网络爬虫基本原理(二)

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网络爬虫基本原理(二) 网络爬虫是捜索引擎抓取系统的重要组成部分。爬虫的主要目的是将互联网上的网页下载到本地形成一个或联网内容的镜像备份。这篇文章主要对爬虫以及抓取系统进行一个简单的概述。

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一、更新策略

互联网是实时变化的,具有很强的动态性。网页更新策略主要是决定何时更新之前已经下载过的页面。常见的更新策略又以下三种:

1.历史参考策略

顾名思义,根据页面以往的历史更新数据,预测该页面未来何时会发生变化。一般来说,是通过泊松过程进行建模进行预测。

2.用户体验策略

尽管搜索引擎针对于某个查询条件能够返回数量巨大的结果,但是用户往往只关注前几页结果。因此,抓取系统可以优先更新那些现实在查询结果前几页中的网页,而后再更新那些后面的网页。这种更新策略也是需要用到历史信息的。用户体验策略保留网页的多个历史版本,并且根据过去每次内容变化对搜索质量的影响,得出一个平均值,用这个值作为决定何时重新抓取的依据。

3.聚类抽样策略

前面提到的两种更新策略都有一个前提:需要网页的历史信息。这样就存在两个问题:***,系统要是为每个系统保存多个版本的历史信息,无疑增加了很多的系统负担;第二,要是新的网页完全没有历史信息,就无法确定更新策略。

这种策略认为,网页具有很多属性,类似属性的网页,可以认为其更新频率也是类似的。要计算某一个类别网页的更新频率,只需要对这一类网页抽样,以他们的更新周期作为整个类别的更新周期。基本思路如图:

二、分布式抓取系统结构

一般来说,抓取系统需要面对的是整个互联网上数以亿计的网页。单个抓取程序不可能完成这样的任务。往往需要多个抓取程序一起来处理。一般来说抓取系统往往是一个分布式的三层结构。如图所示:

最下一层是分布在不同地理位置的数据中心,在每个数据中心里有若干台抓取服务器,而每台抓取服务器上可能部署了若干套爬虫程序。这就构成了一个基本的分布式抓取系统。

对于一个数据中心内的不同抓去服务器,协同工作的方式有几种:

1.主从式(Master-Slave)

主从式基本结构如图所示:

对于主从式而言,有一台专门的Master服务器来维护待抓取URL队列,它负责每次将URL分发到不同的Slave服务器,而Slave服务器则负责实际的网页下载工作。Master服务器除了维护待抓取URL队列以及分发URL之外,还要负责调解各个Slave服务器的负载情况。以免某些Slave服务器过于清闲或者劳累。

这种模式下,Master往往容易成为系统瓶颈。

 

2.对等式(Peer to Peer)

对等式的基本结构如图所示:

在这种模式下,所有的抓取服务器在分工上没有不同。每一台抓取服务器都可以从待抓取在URL队列中获取URL,然后对该URL的主域名的hash值H,然后计算H mod m(其中m是服务器的数量,以上图为例,m为3),计算得到的数就是处理该URL的主机编号。

举例:假设对于URL www.baidu.com,计算器hash值H=8,m=3,则H mod m=2,因此由编号为2的服务器进行该链接的抓取。假设这时候是0号服务器拿到这个URL,那么它将该URL转给服务器2,由服务器2进行抓取。

这种模式有一个问题,当有一台服务器死机或者添加新的服务器,那么所有URL的哈希求余的结果就都要变化。也就是说,这种方式的扩展性不佳。针对这种情况,又有一种改进方案被提出来。这种改进的方案是一致性哈希法来确定服务器分工。其基本结构如图所示:

一致性哈希将URL的主域名进行哈希运算,映射为一个范围在0-232之间的某个数。而将这个范围平均的分配给m台服务器,根据URL主域名哈希运算的值所处的范围判断是哪台服务器来进行抓取。

如果某一台服务器出现问题,那么本该由该服务器负责的网页则按照顺时针顺延,由下一台服务器进行抓取。这样的话,及时某台服务器出现问题,也不会影响其他的工作。

责任编辑:赵宁宁 来源: 36大数据
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