移动邮件系统的关键技术研究

随着第三代移动通信时代的到来，特别是Push技术的广泛应用，将传统电子邮件转移到移动终端上提供随时随地收发邮件的移动邮件业务正逐步发展起来。移动邮件是指基于移动终端操作且具有主动推送能力的电子邮件服务，也称为Push Email。国际上盛行的RIM公司开发的“黑莓”业务就是一个典型的Push Mail服务。在国内，中国移动率先引进了“黑莓”服务；联通在其彩e业务的基础上进行部分功能升级，也推出了品牌为“红莓”的Push Email服务。Push Email服务的优势是利用移动终端的便携性和主动推送消息，让用户可以在任何地点第一时间接收和处理电子邮件的服务。

提供移动邮件服务通常分为两类：大众邮件和企业邮件。由于这两类邮件服务提供的方式不同，实现移动邮件服务的解决方案也有所不同。大众邮件指的是我们日常所使用的互联网提供的免费邮件系统，如新浪、21CN、163等邮箱。企业邮件是指企业内部使用的专用邮件系统，如Exchange、Domino邮箱等。

移动邮件业务中涉及的网元主要有移动邮件客户端、移动邮件服务器和移动邮件代理。其中：移动邮件客户端主要是配合终端进行邮件的收发以及对本地邮件进行操作的客户端软件。移动邮件服务器主要负责互联网邮箱的邮件获取、邮件处理、邮件推送、移动邮件代理的数据转发、终端内容适配等。移动邮件代理功能和移动邮件服务器功能类似，主要区别在于移动邮件代理位于企业防火墙后，负责企业内部邮箱（如Ex－chage、Domino邮件系统），也可以理解为轻量级的移动邮件服务器。短信中心负责下发OMAEMN邮件到达通知。

以上的架构符合OMAMEM框架的移动邮件总体架构示意。运营商和企业在业务开展过程中可以根据业务需求、用户群定位和网络条件进行调整。

推送技术

在传统的电子邮件系统中，新邮件发送到用户的邮箱账号中，用户通过邮件客户端或者WEB方式去读取邮件，这种方式需要由用户主动发起获取邮件的请求，称为PULL方式。这种方式需要由用户主动发起，而用户并不知道什么时候有新邮件到达，所以在这种方式下用户无法及时处理邮件。

推送技术则不同，当新邮件到达时，邮件系统主动把邮件推送给用户，而不需要用户发起请求。推送技术是随着移动技术的发展而兴起的，主要是由于移动终端一直由用户携带在身边，这样通过推送技术，用户具备实时处理新邮件的可能。

移动邮件有多种推送方式，主要有SMSPUSH、MMSPUSH、WAPPUSH以及客户端PUSH四种。

SMS PUSH是采用短信的方式把邮件部分内容发送给用户，由于短信承载的数据量限制（一条短信为70个汉字），这种方式只能把邮件标题以及部分正文推送给用户。MMS PUSH是采用MMS的方式把邮件发送给用户，MMS的承载量较大，可以包括正文和部分附件，但是MMS推送也有其限制，它只能针对一封邮件，并且用户无法再做后续的交互操作，例如回复邮件、转发邮件等。

WAP PUSH是采用发送给用户一个WAP PUSH通知的方式，WAP PUSH通知包括邮件的基本信息以及一个指向邮件存储空间的URL链接，用户通过访问这个链接可以阅读整个邮件，也可以执行回复、转发、删除等操作。这种方式较为方便，但是邮件不是存储在移动终端上，每次读取邮件时均要访问邮件服务器。

以上三类PUSH方式，都具有一定的局限性，而客户端PUSH，则能很好地解决这些问题。

客户端PUSH方式，即利用移动终端上安装的邮件客户端软件实现邮件的获取。当服务器检测到有新邮件，会发送一个通知给客户端软件，客户端软件根据通知内容自动到服务器获取邮件信息。获取的信息既可以是邮件摘要，也可以是全部或者部分邮件内容。

客户端PUSH的实现有两种：短信PUSH和IP PUSH。

短信PUSH采用OMA EMN方式。新邮件到达通知通过EMN短信下发到移动终端，移动终端收到EMN短信后自动激活邮件客户端，客户端再通过特定的邮件协议与服务器建立连接获取邮件内容。IP PUSH采用客户端软件与邮件服务器建立IP长连接的方式。客户端可采用心跳方式保持IP连接。新邮件到达时，邮件服务器通过已建立好的IP连接通知客户端收取邮件信息。

OMA EMN方式无需一直启动客户端软件，只在需要时才自动激活。这种方式对于移动终端和移动接入网没有带来额外的开销。IPPUSH方式需要客户端软件在后台一直运行，并保持与服务器的连接。这种机制会增大移动终端的电池消耗，同时也增加了服务器的处理压力。

SMS PUSH以及MMS PUSH方式虽然发送的信息有限，但是能即时通知用户新邮件到达信息和邮件主要内容。因此常被用于大众移动邮件解决方案。WAP PUSH以及客户端PUSH能够为用户提供完善的邮件达到通知和邮件处理功能以及较高的安全性，所以被应用在企业客户的移动邮件解决方案中。

邮件检测

移动邮件服务器在发送PUSH信息给移动终端之前，需要先检查用户邮箱账户中是否有新邮件到达或者其它与邮件有关的变化事件，这个检测过程称作邮件检测。大众移动邮件解决方案和企业移动邮件解决方案将采用不同的邮件检测方式。

对于大众移动邮件解决方案，由于难以对大众电子邮件系统进行改造和增加邮件代理服务器，所以移动邮件服务器只能使用POP3/IMAP4/WebDAV等标准协议来轮询所有注册用户的绑定账号，检查是否有新邮件到达。在用户量大的时候，这种方式会对移动邮件服务器系统造成较大的压力。可能存在由于访问频繁，大众电子邮件系统将移动邮件服务器地址加入到临时黑名单，拒绝访问的情况。

在企业移动邮件解决方案中，由于企业网络内设置有防火墙，企业邮件系统不允许从Internet上使用POP3/IMAP4/WebDAV等协议来进行访问，因此移动邮件服务器无法直接访问企业邮件系统，不能获知邮件变动。通过增加移动邮件代理这一新的网元，对企业邮件系统进行邮件检测，由其通知移动邮件服务器。移动邮件代理进行邮件检测时，包括多种方式，一种方式是通过POP3/IMAP4等标准协议轮询检测。另一种方式是使用MAPI/WebDAV来进行检测，这种方式适用于Exchange Server企业邮件系统。还有一种方式使用LAPI来进行邮件检测，这种方式适用于Domino Server企业邮件系统。由于企业邮件系统用户量有限，即使采用轮询的方式，对移动邮件代理造成的压力也有限。

客户端软件

采用SMS/MMS/WAPPUSH方式实现移动邮件，功能简单，不能满足商务客户的各项需求。目前比较成熟的移动邮件系统均采用在移动终端中安装专用邮件客户端来实现邮件收发和管理。采用客户端软件方式有诸多优点，如功能丰富、提供本地存储、提供离线和在线操作方式等。客户端软件还可以访问移动终端上的本地资源，例如联系人信息、图片、声音等。移动终端采用的操作系统主要有Symbian、Windows Mobile、Linux以及Native系统等。不同的操作系统处理能力和功能相差较大，针对不同操作系统的移动终端需要提供不同的客户端软件。目前主要有以下类型的客户端软件：

·基于J2ME/MIDP的客户端软件：采用JAVA开发的客户端软件。适用支持J2ME/MIDP的移动终端。

·Symbian客户端软件：采用Symbian提供的API开发客户端软件，适用采用Symbian操作系统的移动终端。

·Windows Mobile客户端软件：采用Windows Mobile提供的API开发的客户端软件，适用采用Windows Mobile操作系统的移动终端。

·其他方式的客户端软件：其他形式的客户端软件，内置在定制移动终端，例如内置在Native终端上的客户端以及BlackBerry等。

上述类型的客户端，采用JAVA开发的客户端软件具有较大通用性，可以适用于多种类型的终端。但是采用这种方式也有很大的限制，如无法对本地资源进行访问。基于Symbian、Windows Mobile等智能手机的客户端功能强大，可以利用开放的API访问本地资源。这类客户端通常适用于中高端商务手机。

运营商在推广移动邮件业务时，既可以在出厂前进行终端预置，也可以让用户在订购业务时下载客户端。因此移动邮件系统也应支持通过OTA方式来对客户端软件进行下载安装和相应设置。

客户端软件与移动邮件服务器的通信协议目前没有统一的标准。OMA MEM工作组推荐的有IETFPIMAP协议和DS协议。目前部分主流厂家均用私有协议来实现。随着OMA MEM工作的不断深入，移动邮件的通信协议将会逐渐统一和标准化。

终端内容适配

由于移动终端的处理能力还很有限，普通终端不能对PC上常用的文件类型进行处理，智能手机最多也只能对Word、Excel等文件类型进行阅读和处理。如果终端不支持邮件附件文件类型，附件将无法显示；即使能够显示，效果也较差。因此移动邮件系统需要提供根据移动终端能力进行内容适配的功能，也就是说能够根据移动终端的能力而对邮件内容或者附件进行相应转换，使得移动终端能够正确显示邮件正文和附件。

终端内容适配功能主要包括如下几个方面：

HTML文档处理：能够对HTML进行处理，包括把HTML转换成图片、提取HTML中的内容等。

图像处理：能够转换图像的格式以及对图像进行缩放处理。

声音处理：能够转换声音的格式，例如把WAV转成AMR等。

OFFICE文档处理：OFFICE文档包括WORD、PPT、Excel等，系统能够把这些文档转成图像，或者从这些文档中提取文本信息和图像信息。

PDF文档处理：能够把PDF转成图像格式，或者从PDF中提取文本信息和图像信息。

压缩文件处理：能够解压缩ZIP、RAR等格式的附件，使得客户端能够查看原始内容。

内容适配既可以由系统根据终端信息自动完成适配转换，也可根据用户事先的个性化设置进行转换。

终端内容适配的主要流程为：邮件服务器在接收到新邮件后，根据系统内保存的用户终端能力信息，根据设定的转换规则或按默认规则，进行内容转换，并作为新的附件附加在邮件中发送给最终用户。

安全性

传输链路安全：为保证企业用户邮件传输的安全性，所有经过公共网络的传输链路都需要保证私密性与可信性。传输链路的可信性体现在移动邮件服务器与移动邮件代理之间的通信需要彼此信任；传输链路的私密性体现在客户端、移动邮件服务器、移动邮件代理之间的传输链路需要经过加密。移动邮件服务器或CA中心为移动邮件代理签发数字证书。

（1）移动邮件服务器——移动邮件代理互相信任

移动邮件服务器和移动邮件代理之间需通过数字证书体系来维护彼此的互信关系，并通过IP地址认证来保证连接的合法性与安全性。

（2）客户端——移动邮件服务器加密通信

客户端与移动邮件服务器之间应实现连接通道加密，加密通道基于SSL建立。

（3）移动邮件服务器——移动邮件代理 加密通信

移动邮件服务器与移动邮件代理之间应实现连接通道加密，加密通道基于SSL建立。

数据安全：客户端中保存的邮件经过DES加密存储。在移动邮件服务器与移动邮件代理中，邮件经过DES加密存储。

企业邮箱的账号和密码经DES加密仅保存在客户端的配置文件中。个人用户的邮箱账号信息经过DES加密保存在客户端配置文件与移动邮件服务器中。个人用户邮箱的密码经过DES加密保存在移动邮件服务器中。

业务安全：

（1）客户端密码保护

用户可选择是否使用密码保护功能，并可对密码进行设置。当启用密码保护功能时，Push Email应用程序每次启动后需要输入密码。

（2）数据销毁

移动邮件服务器通过EMN消息或基于IP连接的特殊数据包向客户端发送数据销毁指令，将客户端的配置信息与邮箱相关数据进行销毁。

（3）管理员权限限制

应按照功能划分权限级别，负责管理不同功能的管理员被划分为不同的权限。

（4）业务鉴权保护

客户端每次的业务请求，都要进行鉴权认证。鉴权认证通过才能继续业务流程。

随着移动网络的不断发展，移动网络的数据传输能力已经得到大幅度提高。在移动业务网络上实现邮件的收取与转发成为当前开展移动商务的重要内容。OMA MEM工作组正在制订统一的移动邮件标准，即将为移动邮件的标准化提供有力的帮助。移动邮件业务拥有广泛的市场和广阔的发展前景。由于移动邮件标准还未完全统一，关键技术也存在不同的实现方式，在技术上还有很多值得深入分析和不断优化的空间。国内的移动邮件业务目前处于起步阶段，通过借鉴已有产品的成熟经验，国内的移动邮件技术将会逐步走向成熟，移动邮件业务也将成为移动运营商提供差异化服务的杀手级业务。