Obwohl moderne Messenger-Dienste seit Jahren unsere App Stores überfluten, gehört der Versand von E-Mails nach wie vor zu den wichtigsten Internetdiensten zur privaten und geschäftlichen Kommunikation. Der Weg von Ihrem Postausgang zum Posteingang des Empfängers dauert an sich nur wenige Sekunden. Doch im Hintergrund laufen mehrere Prozesse ab, welche die E-Mail-Übertragung erst möglich machen und vor allem sicher gestalten.
Haben Sie sich auch schon immer gefragt, wie die E-Mail-Übertragung aus technischer Sicht funktioniert? Dann können wir mit diesem Beitrag hoffentlich Licht ins Dunkel bringen.
So funktioniert die E-Mail-Übertragung – in 4 Schritten
Machen Sie sich mit den Grundlagen vertraut
Ohne das Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) geht gar nichts. Jenes Protokoll ist dafür zuständig, dass gesendete Nachrichten an das weltweite E-Mail-Verteilersystem weitergeleitet werden. Man nennt den SMTP-Server auch Postausgangsserver.
POP3 oder IMAP kommen hingegen beim Abruf der Nachrichten zum Einsatz. Die Posteingangsserver nehmen permanent Nachrichten entgegen und legen diese in den Postfächern ab.
Ebenso wichtig für den Versand von E-Mails ist der E-Mail-Client oder Mail User Agent (MUA). Hierbei kann es sich um einen Webmail-Dienst (z.B. Gmail) oder um ein E-Mail-Programm handeln, das fest auf Ihrem Rechner installiert ist (z.B. Outlook, Thunderbird).
Nachdem Sie nun in Ihrem MUA eine Nachricht geschrieben und auf “Senden” geklickt haben, wird die Mail formatiert, überprüft und weitergeleitet, wobei sie mehrere Stationen durchläuft.
Erster Schritt: Der MUA wandelt die E-Mail um und macht sie versandbereit
Ihr Mail User Agent zerteilt die Mail zunächst in einen Header und in einen Body. Der Header enthält die allgemeinen Informationen wie den Absender, die Adresse des Empfängers, den Zeitpunkt des Versands und den Betreff der E-Mail. Darunter folgt der Body mit den zu übertragenden Inhalten. Zum Body einer E-Mail gehören die eigentliche Textnachricht sowie Bilder und sämtliche Datei-Anhänge.
Zweiter Schritt: Der Absender-MTA überprüft die E-Mail
Nun setzt sich der Mail User Agent mit dem Mailserver Ihres E-Mail-Anbieters in Verbindung. Jener Mailserver verfügt über eine Software, die permanent E-Mails entgegennimmt und aussendet – den sogenannten Mail Transfer Agent (MTA). Der MTA ist der eigentliche Star bei der E-Mail-Übertragung. Da die Software jedoch im Hintergrund arbeitet, bleibt ihre wichtige Funktion beim Austausch von E-Mail-Nachrichten für den Ottonormalverbraucher im Verborgenen.
Dem MTA ist in den meisten Fällen ein Mail Submission Agent (MSA) vorgeschaltet, der die Empfänger-Adresse prüft und sicherstellt, dass diese zu einer realen Domain gehört. Der MSA weist fehlerhafte E-Mails direkt zurück und leitet nur validierte Mails an den MTA weiter.
Der MTA prüft nun, ob die Nachricht eine zulässige Größe aufweist. Je nach E-Mail-Anbieter darf der Anhang maximal 4 bis 25 MB betragen, um erfolgreich verschickt zu werden. Falls die Mail den Anforderungen Ihres E-Mail-Anbieters nicht gerecht wird, werden Sie umgehend benachrichtigt, sodass Sie entsprechend reagieren können (z.B. indem Sie die Anhänge verkleinern, sie auf mehrere Mails aufteilen oder sie in einer Cloud verfügbar machen).
Außerdem untersucht der MTA die ausgehende E-Mail auf Spam, Viren und Trojaner. Enthält Ihre Nachricht Begriffe oder Redewendungen, die typischerweise mit Spam in Verbindung gebracht werden (gerade im Bereich Glücksspiel, Dating, Shopping oder Gesundheit), besteht das Risiko, dass die E-Mail-Übertragung angehalten wird.
Dritter Schritt: Die Nachricht wird an den Empfänger-MTA gesendet
Nun sucht der Mail Transfer Agent Ihres E-Mail-Anbieters im Domain Name System nach dem Mailserver des Empfängers, sofern dies nicht schon vom MSA erledigt wurde. Wurde der Server gefunden, wird geklärt, ob auch der lokale Teil der Empfänger-Adresse (also der Teil vor dem @-Zeichen) existiert. Falls die E-Mail-Adresse nicht existiert (z.B. weil Sie sich vertippt haben) oder die E-Mail aus einem anderen Grund nicht zugestellt werden kann, erhalten Sie in Ihrem Posteingang eine Benachrichtigung von dem so gefürchteten Mailer Daemon. Im besten Fall wird die E-Mail jedoch an den MTA des Empfänger-Mailservers weitergeleitet.
Für den eigentlichen Versand wird die Nachricht nun in viele einzelne Päckchen zerlegt, die maximal 64 KB groß sind. Diese “Zerstückelung” findet bei jeglichem Datenverkehr im Internet statt und hat gute Gründe. Immerhin gestaltet sich das Versenden von kleinen Päckchen viel einfacher. Außerdem können die einzelnen Teile der E-Mail verschiedene Übertragungswege nutzen, um möglichst schnell zum Empfänger-Mailserver zu gelangen. Die Päckchen nutzen hierbei einfach denjenigen Datenweg mit dem niedrigsten “Verkehrsaufkommen”.
Über sogenannte Internet-Knoten gehen die Daten letztendlich vom Absender-Mailserver auf den Empfänger-Mailserver über. Dort werden die einzelnen Teile der E-Mail wieder zusammengesetzt.
Vierter Schritt: Der Empfänger-MTA prüft die Mail erneut
Nun liegt es am Ziel-Mailserver, die eingehende Nachricht zu überprüfen. Der Vorgang ist hierbei ganz ähnlich wie im zweiten Schritt. Zunächst wird die Größe des Anhangs überprüft. Falls diese die Kapazitäten des Ziel-Mailservers überschreitet, wird die E-Mail an Sie zurückgeschickt. Es kann also durchaus sein, dass Ihre Nachricht nach der “langen” Reise durchs Internet an die Tür des Empfänger-Mailservers anklopft und in letzter Sekunde zurückgewiesen wird.
Außerdem wird die E-Mail auf Spamverdacht untersucht. Wenn die E-Mail verdächtige Anhänge oder typische Spam-Begriffe (z.B. “Viagra”, “Casino” oder “Mahnung”) enthält, der Absender auf einer Blacklist steht oder der Absender einen schlechten Ruf hat, weil er schon häufiger Spam verschickt hat, wird die Mail entsprechend markiert. Sie wandert dann auf direktem Weg in den Spam-Ordner des Empfängers – ohne, dass Sie Wind davon bekommen. In diesem Fall bleibt Ihre E-Mail mit hoher Wahrscheinlichkeit ungeöffnet und wird schon bald gelöscht. Es kann aber auch vorkommen, dass die Zustellung Ihrer Mail komplett unterbunden wird.
Im Regelfall sollte Ihre Mail die Spam-Kontrolle erfolgreich passieren. Sie wird dann auf dem Mailserver des Empfängers abgespeichert und an das entsprechende E-Mail-Postfach geschickt. Bevor der Empfänger die Nachricht im Posteingang vorfindet, wird die Mail jedoch ein weiteres Mal auf Spam und Schadprogramme überprüft – diesmal nicht vom Mailserver, sondern vom Mail User Agent.
Erst dann ist die E-Mail-Übertragung erfolgreich abgeschlossen. Der ganze Prozess dauert wie gesagt nur wenige Sekunden, weshalb den meisten Menschen gar nicht bewusst ist, wie viele Zwischenschritte und Sicherheitsmaßnahmen unternommen werden, damit möglichst wenige schädliche oder unerwünschte Mails in unsere Posteingänge flattern.
Noch einmal zusammengefasst…
- Der Mail Transfer Agent überprüft ausgehende und eingehende E-Mails auf mehrere Aspekte hin: Er kontrolliert die Richtigkeit der E-Mail-Adresse, checkt die Größe der Anhänge und durchsucht den kompletten Inhalt auf Spam und Malware.
- Ihre E-Mail muss insgesamt drei Spam-Kontrollen überstehen, bis sie im Posteingang des Empfängers erscheint: (1) vom MTA des Absender-Mailservers, (2) vom MTA des Empfänger-Mailservers und (3) vom Mail User Agent des Empfängers.
- Ihre E-Mail wird in kleinere Einzelteile zerlegt, um über verschiedene Datenwege und Netzknoten vom Ursprungs-Server zum Ziel-Server zu wandern.
- Falls die E-Mail nicht zugestellt werden kann, wird sie an den Absender zurückgeschickt. Manchmal ist die Abweisung seitens des Empfänger-MTAs nur temporär und die Zustellung erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt. Es kann aber auch passieren, dass Ihre Nachricht als Spam eingestuft wird und im Spam-Ordner der Empfängers landet.