Rubyで簡易POP3サーバを作る

RubyによるネットワークプログラミングとUNIXシステムプログラミングの基礎

POP3の概要

　この節では、POP3について概要を説明します。

POP3とは

　POP3（Post Office Protocol version 3）は、いわゆる「メールを受信する」ためのプロトコルです。

　POP3のおおまかな特徴は以下の2つです。

1. クライアント・サーバ形式
2. テキストベースのプロトコル

　まず、POP3はクライアント・サーバ形式です。つまり、ネットワーク経由で通信するプログラム同士の立場が非対称で、「相手に使われる」プログラム（＝サーバ）と「相手を使う」プログラム（＝クライアント）に分かれます。POP3ではメールを持っているほうがサーバで、メールを受信する側がクライアントです。POP3サーバの例としてはqpopper、POP3クライアントの例としてはMicrosoft OfficeのOutlookなどが挙げられます。

　次に、POP3はテキストベースのプロトコルです。つまり、ASCIIのプレーンテキストでサーバとクライアントが通信します。この点はウェブの基本プロトコルであるHTTPや、メール送信用プロトコルであるSMTPと似ています。

POP3セッションの例

　百聞は一見に如かずです。実際にPOPdを動かして、POP3の中身を見てみましょう。コマンドラインで次のように入力するとPOPdをデバッグモード、かつinetdモードで実行できます。このモードでは、端末からPOPdと直接やりとりできます。

$ ruby -d popd.rb --inetd
Exception `Errno::ENOTSOCK' at popd.rb:92 - Socket operation
 on non-socket - getpeername(2)
+OK popd <[e-mail]>

　「Exception……」の行はrubyが（正しく捕捉された）例外の情報を表示しているだけなので、無視してください。次の「+OK……」と表示されている行からが、POPdの出力です。

　ここでキーボードからPOP3のコマンドを打ち込んでみましょう。最初にAPOPコマンドで認証を行います。

C: APOP taro xxxx
S: +OK

　「C:」と「S:」は説明のために付けているだけで、実際には表示されません。頭に「C:」と付いている行はこちら（クライアント）からの入力、「S:」と付いている行がPOPd（サーバ）からの出力を表しています。

　さて、APOPコマンドの引数は2つです。1つめの引数「taro」がユーザー名で、2つめの引数「xxxx」は実装の節で詳述する「ダイジェスト」です。サーバが「+OK」と返してきたら問題なく認証されたということを示しています。

　認証が済んだらメールボックスにアクセスできます。まずSTATコマンドでメール数などを調べてみましょう。

C: STAT
S: +OK 3 10867

　うまくいきました。この返答は、「メールボックスにはメールが3通あり、そのバイト数の合計は10867バイトである」という意味です。

　ところで、さきほどからサーバが返してきている「+OK」は、「処理が問題なくうまくいった」という意味です。何か問題が起きた場合は「-ERR」が返ってきます。例えば次はPOP3には存在しないコマンドを入力してみましょう。

C: NO_SUCH_COMMAND
S: -ERR unknown command

　このように、POP3にはないコマンドを送ったらサーバから「-ERR」が返ってきました。

　次はLISTコマンドを使ってメールをリストアップしてみます。

C: LIST
S: +OK
S: 1 1370
S: 2 4901
S: 3 4596
S: .

　LISTコマンドへの返答は複数行です。POP3で複数行の応答があるときは、「.」だけの行で終わりを示します。

　この返答の意味は、「メール番号1のメールはサイズが1370バイト、メール番号2のメールはサイズが4901バイト、メール番号3のメールはサイズが4596バイト」です。通常、メール番号は1から通し番号が振られています。

　今度は、RETRコマンドでメールを取得してみましょう。RETRはretrieve（受け取る）の略です。

C: RETR 1
S: +OK 1370 octets
S: Return-path: <[e-mail]>
S: Envelope-to: [e-mail]
S: Delivery-date: Sun, 29 Oct 2006 00:49:01 +0900
S: Received: from [xxx.xxx.xxx.xxx]
S:         by pop.example.com with smtp
S:         id 1GdqQe-0007Mo-Ug
S:         for [e-mail]; Sun, 29 Oct 2006 00:49:01 +0900
                （メールの内容は中略）
S: この行はメールの本体……
S: この行もメールの本体……
S: .

　RETRコマンドの引数は、取得したいメールのメール番号です。この例では1番のメールを取得しようとしています。サーバはそれに応答して、まず2行目の「+OK 1370 octets」で「次の行からメールを送る」と言っています。次の行からはメールの内容が続き、最後に「.」だけの行でメールの終わりを示します。

　なお、この仕組みだともともと「.」だけの行を含むメールを受信するときに問題が起きそうな気もしますが、POP3ではそのための対策も用意されています。この対策についてはRETRコマンドの実装をするときに述べます。

　メールを取得できたら、DELEコマンドでメールを削除します。

C: DELE 1
S: +OK

　これでメール番号1番のメールが削除できました。最後に、QUITコマンドでPOP3セッションを終了します。

C: QUIT
S: +OK

　最後の「+OK」が送られてくると同時にTCP接続がサーバ側から切断されて、コマンドプロンプトに戻ってきます。

　次の節からは実際のコードを見ていくことにしましょう。