Studienarbeit. Erstellung eines WAP-Portals

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1 Studienarbeit Berufsakademie Stuttgart - Außenstelle Horb - Staatliche Studienakademie Fachrichtung Informationstechnik Thema Erstellung eines WAP-Portals für s Mai 2004 Student Firma Jens Krüger KIRU Kegelgässle 8 Carl-Zeiss-Strasse Horb-Mühringen Reutlingen Betreuer: Martin Plümicke

2 Aufgabenstellung Die vorliegende Studienarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines WAP- Portals für die Berufsakademie in Horb. Mit Hilfe der WAP-Technologie ist es möglich über ein mobiles Endgerät im Internet Informationen abzurufen. Durch die Verwendung einer HTML ähnlichen Sprache mit dem Namen WML (Wireless Markup Language) können Internetseiten für das WAP (Wireless Application Protocol) entwickelt werden. Mit Hilfe des WAP-Portals der Berufsakademie soll es möglich sein, s des eigenen Mailaccounts vom Mail-Server zu lesen, zu bearbeiten, zu löschen sowie s zu versenden. 1

3 Ehrenwörtliche Erklärung Ich erkläre hiermit, das ich die Studienarbeit selbstständig verfasst, und nur die hier angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe. Horb, der 02. Juni 2004 Jens Krüger 2

4 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung WAP an der BA-Horb Theoretische Grundlagen Das Wireless Application Protokoll Die Entwicklungsstufen von WAP Die WAP-Architektur Der Protokollstack Der Push-Mechanismus im WAP Architektur Protokolle Die Seitenbeschreibungssprache WML Eine geht um die Welt Übertragungsprotokolle für s Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) IMAP und POP Die Konzeption des WAP-Portals Die Entwicklung des WAP-Portals Grundlegendes zu WML-Dateien Vorbereitungen am Web-Server Die Funktionalität der Komponenten Das Skript config.php Das Skript index.php Das Skript logout.php Das Skript compose.php Das Skript sendmail.php Das Skript mailinfo.php Das Skript maildel.php Das Skript maillist.php Das Skript mailview.php Das Skript functions.php Fazit und Ausblick 28 6 Abkürzungsverzeichnis 30 7 Quellennachweis und Hilfsmittelverzeichnis 32 3

5 Kapitel 1 Einleitung In der heutigen Informationsgesellschaft spielt aufgrund von zunehmender Globalisierung und Verteilung der modernen Arbeitswelt das Informationsmanagement eine immer größere Rolle. Das globale Netz der Kommunikationspartner in unserer Arbeitswelt vernetzt sich immer enger. Die Mittel der technischen Kommunikation werden so entwickelt und gebaut, dass Zeichen und Daten in großen Mengen schnell, zuverlässig und vor allem wirtschaftlich übertragen und verarbeitet werden können. Die Information wird zu einem immer bedeutsameren Werkzeug um Entscheidungen zu treffen. Während in westlichen Industrieländern Weltunternehmen gesteuert werden, verlagern sich die Produktionsstätten in die Gebiete, wo die menschliche Arbeitskraft kostengünstig ist. Unternehmen jeder Größe sind auf zuverlässige Kommunikation mit den Filialen, Außendienstmitarbeitern oder Kunden angewiesen. Informationen bestimmen und unterstützen jedes wirtschaftliche Handeln und Entscheiden. Das bedeutet, dass Informationen eine Zweckseignung besitzen. Ihr Einsatz bzw. ihre Anwendung dient der Lösung einer Aufgabe, eines Problems oder der Erreichung eines Zieles. Die Information wird im heutigen Unternehmen ein immer wichtigerer Produktionsfaktor. Abläufe in Geschäftsprozessen müssen mehr und mehr unter zeitlichen Gesichtspunkten optimiert werden, oder die betreffenden Organisationen verlieren an Wettbewerbsfähigkeit. Dabei sind die Aktualität und Zugänglichkeit der Informationen von enormer Bedeutung für die Unternehmen. Ein ideales Medium für die Verbreitung von Informationen ist heute das globale Internet oder das unternehmensweite Intranet. Alleine in Deutschland wird die Zahl der Internetnutzer auf 20 Millionen geschätzt. Weltweit nutzen bereits 300 Millionen Menschen das globale Netzwerk. Dabei haben sich der Aufbau und die Struktur des Internets während seiner 40-jährigen Geschichte als zuverlässig und ausfallsicher erwiesen. Bisher war der Zugriff auf die Internetressourcen immer problematisch und der Internetsurfer war auf relativ große und stationäre Geräte für den Netzzugang angewiesen. Durch die schlechten Grafikfähigkeiten und aufgrund des Displayformates von Mobiltelefonen und PDAs war es bisher kaum möglich, von unterwegs aus auf die normalen Webseiten zuzugreifen. Dabei ist die Zahl der Handynutzer weitaus größer als die der Computerbesitzer. Alleine in Deutschland sind ca. 50 Millionen Mobiltelefone im Einsatz. Das Protokoll namens Wireless 4

6 KAPITEL 1. EINLEITUNG 5 Application Protocol (WAP) soll den mobilen Zugriff auf Internetinformationen ermöglichen. Dabei nutzt WAP bestehende Internet-Architekturen und bietet eine Schnittstelle für mobilfunkorientierte Anwendungen. Da heute praktisch jeder Außendienstmitarbeiter eines Unternehmens mit einem Handy ausgerüstet ist, werden auch in diesem Bereich Daten via WAP zur Verfügung gestellt. Unternehmen besitzen eigene Internetportale für die Information ihrer Mitarbeiter via Handy oder sie stellen eine -schnittstelle bereit, so daßjeder Mitarbeiter größere Informationsinhalte abrufen kann. 1.1 WAP an der BA-Horb Diese Art der Informationsgestaltung bzw. des Informationsabruf ist nun auch an der Berufsakademie in Horb ein interessantes Thema geworden und Gegenstand dieser Studienarbeit. Die Vorteile, Daten von einem beliebigen Ort aus abzurufen und somit unabhängig von einem Desktop-Rechner zu sein, bietet nicht nur weitreichenden Komfort, sondern auch ein großes Potential zur Informationsbereitstellung. Studenten sollen in der Lage sein ihre s über ihr Mobiltelefon abzurufen sowie auf dieselben zu reagieren. Interessant ist diese Anwendung vor allem für Stundenplaninformationen und kurzfristige Ankündigen seitens der Dozenten. Aufgrund der Tatsache, dass eigentlich (fast) jeder Mensch ein Mobiltelefon als Kommunikationsmittel besitzt, bietet sich dieses Medium geradezu an, denn mit einem Handy kann man über das GSM-Netz drahtlos Daten empfangen. Verfahren wie das Wireless Application Protocol (WAP) erfüllen den nächsten Traum: sich irgendwo auf der Strasse mit dem Mobiltelefon ins weltweite Netz einzuloggen. Sicherlich verfügen die meisten Studenten über Notebooks mit integrierten Wireless-Lan-Karten, aber ein Wireless-Lan ist natürlich nicht allgegenwärtig. Eher große Institutionen, wie Unternehmen oder Universitäten bieten diese Form des Netzwerkes an, aber im allgemeinen wird für die Kommunikation außerhalb solcher Institutionen ein Mobiltelefon genutzt. Zur Zeit besitzen die Studenten der BA Horb einen eigenen Mailaccount, den sie über ein Webinterface ansprechen können. Dieser Mailaccount soll ebenfalls über das WAP-Interface ansprechbar sein und es sollen wenn möglich alle vorhandenen Funktionen übernommen werden ( schreiben, lesen, löschen, weitere Ordner ansprechen). Die s liegen dabei zentral auf einem Mailserver.

7 Kapitel 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Das Wireless Application Protokoll Mit dem zunehmenden Ausbau der Mobilfunknetze und dem ständigen technischen Fortschritt bei den mobilen Endgeräten ist es möglich, diese nicht mehr ausschließlich zum Telefonieren, sondern auch für andere Anwendungen zu nutzen. Von besonderem Interesse sind dabei Anwendungen, wie sie im heutigen Internet bereits existieren: Online Banking, virtuelle Kaufhäuser, Fahrplanauskünfte, Börsenauskünfte, etc.. Zusätzlich sind auch Anwendungen zum Einrichten von Telefondienstleistungen (z.b. Gebührenabrechnung online, Anrufweiterschaltungen, etc. ) denkbar. Das WAP-Forum (www.wapforum.com) hat für Anwendungen, die auf mobilen Endgeräten ausgeführt werden, passende Netzwerkstandards definiert. Diese Standards umfassen u.a. die Spezifikation eines Push-Mechanismus, mit dem Daten automatisch an ein mobiles Endgerät übermittelt werden können. Bei der Datenübertragung an mobile Endgeräte können natürlich auch dieselben Sicherheitsprobleme auftreten, wie sie bereits vom Internet her bekannt sind. Bei der Spezifikation der WAP-Architektur sind daher Vorkehrungen zur Behandlung dieser Sicherheitsaspekte getroffen worden. Das WAP beschreibt in Anlehnung an bestehende Internet-Technologien eine Architektur sowie eine Protokollfamilie zur Übermittlung von Informationen an mobile Endgeräte. Die Einführung neuer Protokolle ist erforderlich, da Kommunikationsnetze für mobile Geräte sich von den im heutigen Internet bestehenden Netzwerktechnologien in einigen wesentlichen Eigenschaften unterscheiden. So sind mobile Gerte im Allgemeinen weniger leistungsfähig, das heißt sie haben langsamere CPUs, weniger Speicherplatz und es bestehen Einschränkungen bezüglich des Stromverbrauchs. Netzwerke für den Mobilfunk haben gegenüber drahtgebundenen Netzen eine geringere Bandbreite und eine geringere Verfügbarkeit. Zusätzlich müssen die darzustellenden Informationen für mobile Endgeräte anders aufbereitet werden, da diese ein kleineres Display und andere Eingabegeräte benutzen. 6

8 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN Die Entwicklungsstufen von WAP WAP 1.0 Diese ursprünglich vom WAP Forum entwickelte Version ist SMS basierend und fand nicht den Gefallen des W3C. Nur sehr wenige Mobilfunkbetreiber und Mobiltelefone unterstützen diesen Standard. In Deutschland wird er nicht genutzt. WAP 1.1 Diese veränderte Version ist CSD (Circuit Switched Data) basierend, d.h. die Daten werden über eine bestehende Verbindung übertragen. Dies ist auch der Standard, auf dem aktuell lieferbare WAP Endgeräte und alle in Deutschland verfügbaren WAP Serviceangebote basieren. Bereits WAP 1.1 bietet mit dem WAP-Protokoll WTLS (Wireless Transport Layer Security) ein gutes Verschlüsselungsverfahren, das mit dem im Internet genutzten SSL vergleichbar ist. Mit WTLS werden Daten auf dem Weg zum Gateway mit 40, 56 oder 128 Bit verschlüsselt. WAP 1.2 Diese Weiterentwicklung ist abwärtskompatibel zu WAP 1.1 und bietet u.a. eine sichere verschlüsselte Übertragung zwischen Endverbraucher und Dienstanbieter, die z.b. über eine Smartcard realisiert werden kann. Wichtig ist dies für sicheres Onlinebanking oder firmeninterne Zugriffe auf Datenbanken von WAP- Endgeräten. Durch die Funktion SignText können auf dem Mobiltelefon digitale Signaturen erzeugt werden. Optional kann auch ein WIM (Wireless Identification Module) eingesetzt werden. Hierbei liegt der Schlüssel auf einer Chipkarte und ist durch eine PIN (Persönliche Indentifikations Nummer) geschätzt. Eine Kombination von SIM und WIM wäre hierbei sinnvoll. Problematisch ist weiterhin das eingesetzte Gateway, da hier die übertragenen Daten kurz unverschlüsselt vorliegen. Daher setzen Unternehmen bei sicherheitsrelevanten Anwendungen (Online-Banking) in der Regel eigene Gateways ein und leiten Nutzer, die sich über andere Gateways eingewählt haben auf das eigene um. Weiterhin wurde die Push-Technik eingeführt, mit der nicht mehr nur der Anwender Inhalte anfordert, sondern die Inhalte auch automatisch an das Mobiltelefon weitergeleitet werden. Hierfür wird im WAP Gateway ein spezieller Push-Server eingerichtet, der per ServiceIndication dem Mobiltelefon das Vorliegen neuer Inhalte anzeigen kann. Weiterhin können per ServiceLoad Inhalte auch gleich an das Mobiltelefon übermittelt werden. WAP 2.0 Hier wurden Farbe und Multimedia-Formate für Audio- und Video-Streaming integriert. Das Internet Protokoll TCP und XHTML wird unterstützt. Hierdurch wird die Darstellung auf verschiedenen Endgeräten vereinfacht. Allerdings ist diese Version von WAP zwar neuer Standard, aber viele Anbieter bewegen sich noch auf Version Die WAP-Architektur Die WAP-Architektur ist analog zur Architektur existierender Datennetze Client- Server basiert. Dies bedeutet, daßdie Funktionalität einer Anwendung zentral

9 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 8 Abbildung 2.1: WAP-Verbindungsnetzwerk (links) und herkömmliches Client/Server-Netzwerk (rechts) von einem oder mehreren Serverprozessen bereitgestellt wird. Diese Serverprozesse laufen meistens auf einem eigenen Rechner. Die Clients sind die Benutzer mit ihren Endgeräten, die die Funktionalität der Anwendung in Anspruch nehmen wollen (siehe Abbildung 2.1). Die Benutzer verbinden sich dazu über ein Netzwerk mit dem Server und initiieren dort die gewünschten Operationen. Beim WAP handelt es sich bei den Operationen meist um die Übertragung von Informationen an den Client. Wie auch im WWW existiert für die geräteunabhängige Darstellung von Informationen eine Beschreibungssprache, die Wireless Markup Language (WML). Für die Darstellung dynamischer Informationen gibt es im WAP analog zu Javascript eine Sprache WMLScript. Zur Spezifikation der Architektur gehören auch verschiedene Konventionen: Damit ein Client einen Server lokalisieren und ansprechen kann, existiert ein einheitliches Benennungs- und Adressierungsschema für Server. Bei dem Benennungsschema wird das URL-Schema aus dem Internet übernommen. Die Kommunikation zwischen Client und Server ist in einem Protokoll standardisiert. Die übermittelten Informationen werden typisiert, so daßein Endgerät anhand des Typs entscheiden kann, wie der vom Server übermittelte Datenstrom zu interpretieren ist. Analog zum WWW existiert ein Standardsatz von Informationstypen, die jedes Endgerät versteht. Im WWW sind dies u.a. HTML-Dokumente, JPEG-Bilder und einfacher ASCII-Text. In der WAP-Architektur ist der Server ein gewöhnlicher Webserver, so wie man ihn vom WWW her bereits kennt. Von diesem Webserver werden die Informationen in Form von WML-Dokumenten an einen WAP-Proxy-Server geschickt, der die Daten an das mobile Endgerät weiterleitet. Die Kommunikation vom Web-Server bis zum WAP-Proxy-Server basiert auf den WWW Protokollen, der WAP-Proxy-Server nimmt eine Umsetzung der WML-Inhalte in Binary- WML vor. Dies ist ein Format, das sich besser für die Übertragung in Mobilfunknetzen eignet. Eine weitere Aufgabe des WAP-Proxy-Servers ist die Umsetzung von Anfragen der WAP-Clients in entsprechende Anfragen an die Web-Server im WWW. Die Architektur ist in Abbildung 2.1 dargestellt, wobei nur der Informationsflußgekennzeichnet ist. Es fällt auf, daßdie Darstellung von Informationen im WAP und im WWW sehr ähnlich ist. Dies geschieht aus zwei Gründen:

10 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 9 Die Client/Server-Architektur und die Protokolle des WWW bzw. des Internet haben sich in der Praxis bewährt. Über Filterprogramme können WWW-Inhalte automatisch transformiert und auf WAP-Geräte verwendet werden. 2.4 Der Protokollstack Die Protokolle, die vom WAP bereitgestellt werden, sind in einem Protokollstack organisiert. Jede Schicht bietet der nächsthöheren Schicht bestimmte Dienste an und benutzt zu deren Implementation nur die Dienste der direkt unter ihr liegenden Schicht. Eine solche Schichtenarchitektur findet sich auch bei den Internet- Protokollen (TCP/IP) und beim OSI Referenzmodell. Der Protokollstack des WAP besteht aus fünf Schichten, wie in Abbildung 2.2 dargestellt wird. Anwendungsschicht (application layer) Das Wireless Application Environment (WAE) ist die Schnittstelle für Anwendungen. Diese Schicht bietet die Darstellung von WML-Dokumenten an, wobei bestimmte Inhalte (Bilder, Telefonbucheinträge,...) schon vordefiniert sind. Es existiert auch eine Schnittstelle zu Telefondiensten (WTA, WAI). Sitzungsschicht (session layer) Das Wireless Session Protocol (WSP) bietet Dienste zur Sitzungsverwaltung an. Dabei wird zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Sitzungen unterschieden. Transaktionsschicht (transaction layer) Das Wireless Transaction Protocol (WTP) bietet einen einfachen Transaktionsmechanismus, von dem z.b. Anwendungen für das Online-Banking Gebrauch machen können. Sicherungsschicht (security layer) Beim WTLS handelt es sich um ein Protokoll, das auf dem Transport Layer Security (TLS) Protokoll basiert. Dieses Protokoll soll bei der Übermittlung von Informationen folgendes gewährleisten: Integrität der Informationen, Schutz privater Informationen, Authentifizierung von Teilnehmern und Inhalten. In Abhängigkeit von der Vertraulichkeit der Informationen und vom verwendeten Netzwerk kann eine Anwendung auch nur einen Teil oder auch gar keine der beschriebenen Konzepte nutzen. Transportschicht (transport layer) Das Wireless Datagram Protocol (WDP) bietet eine einheitliche Schnittstelle für den Transport von Datenpaketen über drahtlose Trägernetzwerke. In dieser untersten Schicht des Protokollstacks werden Implementierungsdetails des Trägernetzwerks eingekapselt, so daßdie Anwendungen für die oberen Schichten auf verschiedenen Trägernetzwerken arbeiten können. Wie in Abbildung 2.2 dargestellt, müssen WAP Anwendungen nicht auf dem Application Layer aufsetzen, sondern sie können auch die Funktionen der darunterliegenden Schichten direkt nutzen.

11 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 10 Abbildung 2.2: Das Schichtenmodell unter WAP 2.5 Der Push-Mechanismus im WAP Im Internet bezeichnet der Push-Mechanismus die Übertragung von Informationen an einen Benutzer, ohne daßdieser die Informationen explizit anfordern muß. Die Informationsübertragung wird von dem Server initiiert Architektur Die Push-Architektur im WAP geht davon aus, daßsich der Sender im Internet befindet und daßder Client ein mobiles Gerät ist, das die WAP-Protokolle benutzt. Da der Sender nicht direkt mit mobilen Geräten kommunizieren kann, sendet er seine Daten zunächst an einen Gateway Rechner, genannt Push- Proxy-Gateway. Dazu benutzt er das Push-Access-Protokoll. Der Push-Proxy- Gateway nimmt die Daten von dem Sender im Internet auf und sendet diese über das Push-over-the-air Protokoll an das mobile Endgerät. Die Push-Architektur ist in Abbildung 2.3 dargestellt Protokolle Push-Over-The-Air Das Push-over-the-air Protokoll ist über der Sitzungsschicht (WSP) des WAP angesiedelt. Der Push-Vorgang kann wahlweise über eine verbindungsorientierte oder über eine verbindungslose Kommunikation erfolgen. Jeder WAP-Client besitzt einen Port, der von dem Push-over-the-air Protokoll zur Übermittlung der Daten verwendet wird. Zusätzlich kann ein Client noch einen weiteren Port für die Push-Übermittlung anbieten, der mittels WTLS eine sichere Kommunikation realisiert. Um einen (verbindungsorientierten) Push durchführen zu können, ist der Server auf eine aktive Sitzung mit dem Client angewiesen. Der Server selbst kann eine solche Sitzung jedoch nicht erzeugen, dies kann nur der Client initiieren. Im Client existiert dazu eine Session Initiation Application, kurz SIA, über die ein Server den Client auffordern kann, eine Sitzung mit ihm zu erzeugen. Push-Access Das Push-Access Protokoll wird vom Initiator des Push verwendet, um Daten über das Internet zum Push-Proxy-Gateway zu übertragen. Im Gegensatz zum

12 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 11 Abbildung 2.3: Die Push-Architektur Push-over-the-air Protokoll ist es unabhängig von bestehenden Transportprotokollen. Das Push-Access Protokoll stellt folgende Operationen zur Verfgung: Übertragung von Daten (Push Submission) Abbrechen eines Push-Vorgangs (Cancel) Abfrage des Status eines Push-Vorgangs (Push Query) Abfrage der Geräteeigenschaften des Push-Clients (Device Query) Zusätzlich besteht die Möglichkeit, daßder Push Proxy Gateway den Push- Initiator über das Ergebnis eines Push-Vorgangs informiert (Result Notification). 2.6 Die Seitenbeschreibungssprache WML Aufgrund der Einschränkungen der mobilen Endgeräte wurde eine neue Seitenbeschreibungssprache entwickelt, die sich WML nennt. WML steht für Wireless Markup Language und ist eine XML-Sprache, die einer Document Type Definition (DTD) unterliegt. Mit Hilfe von WML können Inhalte auf den Displays von mobilen Endgeräten dargestellt werden. WML ist an HTML angelehnt, ist jedoch nicht so speicherintensiv wie HTML, und bietet viele Möglichkeiten der Gestaltung von WML-Seiten, die auch schon von herkömmlichen Internetseiten bekannt sind. Wie schon von HTML gewohnt, können WML-Seiten auch dynamisch durch CGI-Skripte, PHP-Skripte oder ASP erzeugt werden. Somit sind Datenbankanfragen oder die Erzeugung von Seiten zur Laufzeit realisierbar. Ähnlich wie HTML besitzt WML eine Skriptsprachenkomponente. WMLScript ist eine case-sensitive Programmiersprache. Wie viele andere Scriptsprachen stellt sie Datentypen, Rechenoperationen, Kontrollstrukturen und Standardfunktionsbibliotheken zur Verfügung, die eine strukturierte Programmierung möglich machen. WMLScript darf nicht in WML-Dateien eingebunden sein, wie man es etwa von JavaScript her kennt, welches man in den HTML-Quellcode einbauen darf. WMLScript muss immer in einer separaten WMLScript-Datei implementiert werden. Der Aufruf von WMLScript erfolgt über Funktionen innerhalb des WML-Dokumentes. WMLScript-Dateien sind wie WML-Dateien reine ASCII-Text-Dateien und können deshalb mit jedem einfachen Texteditor erstellt und bearbeitet werden.

13 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN Eine geht um die Welt ist heute ein wichtiger Teil der modernen Kommunikation. Die Vorteile bei der Technik sind vielfältig: Das Medium ist schnell, die Nachrichtenübertragung ist asynchron und die Informationen können direkt weiterverarbeitet werden; ein Vorteil, der bei herkömmlichen Briefen nicht gegeben ist. In einem -System kommen mehrere Komponenten vor, die kurz benannt werden sollen: User Der Benutzer des Mail-Systems, der Nachrichten verschickt oder empfängt Mail User Agent (MUA) Die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Mail-System Message Store (MS) Dient dem Mail User Agent zum Ablegen der Nachrichten Message Transfer Agent (MTA) Dies sind Komponenten des Message Transfer Systems und verantwortlich für die eigentliche Nachrichtenübermittlung Message Transfer System (MTS) Ist die Gesamtheit der Message Transfer Agents und deren Verbindungen Die Nachrichtenübermittlung läuft also über diese Komponenten, wobei der Benutzer durch sein Mail User Agent (MUA) die Nachricht erstellt. Anschließend wird diese Nachricht vom MUA an den Message Transfer Agent übergeben. Nun ist es Aufgabe dieser Agenten, entweder direkt (der Empfänger ist im gleichen Netzwerk wie der Sender) oder ber Store-and-Forward die Botschaft zu übermitteln. Danach ist der Sender aus dem Spiel und der Empfänger nimmt die entgegen. Sie wird vom Ziel-MTA an den Mail-User-Agenten des Abrufenden geholt Übertragungsprotokolle für s Für die Übertragung von haben sich zwei Protokolle etabliert: X.400 und SMTP. Whrend SMTP breite Akzeptanz besitzt, und es viele Implementierungen und Benutzungsoberflächen gibt, ist X.400 kommerziell gefälliger. Es ist in Standardisierungsgremien anerkannt und bietet Möglichkeiten, die über SMTP hinausgehen. Diese Dienste werden für SMTP erst durch neue Spezifikationen wie MIME möglich. Das Simple Mail Transfer Protocol und RFC 822 Das Simple Mail Transfer Protocol (kurz SMTP) ist ein Versende-Protokoll, welches im RFC 2821 beschrieben ist. Zusammen mit dem RFC 822 (Standard for the format of ARPA Internet Text Messages), welches den Austausch von textbasierten Nachrichten im Internet beschreibt, bildet dies das Gerüst des Mail-Systems. Über RFC 822 wird nur der Aufbau der Nachrichten beschrieben - es ist kein Protokoll -, und im RFC 2821 das Protokoll zum Verschicken und Übertragen der Nachrichten von einem Rechner zum anderen beschrieben. Es ist

14 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 13 wichtig zu betonen, dass beide völlig unabhängig arbeiten (nicht so wie X.400) und daßzum Beispiel der Absender und Adressat im Header der zwar den Empfänger sieht, jedoch nicht der SMTP-Server. Beide Systeme sind schon sehr alt, das Simple Mail Transfer Protocol stammt ebenso wie der Standard fr die ARPA-Internet-Text-Nachrichten aus dem Jahr Was früher noch genügte, wird heute immer mehr zum Hindernis, da die kommerzielle Welt ganz andere Weichen stellt. SMTP verwendet den Standard RFC 822 zur Schreibweise der -Adressen. Diese Adressierung verwendet den Rechnernamen (beziehungsweise Netznamen) des Adressaten. Mit dem leicht zu merkenden Fully Qualified Host Name (kurz FQHN) lassen sich die s leicht verteilen. Denn jeder Rechner ist im DNS aufgeführt, und wenn der Name bekannt ist, lässt es sich leicht zum Empfänger routen. So macht es zum Beispiel das Programm sendmail. Es baut eine direkte Verbindung zum Zielrechner auf und legt die Nachricht dort ab. Da allerdings gerne eine Unabhängigkeit von real existierenden Rechnern erreicht werden soll, werden in der Regel MX-Records (Mail Exchanger Resource Records) eingesetzt. Dann tritt ein anderer Rechner als Mail Transfer Agent auf, und so ist Erreichbarkeit für die Rechner gewährleistet, die nicht am Internet angeschlossen sind. Außerdem können auch mehrere Rechner als MTAs definiert werden, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Zudem haben MX-Records den Vorteil, dass auch (einfachere) -Adressen formuliert werden können, für die es keinen Rechner gibt. X.400 Die ISO und CCITT haben X.400 auf die Beine gestellt. Es ist ein Kurzname für eine Reihe von Standards, die im Gegensatz zum proprietären RFC offiziell verabschiedet sind. Die Entwicklung von X.400 ist in Studienperioden von jeweils vier Jahren eingeteilt. Es soll zum Quasistandard einen Gegenpol schaffen, was auch durch die Unterstützung der Telekommunikationsgesellschaften unterstrichen wird. Bisher konnte sich X.400 jedoch nicht durchsetzen (und es sieht auch zukünftig nicht so aus). Erschwerend kommt hinzu, dass die X.400-Standards nicht kostenfrei zu bekommen sind. Die Schreibweise einer X.400-Adresse unterscheidet sich schon rein optisch von der Angabe des RFC 822. Hier wird eine Attributschreibweise (auch O/R-Adresse) verwendet, die eine Reihe von Attributen (sprich Attributtyp und -wert) angibt. Die Einteilung der Adressen erfolgt auf oberster Ebene in Länder und in der nächsten Stufe in administrative Bereiche. Dies kann zum Beispiel eine Telefongesellschaft sein. Das System der Zukunft Das heute noch vielfach eingesetzte SMTP bereitet den Anwendern viele Sorgen. So müssen sie sich mit dem Versand von gefälschten s herumschlagen (Mail-Spoofing), zudem ist unerbetene kommerzielle Werbung (Unsolicited Commercial , kurz UCE) und UBE (Unsolicited Bulk ), besser bekannt als Spam, ein wirtschaftlich negativer Faktor. Das Ursprungs-SMTP wird mit diesen Problemen nicht fertig, da der Einsatz für ein überschaubares Netz gedacht war, dessen Teilnehmer sich kennen. Viele SMTP-Server sind so brav, daßsie jede von jedem beliebigen Adressaten zu jedem beliebigen

15 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 14 Absender schicken. Auch andere Probleme sind noch nicht gelöst. Dazu gehört zum Beispiel eine Einlieferungsbestätigung. Zwar lässt sendmail das Senden von Empfangsbestätigungen mit einem speziellen Return-Receipt-To-Feld zu, doch dieses ist bisher nicht offiziell im RFC 822 standardisiert Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) Als das Internet in den Anfängen war, bestand eine meistens aus lesbaren englischen Textnachrichten. Wenn dann einmal binäre Dateien verschickt werden sollten, so mussten diese vom Benutzer unter UNIX mit einem uuencode in 7-Bit-ASCII umgewandelt und dann verschickt werden. Der Standard des RFC 822 kann viele der heute anzutreffenden Daten nicht kodieren: Binärdaten (zum Beispiel Audiodaten, Bilder, Video, Datenbanken) Nachrichten in Sprachen mit Umlauten und Akzenten (Deutsch, Französisch) Nachrichten in nicht lateinischen Sprachen (Hebräisch, Russisch) oder sogar Sprachen ohne klassisches Alphabet (Chinesisch, Japanisch) Um Abhilfe zu schaffen, wurde MIME im RFC 1341 und RFC 1521 vorgeschlagen. Um ASCII-fremde Nachrichten zu kodieren, werden fünf Nachrichten- Header definiert, und die Binärdateien nach base64-encoding umgesetzt. Für Nachrichten, die fast nur aus ASCII-Zeichen bestehen, wäre dies aber zu großer Overhead, so dass Quoted Printing Encoding eingesetzt wird. Dies definiert lediglich alle Zeichen über dem ASCII-Wert 127 durch zwei hexadezimale Zeichen. Dieses Phänomen wird zum Beispiel in URLs benutzt IMAP und POP3 Die Welt der Mailkonten kann grob in POP3 und IMAP aufgeteilt werden. POP3 ist dafür konzipiert dass der Nutzer eines Kontos seine Mails mit seinem Mail User Agent auf den lokalen Client herunterlädt und auch dort bearbeitet. Bei IMAP bleiben die Mails auf dem Server und der Nutzer betrachtet zunächst nur die Header. So kann er unwichtige oder unerwünschte Mails bereits auf dem Server löschen oder verschieben. Und das, ohne Zeit mit dem Runterladen zu verschwenden. Im folgendem sollen die beiden Protokolle etwas genauer untersucht werden. Die Abkürzung IMAP steht für Internet Message Access Protocol. Das IMAP- Protokoll erlaubt den Zugriff auf und die Verwaltung von empfangenen s und wird grundsätzlich im RFC 3501 beschrieben. Darüber hinaus existieren eine Vielzahl Erweiterungen des Protokolls. Im Gegensatz zum POP3-Protokoll verbleiben die Mails in der Regel auf dem Mail-Server, und werden nur bei Bedarf auf den Client-Rechner übertragen. IMAP wurde mit dem Ziel entworfen, den Zugriff auf Mailboxen und Nachrichten so bereitzustellen, als wenn sich diese auf dem lokalen Rechner befänden. IMAP bietet vor allem den Vorteil, dass der Zugriff von mehreren Rechnern erfolgen kann und s zentral gespeichert werden. Desweiteren bieten manche Serverimplementationen eine Rechtevergabe für Mailboxen pro Benutzer an (lesen, schreiben, löschen, administrieren, u.s.w.) und erlauben damit eine detailierte Zugriffssteuerung. Operationen wie

16 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 15 das Suchen oder Sortieren von s können serverseitig durchgeführt werden, so dass auch Clients mit geringer CPU-Leistung effizient große Mailboxen nutzen können. Nachteilig an IMAP ist die erhöhte Anforderung an die Leistungsfähigkeit des Servers im Vergleich zu POP3. IMAP ist im Gegensatz zu POP3 ein sitzungsorientiertes Protokoll, mit zum Teil sehr lang bestehenden TCP-Verbindungen. IMAP kommuniziert standardmäßig über den Port 143 und über den Port 993 bei einer SSL gesicherten Verbindung. POP3 ist die Abkürzung für Post Office Protocol Version 3. Das POP3-Protokoll ist ein Übertragungsprotokoll, über welches ein Client s von einem E- Mail-Server abholen kann. POP3 ist ein ASCII-Protokoll, wobei die Steuerung der Datenübertragung durch Kommandos geschieht, die standardmäßig an den Port 110 geschickt werden. Eine ständige Verbindung zum Mailserver ist bei POP3 nicht notwendig. Die Verbindung wird bei Bedarf vom Client zum Server erzeugt und danach wieder beendet. POP3 ist in der Funktionalität sehr beschränkt und erlaubt nur das Abholen und Löschen von s am - Server. Für weitere Funktionalitäten wie hierarchische Mailboxen direkt am Mailserver, Zugriff auf mehrere Mailboxen während einer Sitzung, Vorselektion der s, u.s.w. sollte besser das IMAP-Protokoll verwendet werden. Als Gegenstück zu POP3 zum Versenden von s wird üblicherweise das SMTP- Protokoll verwendet (siehe weiter oben). POP3 bietet optional die Authentifizierung über Benutzernamen und Passwort. Wird diese Möglichkeit genutzt, so wird das Passwort im Klartext übertragen. Deshalb wurden Erweiterungen zur Implementation der verschlüsselten Authentifizierung entwickelt: APOP. Bei APOP liefert der Mailserver zu Beginn der Kommunikation einen Zeitstempel ähnlich einer Message-ID von s. Der Mailclient berechnet aus dem ihm bekannten Kennwort und dem Zeitstempel einen Code, den er an den Server überträgt. Dieser hat mit demselben Verfahren ebenso diesen Code berechnet und vergleicht nun beide Codes. Bei identischen Codes wird der Login erlaubt. Das verwendete mathematische Verfahren (MD5) ist unumkehrbar, so dass aus dem Code nicht das Passwort zurückgerechnet werden kann. In Hinsicht auf die Funktionsvielfalt bietet das IMAP-Protokoll mehr als POP3. Aus diesem Grund wird es als Kommunikationsprotokoll für das WAP-Portal genutzt.

17 Kapitel 3 Die Konzeption des WAP-Portals 3.1 Die Entwicklung des WAP-Portals Entgegen der Tatsache, das WML unter anderem WMLScript zur dynamischen Seitengenerierung benutzt, kann diese Sprachkomponente nicht für das WAP- Portal genutzt werden, weil sie nur eine begrenzte Funktionalität bereitstellt. Es werden beispielsweise keine Funktionselemente zur Kommunikation mit einem Mailserver angeboten, was gerade bei diesem Projekt von äußerster Dringlichkeit ist. In HTML ist es in der Regel so, dass ein mailto:-konstrukt in die Website eingebaut wird, um dem Link die Verbindung zu dem Standardmailprogramm vorzugeben und somit den versand zu initieren. WML bietet diese Feature zwar nicht, aber es ist möglich ein serverseitiges PHP-Skript anzustoßen. PHP stellt die notwendigen Funktionen für den -Versand sowie den -Empfang bereit und bietet desweiteren sinnvolle Funktionen zur Authentifizierung, was bei einer -Anwendung notwendig ist. Desweiteren sollten folgende Anforderungen implementiert werden: Authentifizierung durch einen User und ein Passwort Schreiben von s Lesen von s Löschen von s Auswahl einzelner Postfächer sowie die Implementation einer Blätterfunktion Es musste zunächst eine Planung der einzelnen Funktionen des WAP-Portals aufgestellt werden. Wesentlich dabei ist die Benutzeroberfläche. Schließlich soll der User schnell von einem Punkt zum anderen gelangen können, ohne lange zu warten. Diese Anforderung ist deshalb sehr wichtig, weil WAP heutzutage immer noch Geld kostet und meistens im Minutentakt vom jeweiligen Provider abgerechnet wird. Ein weiterer Grund ist das stark eingeschränkte Eingabemittel. Die Tastatur des mobilen Endgerätes bietet in der Regel nur sehr wenige Tasten 16

18 KAPITEL 3. DIE KONZEPTION DES WAP-PORTALS 17 Abbildung 3.1: Die Benutzerführung durch die Menüs an, die dafür mit mehreren Funktionen belegt sein können. Dies führt dazu, das der Benutzer einen Knopf öfter drücken mußum an eine bestimmte Funktion zu gelangen. (Cycling-Verfahren) Sicherlich gibt es Geräte wie den Blueberry, der mit einer Komplettastatur ausgestattet ist, sowie diverse PocketPCs, die mit einem TouchScreen komfortable Eingabehilfen anbieten. In der Regel besitzt die Mehrheit aber nur ein Mobiltelefon, so dass darauf Rücksicht zu nehmen ist. Je nach Hersteller eines Mobiltelefons hat sich ein gewisser Standard bei den sogenannten Hilfstasten heraus kristallisiert. Diese Tasten sitzen in der Regel links und rechts unter dem Display und besitzen ständig wechselnde Funktionen. Andere Hersteller bauen die sogenannten Jog-Dials ein. Dies sind kleine Scrollrädchen mit wechselnder Funktionsbelegung. Das WAP-Portal soll diese Technologie unterstützen und versucht unter anderem die Tasten mit Funktionen zu belegen, wenn sie vorhanden sind. Andernfalls baut das Mobiltelefon intern ein Menü auf. Das Menü war somit auch der erste Ansatz, eine Benutzeroberfläche zu gestalten, die allen oben genannten Anforderungen gerecht wird. (Abbildung 3.1) Mit Hilfe der Benutzeroberfläche, die alle geforderten Funktionalitäten des WAP-Portals in sich vereint, kann die eigentliche Umsetzung durchgefhrt werden. An dieser Stelle ist schon die modulare Einteilung der späteren PHP-Dateien zu erkennen, weil es mehrere kleine Teilbereiche innerhalb des Menüs geben wird. Durch die Möglichkeit einer PHP-Seite Parameter

19 KAPITEL 3. DIE KONZEPTION DES WAP-PORTALS 18 Abbildung 3.2: Die Verlinkung der PHP-Dateien zu übergeben, was zum einen zwingend notwendig ist (Userkennung, Passwort), kann ein PHP-Skript mehrfach genutzt werden, indem es rekursiv aufgerufen wird. Abbildung 3.2 zeigt die Aufteilung der PHP-Dateien und deren Verlinkungen. Es werden insgesamt zehn PHP-Skripte entwickelt, die jeweils für einen bestimmten Teil zuständig sind. An zentraler Stelle sollen dabei die Dateien functions.php und config.php stehen. Während config.php eine zentrale Konfiguration beinhaltet, stellt functions.php Grundfunktionen bereit, die von den restlichen Skripten benötigt werden. Durch die zentrale Funktionshaltung kann ein geringerer Administrationsaufwand erreicht werden. Die schwarz gefüllten Pfeilenden deuten darauf hin in welcher Weise die Dateien verbunden sind. Das heißt, das die functions.php von config.php eingebunden wird und config.php von den restlichen Skripten. Die weissen Pfeile stellen die Verknüpfungen zwischen den Dateien dar. Zum Beispiel verzweigt die index.php auf die Dateien compose.php, maillist.php, mailinfo.php und logout.php. Desweiteren verzweigt index.php auf sich selbst, so dass sie sich in diesem Fall selbst aufrufen kann. Dasselbe gilt für mailview.php und maillist.php. Anhand der Dateinamen der PHP-Skripte läßt sich auch deren Aufgaben leicht erraten. So ist es zum Beispiel ersichtlich, das die Datei mailview.php (sie zeigt einzelne s an) folgende Verbindungen besitzt: compose.php - eine schreiben index.php - zum Hauptmenü zurückkehren maildel.php - eine löschen maillist.php - zur Ordnerdarstellung wechseln

20 KAPITEL 3. DIE KONZEPTION DES WAP-PORTALS 19 mailview.php - nächste/vorherige anschauen Wenn man diese Verbindungen in Abbildung 3.2 mit dem Menü in Abbildung 3.1 vergleicht können die Menüs teilweise in den Dateien zusammengefasst werden, was natürlich abhängig von den technischen Möglichkeiten ist (zum Beispiel Hyperlinks oder Formularbuttons). index.php kann zum Beispiel das Login, das Hauptmenü und den Dialog zum Ordner wechseln aufnehmen. Nachdem die Konzeption des Portals abgeschlossen ist, wird nach einem kurzen WML-Kurs im Kapitel 3.2, die Umsetzung der PHP-Skripte im Kapitel 4 besprochen. 3.2 Grundlegendes zu WML-Dateien HTML hat zwar den Vorteil, dass sich die in den Web-Pages enthaltenen Informationen durch das Prinzip des logischen Markup automatisch an die Fenstergröße und Schriftgröe des Client-Rechners anpassen, egal ob es sich um einen Notebook oder PC oder eine Workstation mit großem oder kleinem, niedrig oder hoch auflösendem Bildschirm handelt. Allerdings funktioniert diese automatische Anpassung nur innerhalb eines Bereiches von wenigstens einigermaßen vergleichbaren Fenster- und Papiergrößen. Typische PC- und Fernseh-Bildschirme bieten Platz für etwa 200 Wörter in ca. 20 Zeilen, Papierblätter für etwa 600 Wörter in ca. 60 Zeilen. Für Geräte mit sehr kleinen Displays, die nur etwa 10 bis 20 Wörter in 2 bis 5 Zeilen darstellen können, muss man die Informationen im allgemeinen extra aufbereiten, in einem stark gekürzten und wesentlich kompakteren Format. Da solche Geräte meistens auch nur ber geringere Rechen- Ressourcen verfügen als PCs oder Workstations, müssen außerdem ein Format und ein Protokoll verwendet werden, die möglichst effizient verarbeitet werden können. Deshalb werden fr diese Zwecke nicht HTML und HTTP sondern WML (das auf XML aufbaut) und WAP verwendet. XML und damit auch WML hat strengere Regeln als HTML und erlaubt dadurch eine effizientere Verarbeitung. Decks und Cards Eine vollständige WML-Datei bezeichnet man als WML-Deck oder einfach nur Deck. Ein solches Deck kann mehrere Display Einheiten beinhalten, die als Cards bezeichnet werden. Jede Card enthält Informationen in Form von Texten, Bildern und bietet Navigationsmöglichkeiten zwischen den Cards oder weiteren Decks. Wichtig zu wissen ist, dass ein Deck komplett auf das mobile Endgerät übertragen und im Speicher abgelegt wird. Tags Neben dem eigentlichen Inhalt, den man vermitteln möchte, enthalten WML- Dateien WML-spezifische Elemente, die sogenannten WML-Tags. Ein WML- Tag besteht in der Regel aus einem öffnenden Tag und einem schliessenden Tag. Zwischen dem öffnenden und dem schliessenden Tag wird der eigentliche Inhalt angegeben. Manche Tags erfordern allerdings kein explizites schliessendes Tag. Bei diesen speziellen Tags muss das schliessende Tag sozusagen in das öffnende Tag miteingebaut werden. Der /, der eigentlich ein schliessendes Tag einleitet, wird an das Ende des öffnenden Tags eingefügt. Viele Tags verfügen weiterhin über Attribute, die das Verhalten des eigeschlossenen Inhalts beinflussen. Wichtig sind die Anführungszeichen, die den Attributwert umschliessen. Jedes WML-Tag hat die Standardattribute id und class. Das Standardattribut id dient

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