E-Mail-Übertragung: Was passiert beim Senden einer Mail?

Der Versand von E-Mails gehört für viele sowohl geschäftlich wie auch privat zu den wichtigsten Internetdiensten. Aber wie funktioniert die E-Mail-Übertragung aus technischer Sicht? Der Standard für die Weiterleitung einer Mail ist das Simple Mail Transfer Protocol. Abgerufen werden die Nachrichten entweder über IMAP oder POP3. Zusätzlich kommen hierbei aber auch Programme wie ein Mail User Agent und Mail Transfer Agent zum Einsatz. Wir sagen Ihnen, was es mit den verschiedenen Software-Agenten auf sich hat, welche Stationen eine E-Mail während des Versandprozesses durchläuft und welche Probleme bei der Zustellung auftreten können.

So funktioniert die E-Mail-Übertragung

Am Anfang jedes Mail-Versands steht das Öffnen eines Webmail-Dienstes über den Webbrowser oder eines lokal auf Ihrem Rechner installierten E-Mail-Programms (auch E-Mail-Client genannt). Die technische Bezeichnung für ein E-Mail-Programm lautet Mail User Agent (auch Message User Agent oder MUA).

Nachdem Sie in Ihrem MUA eine Nachricht geschrieben und auf den Sende-Button geklickt haben, nimmt der Sendeprozess einer E-Mail seinen Lauf. Denn bevor eine Mail den adressierten Posteingang erreicht, durchläuft sie verschiedene Stationen, in denen sie formatiert, geprüft und weitergeleitet wird.

  1. Umwandlung einer E-Mail über den MUA

    Nachdem Sie die Mail verschickt haben, wandelt Ihr E-Mail-Programm die Nachricht erst einmal um. Ihre Mail wird vom MUA zunächst in zwei Kategorien aufgeteilt – in Header und Body. Der Header-Bereich enthält Angaben wie den Absender, das Datum und die Uhrzeit des Versands, den Betreff der E-Mail oder die Nennung des/der Adressaten der Nachricht. Unterhalb des Headers schließt sich der sogenannte Body einer Mail an. Als Body werden die zu übertragenen Inhalte einer E-Mail bezeichnet. Hierzu zählen nicht nur die Textzeichen einer Nachricht, sondern auch E-Mail-Anhänge wie Dokumente, Bilder und ähnliches.

  2. Überprüfung einer E-Mail über einen MTA

    Ihr Mail User Agent setzt sich daraufhin mit dem Mailserver Ihres E-Mail-Anbieters (auch E-Mail-Provider genannt) in Verbindung. Ein Mailserver verfügt über ein Programm, das ständig online ist, um E-Mails zu empfangen und zu senden: den Mail Transfer Agent (bzw. Message Transfer Agent oder einfach MTA genannt). Der MTA stellt die Software-Grundlage eines Mailservers dar.

    Um den MTA zu entlasten, kann diesem ein Mail- bzw. Message Submission Agent (MSA) vorgeschaltet sein. Der MSA steht in direktem Kontakt mit dem E-Mail-Programm. Er prüft, ob die Adresse korrekt aussieht und zu einer realen Domain gehört. Fehlerhafte E-Mails werden von ihm zurückgewiesen, validierte Mails hingegen an den MTA weitergeleitet. Ein MSA ist häufig bereits in einem MTA-Programm integriert.

    Bevor der MTA Ihres E-Mail-Providers die Nachricht verschickt, wird Sie auf die zulässige Größe geprüft – je nach E-Mail-Anbieter darf der Anhang in der Regel 4 bis 20 MB umfassen. Ist die Mail bzw. der Dateianhang zu groß, werden Sie darüber informiert und der Versand wird gestoppt. Die meisten E-Mail-Anbieter untersuchen zudem die Nachrichten auf Spam und Schadprogramme wie Viren oder Trojaner, bevor sie diese verschicken. Wenn kein Spam-Verdacht besteht und die Mail-Größe im erlaubten Rahmen liegt, speichert der MTA die Nachricht.

  3. Der Sendeprozess bis zum Empfänger-MTA

    Im nächsten Schritt sucht Ihr Mail Transfer Agent den Mailserver des Empfängers im Domain Name System – falls dies nicht bereits der MSA übernommen hat. Wenn der entsprechende Server ausgemacht werden konnte, wird im nächsten Schritt überprüft, ob auch der lokale Teil der Adresse – also alles, was vor dem @-Zeichen steht – existiert. Kann die E-Mail-Adresse nicht gefunden werden (weil man sich vertippt hat oder sie schlichtweg nicht existiert), wird die Mail vom MTA mit einem entsprechenden Hinweis an den Absender zurückgeschickt. Wenn alles seine Richtigkeit hat, leitet der eigene MTA die Mail an den MTA des Empfänger-Mailservers weiter.

    Hierbei wird die Nachricht – wie bei jeglichem Datenverkehr im Internet – in mehrere Teile zerlegt. Das Versenden einzelner Pakete (ihre Maximalgröße beträgt 64 KB) hat mehrere Vorteile: Einerseits können kleinere Sendungen leichter übertragen werden. Andererseits ist es hierdurch möglich, dass die Einzelteile einer E-Mail verschiedene Datenwege nutzen, um den Ziel-Mailserver zu erreichen. Die Pakete greifen dabei immer auf diejenigen Übertragungswege zurück, auf denen gerade relativ wenig Verkehr herrscht.

    Der Datenverkehr zwischen Mailservern beruht auf der Nutzung von Internet-Knoten. Über diese Knoten werden unzählige Daten übertragen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil der Internet-Infrastruktur. Hier tauschen E-Mail-Provider die Nachrichten untereinander aus. Die einzelnen Pakete einer Mail gelangen über diese Verteilerknoten zum Mailserver des Empfängers und werden dort wieder zusammengesetzt.

  4. Zweite Überprüfung am Ziel-MTA und Zustellung der Mail

    Die Mail ist nun auf dem Mailserver des Empfängers angekommen. Bevor sie aber beim Adressaten ankommt, überprüft auch der MTA des Ziel-Mailserver die eingehende Nachricht. Wiederum wird die Größe der Anhänge kontrolliert: Überschreitet der Dateianhang die Kapazitäten des Mail-Providers des Empfängers, so wird die Nachricht nicht zugestellt, sondern an Sie zurückgeschickt. Zudem wird erneut nach Spam-Inhalten und Schadprogrammen gesucht. Wenn verdächtige Anzeichen hierfür gefunden werden (z. B. bestimmte Begriffe wie „Viagra“ im Text, bekannte Viren oder andere Computer-Schädlinge im Anhang – oder wenn der betreffende Absender schon häufiger Spam verschickt hat), wird die E-Mail entsprechend markiert oder der Transfer der Nachricht ganz unterbunden.

    Wenn Ihre Mail auch diese Kontrolle erfolgreich passiert hat, wird die Nachricht auf dem Empfänger-Mailserver gespeichert und kann vom Adressaten abgerufen werden. Hierfür schickt ein Mail- bzw. Message Delivery Agent (MDA) die Nachricht an das E-Mail-Postfach des Empfängers. Sobald der Empfänger seine E-Mails abruft, greift das genutzte MUA auf den MTA des Mailservers zu. Ein weiteres Mal wird der Inhalt auf Spam und Schadprogramme geprüft – diesmal vom E-Mail-Programm des Empfängers.

    Danach lässt sich die Mail im Posteingang öffnen und lesen. Die vielen Zwischenschritte und Sicherheitsmaßnahmen sollen dafür sorgen, dass so wenig unerwünschte oder schädliche Mails wie möglich die digitalen Postfächer erreichen. All diese Prozesse, die eine E-Mail durchläuft, bis sie den Empfänger erreicht, nehmen insgesamt lediglich wenige Sekunden in Anspruch.

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