Exchange、Coremail、Postfix 等主流邮件系统数据存储格式介绍

本文主要介绍主流邮件系统（如Exchange、Coremail、Postfix）的数据存储格式，旨在帮助大家对邮件系统的底层结构有更深刻的认识。由于小编能力有限，文中难免存在疏漏与不足之处，恳请各位读者指正。

1. 开源邮件系统数据存储

在开放源代码的世界里，主流电子邮件服务主要有Sendmail、Qmail、Postfix。存储格式最流行的有两种：Mbox和Maildir，它们都是开放的存储格式，因此兼容性比较好。

1.1 Mbox格式

Mbox格式是在基于UNIX的邮件服务器上存储邮件的传统方式。单独的邮件消息只是简单地连接在一起，并保存在一个文件中。在一条消息结束和下一条消息开始的地方放置一个特殊的标记。只有一个进程可以以读写模式访问Mbox文件。并发访问需要一个锁定机制。任何时候，当有人需要更新Mbox文件时，其他所有人都必须等待更新完成。

1.2 Maildir格式

Maildirs最初是在Qmail邮件服务器中实现的，据说是为了解决mbox文件的不足之处。单独的邮件消息保存在单独的文件中，每条消息一个文件。每个文件的命名都有明确的方法。向Maildir中添加新邮件的流程也是确定的。不需要锁定。多个进程可以同时使用Maildirs。

Maildir格式示例

1.3 Mbx格式

Mbx存储格式是UW-IMAP服务器提供的原始Mbox格式的一个略有修改的版本。Mbx邮箱仍然需要锁定。与Mbox格式的主要区别在于，文件中的每条消息之前都有一个记录，该记录携带一些特定于消息的元数据。因此，过去需要重写整个Mbox文件才能执行的一些操作，现在可以通过更新固定大小的头部记录来实现。

1.4 Mbox与Maildir存储格式对比

主流观点认为Maildir在数据存储安全性、存储效率、并发访问效率、搜索效率、扩展能力方面均要优于Mbox。主要原因在于Mbox是多封邮件存储在一个文件中，涉及到文件锁。Maildir也有自身的缺点，Maildir较依赖文件系统，尤其是依赖对目录的索引能力，用ReiserFS会比较快，对于超大型的Maildir，读写性能将受到考验。相对而言，Mbox则不存在这个问题。

参考来源：

1. 关于Mbox与Maildir两种格式的性能比较：http://www.courier-mta.org - Benchmarking mbox versus maildir

2. Maildir格式介绍：https://cr.yp.to/proto/maildir.html

3. Mbox格式介绍：mbox(5)

4. https://www.cnblogs.com/valentine/archive/2011/04/21/2023393.html

2. Exchange Server数据存储

Exchange服务器的存储是由可扩展存储引擎 (ESE)来管理的。这个ESE引擎是微软专门为保存非关系型数据而开发，目前在微软的很多产品中都有广泛的应用，如：AD数据库、DHCP、WINS、SRS等等。ESE是一个数据库引擎，它以逻辑顺序存储信息。可以按顺序检索信息，也可以通过访问定义的索引来检索信息。数据库汇报是使用事务实现的，以确保安全操作。ESE 允许同时访问多个数据库，包括可用于系统恢复的事务日志文件数据库。ESE 可缩放到大型或小型应用程序。

Exchange的数据库是由EDB文件、STM文件和LOG文件组成的（注：不同版本会有不同，请注意甄别）。在这些文件里，微软使用了“B+树”的内部数据结构。ESE的引擎的任务之一，就是当IS服务（Information Store）请求访问数据库的时候，把这些请求转化为对内部数据结构的读写访问。B+树的特点是能够对存储在硬盘上的数据提供快速访问能力。微软利用“B+树”作为ESE的后台结构的主要原因，就是尽可能的提高访问数据时I/O性能。

ESE数据库示例

参考来源：

1. http://www.5dmail.net/html/2004-11-12/20041112170608.htm

2. 深入剖析EXCHANGE SERVER的邮件存储和日志_微软 exchangeservice 数据库用的啥-CSDN博客

3.数据库概述 - Win32 apps | Microsoft Learn

3. Coremail 数据存储

Coremail作为国内主流的电子邮件系统，据公开资料显示，其采用了独有的“信筒”模型，并结合预读缓写等机制，这一设计极大地减少了实际的磁盘I/O操作次数，使得在相同的硬件设备条件下，Coremail能够实现更高的性能与更强的稳定性。在Coremail系统中，邮件数据通过创新的“信桶”存储机制进行管理，每个“信桶”能够存储多封邮件，并且这些邮件在存储时会应用加密和压缩技术，确保数据安全的同时优化存储效率。用户访问邮件时，只能通过邮件索引来读取相应的邮件数据，这一设计增强了数据访问的安全性和有序性。

Coremail系统将邮件数据和邮件索引数据分开存储，这两部分数据分别由不同的模块负责处理。每个模块都配备了高效的Cache机制，这一特性显著提升了数据的读写速度，为用户带来更加流畅的使用体验。索引与数据分离的设计模式还为Coremail系统提供了邮件数据单副本的能力。这意味着，一封同时发送给多个收件人的邮件，在系统中实际上仅需要在“信桶”中存储一次，之后只需分别更新每位用户的邮件索引即可。这种巧妙的设计模式极大地节约了存储空间，提高了系统资源的利用效率。

Coremail数据存储示意图

注意：上图根据公开资料整理而来，非Coremail官方提供，仅供参考。如需获取更准确的信息，建议联系Coremail官方（www.coremail.cn）获取。

参考来源：Exchange、Coremail、Postfix 等主流邮件系统数据存储格式介绍 | MailABC邮件知识百科