月艮务端) 结构。 s y n c m l 协议是一种能够使支持该协议的设备、开发程序和服务在网络中实 现信息同步化的通用语言。目前大多数移动设备都支持该协议，因此现在许多移 动同步服务都是基于该协议开发的【9 1 。例如f u n a m b o l 同步系统，客户或者服务 端都发起同步请求，建立连接后两者间通过s y n c m l 数据进行同步操作。随着 s y n c m l 协议的发行，大多数手持设备与服务器的数据同步采用了统一格式来进 行，大大增加了邮件系统的跨平台性。后面的章节我们将对s y n c m l 协议进行详 细介绍。 1 4 课题研究的意义 随着现代商务的迅速发展，电子邮件越来越受到商务人士的喜爱。以前人们 只能在p c 机上通过p u l l 的方式向邮件服务器发起请求并检查是否有新邮件。 随着现代商业模式的改变，商务人士经常需要到不同的地方去办事、出差。这种 传统的邮件服务方式已经不能满足人们的需求。p u l l 方式的邮件系统会大大增 加服务器的负担，甚至造成网络堵塞。另外，用户身边必须有电脑与网络，并且 必须主动去查收邮箱才知道是否有新邮件。这往往会导致在外出差的人们无法及 时查收重要的邮件，从而导致事情处理滞后f 5 l o l 。移动设备p u s h m a i l 服务的 出现解决了传统邮件系统存在的问题，实现了“信息随时、随地、随身获得的 目标。当新邮件到达的时候，邮件服务器会自动将邮件推送到用户设备上，这种 模式能够大大减小网络的堵塞现象并减小服务器的负担。 目前，p u s h m a i l 服务的使用者主要还停留在商务人士的层面。拥有用户 最多的北美也只有不到5 的企业用户使用了移动电子邮件，而目前全球有6 。5 亿个企业电子邮件帐户，按照有关机构“未来3 年大多数企业会使用p u s h m a i l 9 基于“p u l l ”的p u s h m m l 邮件系统设计与实现 业务”这一预测来看，p u s h m a i l 业务的发展潜力巨大。另外，随着p u s h m a i l 对大众市场的渗透及大众认知度的进一步提高，未来p u s h m a i l 在大众市场蕴 涵的潜力同样不容忽视。p u s h m a i l 正面临着前所未有的机遇。不管是国内还 是国外，不管是基于哪种技术和哪种设备的p u s h m a i l 服务有着同样的共同点， 那就是业务服务费用昂贵和依赖于移动运营商。这是因为在在成千上万的手机终 端中，只有运营商能够通过手机号码找到邮件接收人的设备，并准确地发送邮件。 这也是这种新型的信息服务无法在群众中流行开的原因。在国内市场上，这种贵 族信息服务甚至让许多商务人士望而却步。 针对p u s h m a i l 服务的现状，本文基于“p u l l ”技术设计了一个系统模 拟实现p u s h m a i l 服务。该系统不需要移动运营商支持，附加费用也很小，能 够解决推送邮件系统自身带来的不足。系统在j 2 m e 平台上实现，并且没有用到 任何设备可选包，因此有比较好的可移植性，能够运行于支持j 2 m e 的大多数设 备上。现在市面上绝大多数手机与p d a ，特别是智能手机都支持j 2 m e ，因此我 们的邮件系统能够运行在大多数设备上。也就是说只要有一台台式电脑、一个支 持j 2 m e 的终端设备和一张普通的s i m 卡，就能在无线网络覆盖的地方体验 p u s h m a i l 这种新型的信息服务，而不必花费高额的信息服务费用。 作为一种极具市场潜力的业务，我们期待着p u s h m a i l 业务能在中国呈现 出好的发展势头，能为繁荣我国的电子商务、开拓企业化应用及方便用户等带来 革命性的突破。随着信息技术的发展和3 g 时代的到来，p u s h m a i l 业务在中国 一定会有更好的发展。目前中国g p r s 流量费用还处于一个较高的水平，但是随 着3 g 网络的投入使用，以及无线网络技术的发展和普及，g p r s 流量费用将会 大幅度降低。3 g 网络投入使用会成为p u s h m a i l 服务的用户驱动力，将会有更 多的人认识这种新的信息业务并享受它带来的便捷。 1 5 本文的工作内容 本节作为对课题研究工作的介绍，将结合本文结构组织与主要内容安排来阐 述。本课题主要研究了国内外p u s h m a i l 信息服务的现状，分析了p u s h m a i l 系统的架构以及主要技术。本文对邮件协议、p u s h m a i l 邮件系统等相关知识 进行了深入的研究，并在此基础上提出了一种用“p u l l ”技术模拟的p u s h m a i l 1 0 第一章绪论 邮件系统。该系统能在没有运营商支持的情况下用传统的“p u l l 技术来模拟 实现p u s h m a i l ，并且支持所有p o p 3 邮箱。较好地实现了“信息随时、随地、 随身获得 的目标。另外终端仅在有新邮件到达的情况下才启动进程收取新邮件， 解决了终端电耗电量大的问题。本文具体内容表述安排如下： 第一章，绪论。本章作为本文的开篇，首先介绍了本文的课题背景，其次分 析总结了国内外关于推送邮件系统研究的发展现状，继而探讨了本文研究的意义 所在，最后总结本文的结构与内容。 第二章，p u s h m a i l 系统原理分析与研究。本章是对p u s h m a i l 系统技术 基础的分析与研究工作的总结。本章前一部分主要对电子邮件技术、邮件组织格 式及邮件传输协议进行了研究，并在此基础上对p u s h m a i l 系统中终端与服务 器同步数据的格式及同步方式进行了研究。章节后一部分主要探讨了几种典型的 p u s h m a i l 系统及其应用。 第三章，p u s h m a i l 系统设计。本章是对具体开发工作的总结，从工作的 三个阶段来阐述。首先对开发方式及解决方案进行分析，并选择合适的方案对邮 件系统进行总体逻辑结构设计。其次对具体开发平台进行分析，主要是对支持 j 2 m e 的嵌入式操作系统、s u n 公司j 2 m e 开发平台w t k 、n e t b e a n s 及t o m c a t 的研究，并利用它们构建课题的开发平台。最后在开发平台上进行p u s h m a i l 系统的软件原型的设计，并编程实现系统的四个主体模块，其中包括邮件查询模 块、短信发送模块、功能代理模块、客户端程序。 第四章，性能与测试。本章是对开发的p u s h m a i l 系统软件原型所做的功 能测试与性能分析工作的总结。本章首先测试系统主要功能的实现情况以及运行 时的状态，并进一步对软件原型进行性能分析。在此基础上，分析探讨本课题设 计的邮件系统的可行性与实用性。 第五章，结论与展望。本章作为对本文的总结，探讨在课题研究工作中取得 的成果，并结合存在的问题分析本文设计的p u s h m a i l 邮件系统的扩展性以及 需要进一步研究的问题，最后展望该信息服务的应用前景。 第二章p u s h m a i l 系统埠理分析研究 第二章p u s h m a il 系统原理分析与研究 p u s h m a i l 系统最基本的用途就是即时推送新邮件到用户的手持终端。它 是集邮箱服务器、企业代理服务器、附件处理模块及客户端软件等为一体的综合 应用系统。当企业代理服务器发现邮箱中有新邮件的时候，立即通知移动运营商， 并在运营商的数据库中找到与凌邮箱地址绑定的于机号码，然后通过运营商发送 特殊格式的信息( 邮件信息) 。附件处理模块的功能就是分析邮件的组织格式， 即m i m e 结构，然后将附件提取出来并处理以便于设备正常接收。 由此可见，p u s h m a i l 系统设计的领域广泛，结构复杂，并且需要得到移 动运营商的支持。本章详细介绍了电子邮件的相关知识和目前市场上几种典型的 p u s h m a i l 系统，这将是下一章节p u s h m a i l 系统实现的理论束源。 2 1 电子邮件技术 本节将主要介绍电子邮件的实现原理和几个常见的邮件协议。 2 1 1 邮件服务器 要在因特网上提供电子邮件功能，必须有专门的电子邮件服务器。因特网上 的电子邮件服务器的功能类似邮局，它完成的功能如图2 1 所示。 l 一 4 - 其他邮件服务器 图2 1 电子邮件服务的同络原理 氟斟匐固 基于“p u l l ”的p u s h m a i l 邮件系统设计与实现 1 接收用户投递的邮件； 2 将用户投递进来的邮件转发给目标邮件服务器； 3 接收其他邮件服务器转发的邮件，并把邮件保存到收件人的邮箱中； 4 为当前读取邮件的用户提供读取服务。 邮件服务器按功能可分为两种类型：s m t p 服务器和p o p 3 i m a p 服务器。 其中s m t p 服务器替用户发送邮件和接收外界发送给本地用户的邮件。它相当 于邮局的邮件接收部门；而p o p 3 i m a p 邮件服务器用于帮助用户读取s m t p 服 务器接收进来的该用户的邮件。它相当于专门为前来取包裹的用户提供服务的部 门。图2 1 中，1 、2 、3 步骤是s m t p 服务器完成的，第4 个步骤则是p o p 3 服 务器完成的【i i 】。 2 1 2 邮件客户端软件 邮件客户端软件负责与邮件服务器通信，主要用于帮助用户将邮件发给 s m t p 服务器和从p o p 3 i m a p 邮件服务器读取用户的电子邮件。邮件客户端软 件通常集邮件撰写、发送和接收功能于一体，例如现在流行的o u t l o o ke x p r e s s 和f o x m a i l 等就是其中的典型。课题实现的系统的客户端模块就是一个邮件客户 端软件。另外，在w e b 站中也可以集成邮件客户端软件的功能，例如g m a i l 、 h o t m a i l 、q q m a i l 等网站，用户可以通过访问这些w e b 站点来收发邮件【1 3 】。 2 1 3 电子邮箱 电子邮箱也称为e m a i l 地址，用户通过e m a i l 地址标示自己发送的电子邮件， 同时也通过这个地址接收别人发来的电子邮件。这就有点类似房子要有门牌号才 能收信，计算机必须有口地址才能与外界进行通信一样。电子邮箱的获得需要 在邮件服务器上进行申请，申请到的电子邮箱由邮件服务器进行管理。确切地说， 电子邮箱其实就是用户在邮件服务器上申请的帐户。邮件服务器把接收到的邮件 保存到服务器为该帐户分配的邮箱空间中，用户通过其申请的用户名与密码登陆 到邮件服务器上查收自己的邮件。 1 4 第二章p u s h m a i l 系统原理分析与研究 2 1 4 邮件传输协议 电子邮件需要在邮件客户端和服务器之间，或者在两个服务器之间进行传 递。邮件的传递就必须遵循一定的规则，这些规则就是邮件传输协议在r f c 文档中定义了如下一些邮件传输协议。 1 s m t p 协议 s m t p 全称为s i m p l em a i lt r a n s f e rp r o t o c o l ( 简单邮件传输协议) 。它定义 了邮件客户端软件与s m t p 服务器之间，以及两台s m t i 服务器之间的通信规 则。协议的通信双方采用一问一答的“命令响应 形式进行对话，并定义了对 话的规则和所有“命令响应的语法格式。s m t p 协议分为标准s m t p 协议和 扩展s m t p 协议。标准s m t p 协议是1 9 8 2 年在r f c 8 2 1 文档中定义的，而扩展 s m t p 协议是1 9 9 5 年在r f c l 8 6 9 文档中定义的。扩展s m t p 协议在标准s m t p 协议基础上的改动非常小，主要增加了邮件安全方面的认证功能f l l 】【琢。 2 p o p 3 协议 p o p 3 全称是p o s to f f i c ep r o t o c o l ( 邮局协议) 。它定义了邮件客户端软件与 p o p 3 服务器的通信规则。该协议在r f c l 9 3 9 文档中定义。它采用的网络监听端 口号默认为11 0 ，并定义了1 2 条p o p 3 命令【l l 】f 1 2 1 。 3 ig a p 协议 i m a p 全称为i n t e r n e tm e s s a g ea c c e s sp r o t o c o l ( i n t e r n e t 消息访问协议) 。 它是对p o p 3 协议的一种扩展，也是定义了邮件客户端软件与邮件服务器的通信 规则。该协议具有摘要浏览功能，可以让用户读完邮件主题、发件人等信息后再 由用户做出是否下载或直接在服务器上删除的决定；并且可以让用户有选择性地 下载邮件附件；另外，它允许用户在邮件服务器上创建自己的邮件夹，分类保存 邮件【1 1 】【1 2 】。 2 1 5 电子邮件的工作原理 接下来以q q m a i l 和g r n a i lj 区两个电子邮局为例来讲解一下电子邮件的传输过 程及工作原理。假设q q m a i l 邮箱帐号为c 1 i n k q q c o r n ，g m a i l 邮箱的帐号为 c y j 0 3 19 g r n a i l c o m ，它们之间的邮件收发过程如图2 2 所示。 1 5 基于“p u l l ”的p u s h m a i l 邮件系统设计与实现 q q m a i l 的邮件服务器 s m t pp o p 3 婶 厂 c 力 图2 - 2 邮件的收发过程 g m a i l 的邮件服务器 图2 - 2 中实线表示c 1 i n k q q e o m 帐号向c y j 0 3 1 9 g m a i l e o m 发送邮件的过 程，虚线部分则相反。下面通过分析实线部分来具体讲解一封邮件从发送到接收 经过的环节。 1 c 1 i n k q q c o m 的邮件客户端程序与q q m a i l 的s m t p 服务器建立网络连 接，并以c 1 i n k 的用户名和密码进行登陆后，使用s m t p 协议把邮件发送给q q m a i l 的s m t p 服务器。 2 q q m a i l 的s m t p 服务器收到c 1 i n k q q c o m 提交的电子邮件后，首先根 据收件人的地址后缀判断接收者的邮件地址是否属于该s m t p 服务器的管辖范 围，如果是的话就直接把邮件存储到收件人的邮箱中，否则，则向d n s 服务器 查询收件人的s m t p 服务器信息，然后与g m a i l 的s m t p 服务器建立连接并采用 s m t p 协议把邮件发送给g m a i l 的s m t p 服务器 3 g m a i l 的s m t p 服务器收到q q m a i l 的s m t p 服务器发来的电子邮件后， 将根据收件人的地址判断该邮件是否属于该s m t p 服务器的管辖范围，如果是 的话就直接把邮件存储到收件人的邮箱中，否则g m a i l 的s m t p 服务器可能继续 转发或者丢弃这封邮件。 4 拥有c y j 0 3 1 9 g m a i l 帐号的用户通过邮件客户端程序与q q m a i l 的p o p 3 服务器建立连接并登陆后就可以通过p o p 3 协议查看c y j 0 31 9 g m a i l c o m 邮箱中 是否有新邮件，如果有的话则用p o p 3 协议读取邮箱中的邮件。 1 6 第二章p u s h m a i l 系统原理分析与研究 2 2 邮件的组织结构 为实现邮件的多媒体性，人们采用m i m e 协议对邮件进行描述。