设计爬虫架构
爬虫架构满足一下功能
(1) 分布式：爬虫应该能够在多台机器上分布执行。
(2) 可伸缩性：爬虫结构应该能够通过增加额外的机器和带宽来提高抓取速度。
(3) 性能和有效性：爬虫系统必须有效地使用各种系统资源，例如，处理器、存储空间和网络带宽。
(4) 可扩展性：为了能够支持新的数据格式和新的抓取协议，爬虫架构应该设计成模块化的形式。
这里最主要的是爬虫和存储库。其中的爬虫部分阶段性地抓取互联网上的内容。存储库存储爬虫下载下来的网页，是分布式的和可扩展的存储系统。在往存储库中加载新的内容时仍然可以读取存储库。
整个爬虫系统可以由一台抓取机器或多个爬虫节点组成。
加载复杂的网页可以选择采用WebKit模拟浏览器处理js渲染页面获取
多机并行抓取的分布式系统节点之间的通信和调度，在一个爬虫节点上实现并行抓取，可以考虑多线程同步I/O或者单线程异步I/O。多线程爬虫需要考虑线程之间的同步问题。对单线程并行抓取来说，异步I/O是很重要的基本功能。
解析流程
(1)通过基于正则,Xpath.Csspath等规则,获取页面指定位置的html或文本数据
(2)按照数据格式需求,判断必要值是否存在,并根据类型判断数据正确
(3)通过验证的数据进入到数据入队的缓存队列等待存入数据仓库
(4)如果数据验证不通过,则将异常的url返回到待抓取URL集合中重新抓取
关键节点数据说明
(1)Web配置界面:可在界面增加爬取的种子入口,入库规则,URL过滤规则
(2)控制节点:负责将URl集合中的待爬地址分发到多个工作节点以便并发的执行爬取工作
(3)工作节点:根据待爬的URL信息和对应的种子规则获取页面并解析出数据,并根据抓取的页面获取相关联的需要爬取的URL信息,加入到URL集合中等待爬取.
(4)解析页面:根据种子提供的解析规则抽取,并验证数据的入库合法性,通过则存入入库缓冲队列中,如果发现有异常,则返回当前URL到URL集合中重新爬取
URL集合
Url集合中的数据项,除了抓取的url本身外,额外带有流程中各环节处理结果的数据信息,如:解析异常,会增加url项中的解析异常次数,以便在后面的逻辑中控制重试次数(还有更新次数,最近成功更新时间....)
节点配置
根据系统的规模和数据抓取量的大小,在数据存储DB这块,可以根据实际情况采用mongo,hbase或其它的数据库,以达到系统存储的可伸缩性
URL扭转的消息队列也可以根据系统规模,如1亿条数据缓存采用ssdb,如果需要性能更好可以采用kafka分布式的消息队列,以便可以方便的扩展系统运行规模.
爬虫平台监控需要实现功能
(1)爬虫运行状态监控
a)爬虫定时发送心跳包,监控平台根据心跳包,监控爬虫的运行状态
(2)爬虫采集量监控
a)对爬虫爬取数据的总量的统计
(3)爬虫采集速度监控/秒/分/时根据规模需求而定
a)/秒/分/时根据规模需求而定
(4)定时邮件发送运行状态和统计信息
a)定时发送,爬虫运行的情况和爬取数据总量
山东建筑大学 课程设计成果报告 题目：基于Python的网络爬虫设计课程：计算机网络A 院（部）：管理工程学院 专业：信息管理与信息系统 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：
目录 1 设计目的 0 2 设计任务内容 0 3 网络爬虫程序总体设计 0 4 网络爬虫程序详细设计 0 4.1 设计环境和目标分析 0 4.1.1 设计环境 0 4.1.2 目标分析 (1) 4.2 爬虫运行流程分析 (1) 4.3 控制模块详细设计 (2) 4.3 爬虫模块详细设计 (2) 4.3.1 URL管理器设计 (2) 4.3.2 网页下载器设计 (2) 4.3.3 网页解析器设计 (2) 4.4数据输出器详细设计 (3) 5 调试与测试 (3) 5.1 调试过程中遇到的问题 (3) 5.2测试数据及结果显示 (4) 6 课程设计心得与体会 (4) 7 参考文献 (5) 8 附录1 网络爬虫程序设计代码 (5) 9 附录2 网络爬虫爬取的数据文档 (8)
1 设计目的 本课程设计是信息管理与信息系统专业重要的实践性环节之一，是在学生学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。本课程设计的目的和任务： 1．巩固和加深学生对计算机网络基本知识的理解和掌握； 2．培养学生进行对网络规划、管理及配置的能力或加深对网络协议体系结构的理解或提高网络编程能力； 3．提高学生进行技术总结和撰写说明书的能力。 2 设计任务内容 网络爬虫是从web中发现,下载以及存储内容，是搜索引擎的核心部分。传统爬虫从一个或若干初始网页的URL开始，获得初始网页上的URL，在抓取网页的过程中，不断从当前页面上抽取新的URL放入队列，直到满足系统的一定停止条件。 参照开放源码分析网络爬虫实现方法，给出设计方案，画出设计流程图。 选择自己熟悉的开发环境，实现网络爬虫抓取页面、从而形成结构化数据的基本功能，界面适当美化。给出软件测试结果。 3 网络爬虫程序总体设计 在本爬虫程序中共有三个模块： 1、爬虫调度端：启动爬虫，停止爬虫，监视爬虫的运行情况 2、爬虫模块：包含三个小模块，URL管理器、网页下载器、网页解析器。 （1）URL管理器：对需要爬取的URL和已经爬取过的URL进行管理，可以从URL 管理器中取出一个待爬取的URL，传递给网页下载器。 （2）网页下载器：网页下载器将URL指定的网页下载下来，存储成一个字符串，传递给网页解析器。 （3）网页解析器：网页解析器解析传递的字符串，解析器不仅可以解析出需要爬取的数据，而且还可以解析出每一个网页指向其他网页的URL，这些URL被解析出来会补充进URL管理器 3、数据输出模块：存储爬取的数据 4 网络爬虫程序详细设计 4.1 设计环境和目标分析 4.1.1 设计环境
分布式网络爬虫实验 五组赵成龙、黄莹 一、需求分析 (2) 二、实验架构及原理 (2) 三、模块设计及代码实现 (3) 爬取网页模块设计 (3) < DNS解析 (4) Socket连接 (4) 发送HTTP请求头并获得相应 (6) 网页解析模块设计 (7) 正则表达式的设计 (8) 测试用例的设计 (8) 利用Regex库提取网页URL (8) 利用Pcre库提取网页URL (10) 》 四、心得体会 (12)
一、需求分析 随着国际互联网的迅速发展，网上的信息越来越多，全球网页数量超过20亿，每天新增加730万网页。要在如此浩瀚的信息海洋里寻找信息，就像“大海捞针”一样困难。在实际生活中我们经常会使用像百度、Google这些搜索引擎检索各种信息，搜索引擎正是为了解决这个问题而出现的技术，而网络爬虫正是搜索引擎所需要的关键部分既然百度、Google这些搜索引擎巨头已经帮我们抓取了互联网的大部分信息，为什么还要自己写爬虫呢因为深入整合信息的需求是广泛存在的，在企业中，爬虫抓取下来的信息可以作为数据仓库多维展现的数据源，也可以作为数据挖掘的来源，甚至有人为了炒股，专门抓取股票信息。这些实际问题的解决所需要的根本技术就是分布网络爬虫。 本次实验主要的内容就是利用IO复用抓取网页，并多线程的分析每个抓取到的网页所包含的URL信息，通过消息队列将抓取网页的部分和分析网页部分进行通信，最终记录下160000网页中所包含的所有URL，实现分布式网络爬虫。 》 二、实验架构及原理 本实验分为两个模块：爬取网页模块、网页分析模块。实验架构如图所示
图分布是网络爬虫框架 爬取网页模块采用socket通信方式实现客户端与服务器的通信：首先将客户端与服务器进行三次握手后建立连接，客户端发送HTTP请求头，服务器端收到客户端请求后，进行HTTP响应，发送相应的网页信息，客户端收到服务器的响应后将所获得网页文件交给网页分析模块进行处理并提取URL。流程图如图所示： 图爬取网页模块流程图 网页分析模块主要工作如下图流程图所示。而本模块的网页分析处理主要在于对抓取到的HTML文件的内容进行URL的提取，我们主要运用正则表达式进行字符串的匹配操作。通过采用Regex正则表达式库和Pcre正则表达式库进行了两种尝试，并根据网页的情况设计了测试用例，进行程序的检验。 !
网络爬虫的设计与实现
摘要 网络爬虫将下载的网页和收集到的网页信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用，它是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。随着网络的快速发展，人们对搜索引擎的要求也越来越高，而网络爬虫的效率直接影响着搜索引擎的质量。 本课题研究的是通用网络爬虫，它是从一个或若干个初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页中抽取新链接放入到链接队列中，直到爬虫系统满足了停止条件。该课题主要涉及到了缓冲池技术，多线程技术，套接字技术，HTTP和SSL协议，正则表达式，Linux网络编程技术，PHP+Apache的使用等相关技术。 本说明书叙述的网络爬虫是以Linux C实现的，加以PHP语言编写的界面使用户更加方面的操作，利用Shell脚本和Apache服务器使得爬虫系统和界面很好的结合在一起。 关键词：网络爬虫缓冲池正则表达式 SSL协议多线程
目次 1 引言 (1) 1.1 课题选题背景 (1) 1.2 课题研究的意义 (2) 2 需求分析 (3) 2.1 功能需求分析 (3) 2.2 系统性能分析 (4) 3 系统设计 (5) 3.1 系统工作流程图 (5) 3.2 数据结构设计 (6) 3.3 系统各功能流程图 (7) 4 系统实现 (10) 4.1 相关技术分析 (10) 4.2 系统功能模块的实现 (11) 5 测试与结果 (17) 结论 (23) 致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献. (24)
基于主题的网络爬虫系统的研究与实现 摘要针对高校软件教学中有效学习资源获取困难的现状，拟通过对开源的网络爬虫框架Heritrix进行二次开发，在爬虫的网络资源识别、数据筛选等功能点上开展研究工作，提出一种基于主题的数据采集方案，并在此基础上实现一种基于指定主题的网络爬虫系统，以满足高校软件教学对高质量学习资源的需求。 关键词学习资源；网络爬虫；Heritrix Research and Implementation of Topic - based Web Crawler System Tan xiang-wei South China Institute of Software Engineering，Guangzhou University Guangzhou 510990，China Abstract In view of the difficulty of acquisition of effective learning resources in the software teaching of colleges and universities，it is proposed to carry out the secondary development of Heritrix，an open-source web crawler framework，and carry out research work on the reptile network resource identification and data selection，etc.，and propose a theme- Data acquisition program，and on this basis to achieve a designated theme based on the network crawler system to meet the software teaching of high-quality learning resources needs. Key words Learning resources；web crawler；Heritrix 引言 现在高校软件专业的教学活动开展越来越离不开网络，体现在教师课前备课需要上网搜索相关的课程资源、学生课后自学需要上网获取对应的学习资源。但是现在网络上的资源参差不齐，很多找到的资源并不符合学习的需要，要么是时效性较差要么就是重复互相引用的内容，师生大量的时间精力浪费在学习资源数据采集这一活动上，导致教学活动的高效开展出现瓶颈。所以使用网络爬虫帮助师生提高学习资源采集的效率就显得具有良好的价值和意义[1]。 传统网络爬虫虽然能较为便捷地获取网络上的资源，但是缺乏定制的话普遍带有盲目性，很多资源并不是用户所需要的，需要花费大量的时间精力来做数据的分析筛选提取操作；加之现在网络学习资源越来越丰富，不可避免地会出现同质化的问题，增加了数据分析的难度；大数据背景下，数据的更新越来越快，数据的体量也越来越大，无形中也降低了传统网络爬虫采集有效数据的效能[2]。 针对上述传统网络爬虫的问题，本文提出利用开源的Heritrix框架进行主题相关性定制开发的研究方案，以某高校校内学习资源共享平台为例，设计一种能
1990年以前，没有任何人能搜索互联网。所有搜索引擎的祖先，是1990年由Montreal的McGill University学生Alan Emtage,Peter Deutsch.BillWheelan发明的Archie(Archie FAQ)。一个可以用文件名查找文件的系统，于是便有了Archie.Archie是第一个自动索引互联网上匿名FTP网站文件的程序，但它还不是真正的搜索引擎。1995年12月，Altavista永远改变了搜索引擎的定义。AltaVista是第一个支持自然语言搜索的搜索引擎，AltaVista是第一个实现高级搜索语法的搜索引擎(如AND,OR,NOT等)。用户可以用Altavista搜索Newsgroups新闻组)的内容并从互联网上获得文章，还可以搜索图片名称中的文字、搜索Titles、搜索Javaapplets、搜索ActiveX objects.许多关于网络爬虫的论文都在第一届和第二届World Wide Web conferences被发表。1998年，Google在Pagerank、动态摘要、网页快照、DailyRefresh、多文档格式支持、地图股票词典寻人等集成搜索、多语言支持、用户界面等功能上的革新，象Altavista一样，再一次永远改变了搜索引擎的定义。至2005年4月21为止，Google中所收集的Web页面数量已经达到8,058,044,651张。现阶段，出现了Ask Jeeves,https://www.doczj.com/doc/89206182.html,,https://www.doczj.com/doc/89206182.html,,MySimon,Dito等内容类别不同的搜索引擎。 2搜索引擎的发展现状与趋势 目前，大多数的搜索引擎都是基于关键词的搜索引擎。基于关键字匹配的搜索技术有较大的局限性：首先，它不能区分同形异义。其次，不能联想到关键字的同义词[9]。 Web商业化至今，搜索引擎始终保持着网络上被使用最多的服务项目的地位，然而，随着网上内容的爆炸式增长和内容形式花样的不断翻新，搜索引擎越来越不能满足挑剔的网民们的各种信息需求。这表现在以下几个方面： (1)搜索引擎对自然语言提问没有理解能力。 (2)搜索引擎收集的网页数量和其数据库的更新速度存在着不可调和的矛盾。 (3)搜索引擎无法与电子商务紧密结合。 (4)搜索引擎对多媒体内容的处理尚不成熟。 搜索引擎的发展面临着两大难题：一是如何跟上Internet的发展速度，二是如何为用户提供更精确的查询结果。所以，传统的引擎不能适应信息技术的高速发展，新一代智能搜索引擎作为一种高效搜索引擎技术的在当今的网络信息时代日益引起业界人士的关注。搜索引擎己成为一个新的研究、开发领域。因为它要用到信息检索、人工智能、计算机网络、分布式处理、数据库、数据挖掘、数字图书馆、自然语言处理等多领域的理论和技术，所以具有综合性和挑战性。又由于搜索引擎有大量的用户，有很好的经济价值，所以引起了世界各国计算机科学界和信息产业界的高度关注，目前的研究、开发十分活跃，并出现了很多值得注意的动向。 1．自然语言理解技术 自然语言理解是计算机科学中的一个引人入胜的、富有挑战性的课题。从计算机科学特别是从人工智能的观点看，自然语言理解的任务是建立一种计算机模型，这种计算机模型能够给出像人那样理解、分析并回答自然语言。以自然语言理解技术为基础的新一代搜索引擎，我们称之为智能搜索引擎。由于它将信息检索从目前基于关键词层面提高到基于知识(或概念)层面，对知识有一定的理解与处理能力，能够实现分词技术、同义词技术、概念搜索、短语识别以及机器翻译技术等。因而这种搜索引擎具有信息服务的智能化、人性化特征，允许网民采用自然语言进行信息的检索，为它们提供更方便、更确切的搜索服务。 2．十分注意提高信息查询结果的精度，提高检索的有效性 用户在搜索引擎上进行信息查询时，并不十分关注返回结果的多少，而是看结果是否和自己的需求吻合。对于一个查询，传统的搜索引擎动辄返回几十万、几百万篇文档，用户不得不在结果中筛选。解决查询结果过多的现象目前出现了几种方法： (1)是通过各种方法获得用户没有在查询语句中表达出来的真正用途，包括使用智能代
山东建筑大学计算机网络课程设计基于Python的网络爬 虫设计
山东建筑大学 课程设计成果报告 题目：基于Python的网络爬虫设计课程：计算机网络A 院（部）：管理工程学院 专业：信息管理与信息系统 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：
目录 1 设计目的 0 2 设计任务内容 0 3 网络爬虫程序总体设计 0 4 网络爬虫程序详细设计 (1) 4.1 设计环境和目标分析 (1) 4.1.1 设计环境 (1) 4.1.2 目标分析 (1) 4.2 爬虫运行流程分析 (2) 4.3 控制模块详细设计 (3) 4.3 爬虫模块详细设计 (3) 4.3.1 URL管理器设计 (3) 4.3.2 网页下载器设计 (4) 4.3.3 网页解析器设计 (5) 4.4数据输出器详细设计 (6) 5 调试与测试 (6) 5.1 调试过程中遇到的问题 (6) 5.2测试数据及结果显示 (7) 6 课程设计心得与体会 (7) 7 参考文献 (8) 8 附录1 网络爬虫程序设计代码 (8)
9 附录2 网络爬虫爬取的数据文档 (15)
1 设计目的 本课程设计是信息管理与信息系统专业重要的实践性环节之一，是在学生学习完《计算机网络》课程后进行的一次全面的综合练习。本课程设计的目的和任务： 1．巩固和加深学生对计算机网络基本知识的理解和掌握； 2．培养学生进行对网络规划、管理及配置的能力或加深对网络协议体系结构的理解或提高网络编程能力； 3．提高学生进行技术总结和撰写说明书的能力。 2 设计任务内容 网络爬虫是从web中发现,下载以及存储内容，是搜索引擎的核心部分。传统爬虫从一个或若干初始网页的URL开始，获得初始网页上的URL，在抓取网页的过程中，不断从当前页面上抽取新的URL放入队列，直到满足系统的一定停止条件。 参照开放源码分析网络爬虫实现方法，给出设计方案，画出设计流程图。 选择自己熟悉的开发环境，实现网络爬虫抓取页面、从而形成结构化数据的基本功能，界面适当美化。给出软件测试结果。 3 网络爬虫程序总体设计
2019年4月 件实力较强的大型企业,应该在这方面做出更多的努力和贡献,推动小基站的发展走向成熟。 3总结 目前,各厂商相继推出了自家第一代或第二代小基站产品,系统也日渐完善,预计后续将会有更丰富的产品形态面市。运营商深度覆盖将在2015年逐步展开,2016年开始增量,2017年完成大部分场景的覆盖。小基站是深度覆盖的有效发展方案,针对这一工程项目的建设发展,还需要解决一些关键性问题,才能推动小基站建设的有效实现,切实提升通信质量和效率。 参考文献 [1]唐耀生.LTE数字直放站在深度覆盖中的施工方案研究[J].江苏通信,2017,33(03):48-50+54. [2]袁康鹏,赵霞,王业通,俞沁璐.网络数据在数字直放站中融合传输 的设计[J].系统仿真技术,2015,11(01):57-62+68. [3]梁长松.基于MIMO的LTE数字直放站技术研究及系统应用[J].电 子世界,2013(17):14-15. [4]李学易,郝禄国,杨建坡,马绍轩.同频数字直放站回波干扰消除器 的设计[J].电视技术,2010,34(07):16-19. [5]李莉金,梅顺良.数字直放站锁相源的杂散问题解决方案[J].微计算 机信息,2008(15):1-2+8. [6]任姝婕,吴泽民,都明,郑军.3G数字直放站传输接口标准的分析[J].现代电子技术,2005(23):7-9+13. 收稿日期：2019-3-11 高性能网络爬虫系统的设计与实现 宗靖芯（西安交通大学附属中学，陕西省西安市710043） 【摘要】随着互联网的迅速发展，网络承载着大量的信息，但在这些信息里如何有效的提取并利用它们成为技术发展的关键点。因为用户在使用互联网的时候经常有不同的检索要求，但是检索引擎所返回的结果中往往含有许多用户不关心的网页及信息,所以定向抓取相关网页的爬虫系统应运而生。但是现在网络上的主流爬虫系统有的配置复杂，用户难以上手如Heritrix，或有的只能爬取特定字段，限于个别浏览器使用。所以为了优化爬虫系统，本文提出了一套高性能的定向网络爬虫系统，意在提高爬取数据的效率和准确度，并在初步实验中取得了较好成果。 【关键词】分布式；高可用；网络爬虫 【中图分类号】TP391.3【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）04-0078-02 1引言及研究背景 随着互联网技术的迅速发展,网络承载了大量的信息,如何有效地提取并利用这些信息成为一个巨大的挑战。在众多传统的搜索引擎如Google Yahoo Alta Vista等,这些常用辅助人们检索信息的工具作为访问互联网的渠道和入口,也有一定的局限性。比如:①检索引擎所返回的结果中往往含有许多用户不关心的网页及信息;②在进行网络检索时,我们希望的是尽可能大的网络覆盖率,但是在有限的搜索引擎服务器资源和无限的网络数据资源之间由于资源配置的不同,所以他们之间的矛盾进一步加深。为了解决以上问题,定向抓取相关网页资源的爬虫系统应运而生。 爬虫系统可以自动下载相关网页,根据相应的信息及人们发出的指令制定所要抓取目标。它可以有选择性的访问互联网上的网页与相关的链接,然后再解密出所需要的信息数据。在经过了实践研究以及用户上手的市场调研后,网络爬取逐渐从通用爬虫转变到聚焦爬虫。在不断进化的过程中,爬虫系统起先并不那么追求较大的网络发概率,而是将目标定为爬取与某一特定主题内容相关的信息,并为主体的用户准备查询的数据资源。 从爬虫技术发展的历史来看,第一个爬虫程序诞生于1993年,是由麻省理工学院的学生马休·格雷所编写。此时爬 虫只是一种自动抓取网页信息的机器人的简称,但格雷在写爬虫程序时,起初目的却并不是为了做搜索引擎,但是却为搜索引擎发展提供了坚实的基础。在搜索引擎技术发展中爬虫的算法越来越复杂,在设计中逐渐向多策略、负载均衡及大规模增量抓取等方面来发展。爬虫算法的优化成果,可以涉及到整个互联网中。而且有些被删除的网页也可以通过爬虫程序内的“网页快照”功能实现访问及恢复。 爬虫的应用前景也十分广阔。比如将爬虫应用到数据挖掘中,来获取数据背后隐藏的价值信息;高性能的爬虫技术在处理海量的数据时往往发挥十分重要的作用。而且分布式技术的应用也能帮助处理海量数据,并当数据存储较散不能集中到一起时发挥重要的集群及搜寻作用。未来爬虫也将在人工智能、模式识别和机器学习等领域大展身手。 2现有爬虫系统的分析 现有的网络爬虫系统有很多如Watij、JRex、JSoup再到后来的Htpp Client和目前的Html Unit,这些系统各有优劣,其中用来评判的标准大多为同一网页的获取时间、解析时间、存储信息时对内存和CPU的占用,及是否支持脚本等。爬虫系统可以应用在大规模的数据爬取,可以从网页中抓取各式各样自己需要的数据,相当于能够自动访问互联网并将网站内容下载下来的程序或脚本,也相当于一个没有图形页面的独立浏览器。 但是因为爬虫系统运行时间过长,所以如果它没有良好的框架结构,就会影响到后续数据的存储。主流爬虫系统的缺点有:①系统严重依赖XPath,不能判别所爬取信息的重要度和价值;②爬虫采用插件模式,系统在每个站点都设置了一个插件,可以用此来保证爬取数据的准确性,但是由于爬取广度小所以系统缺乏在大规模的网络中爬取的能力;③系统不支持集群化的数据处理;④在爬取时由于采用关系型数据库,所以没有使用NOSQL固定的数据库;⑤系统不支持robots协议可能侵犯信息所有人权益所以基于以上缺点,我提出了一种高性能的分布式网络爬虫模型。 3实验思路 3.1模板爬虫的框架策略 通信设计与应用78
情报学报 ＩＳＳＮ１０００－０１３５ 第２９卷第３期４０２－４０７，２０１０年６月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＳＯＣＩＥＴＹＦＯＲＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＡＮＤＴＥＣＨＮＩＣＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＳＳＮ１０００－０１３５Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．３，４０２－４０７Ｊｕｎｅ ２０１０ 收稿日期：２００８年１２月１８日 作者简介：朱学芳，男，１９６２年生，毕业于北京大学应用数学专业、博士，南京大学博士后，教授，博士生导师。主要研究领域：计算机图像桙信号处理、模式识别、信息检索自动化理论与技术及应用、信息资源管理等。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｆｚｈｕ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。韩占校，男，１９８１年生，毕业于河北大学信息管理与信息系统专业，硕士生，主要研究领域：网络信息检索技术、图像处理应用技术等。ｄｏｉ：１０．３７７２桙ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０１３５．２０１０．０３．００３ 基于Ｐ２Ｐ的分布式主题爬虫系统的设计与实现 朱学芳 韩占校 （南京大学信息管理系、多媒体信息处理研究所，南京２１００９３） 摘要 本文详细叙述了一个用于信息检索的基于Ｐ２Ｐ的分布式爬虫系统的设计和实现过程。系统基于锚文本 上下文进行主题相关性判定，采用Ｐ２Ｐ式的分布式结构，充分利用其动态增加新结点的特性来动态地扩展系统的规模，提高系统的整体吞吐能力，以满足现在和将来的用户对日益增长的大数据量检索需求。实验结果表明，可根据用户给定的主题对网页链接上下文进行主题相关性判定以引导爬虫的爬行路径，能够有效地获取相关主题信息。 关键词 网络爬虫 对等网络 分布式计算 信息检索 主题爬虫 ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＴｏｐｉｃＣｒａｗｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＰ２ＰｆｏｒＩｍａｇｅＲｅｔｒｉｅｖａｌ ＺｈｕＸｕｅｆａｎｇａｎｄＨａｎＺｈａｎｘｉａｏ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｄｅｐｔ．ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｏｐｉｃａｌｃｒａｗｌｅｒｓｏｒｆｏｃｕｓｅｄｃｒａｗｌｅｒｓａｄａｐｔｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｔｈｅｍｅａｎｄｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｓｅａｒｃｈａｒｅｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏ ｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｒａｐｉｄｇｒｏｗｔｈｏｆｗｅｂｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｓｕｐｐｌｉｅｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅｓｈｏｒｔｅｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｗｅｂｃｒａｗｌｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｉｔｉｓｂａｓｅｄｏｎ Ｐ２Ｐ－ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｍａｋｅｓｆｕｌｌｕｓｅｏｆＰ２Ｐ－ｓｔｙｌｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｄｄｉｎｇｎｅｗｎｏｄｅｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｃａｌｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃｏｕｌｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｐｒｏｖｉｄｅｕｓｅｒｓｗｉｔｈｒｅｌｅｖａｎｔｆｉｌｅｓｏｒｗｅｂｐａｇｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｏｐｉｃ（ｓ）ｔｈｅｙｄｅｆｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｗｅｂｃｒａｗｌｅｒ，ｐｅｅｒｔｏｐｅｅｒ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｔｒｉｅｖａｌ，ｔｏｐｉｃａｌｃｒａｗｌｅｒ １ 引 言 众所周知，Ｗｅｂ应用日益趋于多样化，其中的数 据规模越来越庞大，使得海量数据的检索处理变成了研究者关注的问题。如何在存储和处理海量数据以及传递给用户更直接有效的结果三者之间达到平衡，成为未来Ｗｅｂ应用要解决的一个难点问题。目前大多数搜索引擎都是将世界上的各个网站的数据 汇集到一起再进行处理，这种方式要求拥有大量的 计算机和网络资源，一般单位或部门难以负担得起这种运行成本 ［１］ 。考虑到网络数据的分布式特性， 人们希望利用分布于全球的其他普通ＰＣ来获取网络数据，即借助于普通ＰＣ用户提供的空闲运算能力，形成比较经济的运行方式。更为重要的是，爬虫系统之间的资源共享，可以大量减少网络的负载，可以获得比较高的更新频率，并且不对网络造成负担 ［２，３］ 。提高检索效率的另一方面考虑是，有效确定 — ２０４—
毕业设计（论文）说明书 题目：网络爬虫设计与实现 学院软件学院 专业软件工程
毕业设计（论文）任务书题目：网络爬虫设计与实现
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一〇年九月二十日
一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。） 互联网是一个庞大的非结构化的数据库，将数据有效的检索并组织呈现出来有着巨大的应用前景。搜索引擎作为一个辅助人们检索信息的工具成为用户访问万维网的入口和指南。但是，这些通用性搜索引擎也存在着一定的局限性。不同领域、不同背景的用户往往具有不同的检索目的和需求，通用搜索引擎所返回的结果包含大量用户不关心的网页。所以需要一个能基于主题搜索的满足特定需求的网络爬虫。 为了解决上述问题，参照成功的网络爬虫模式，对网络爬虫进行研究，从而能够为网络爬虫实现更深入的主题相关性，提供满足特定搜索需求的网络爬虫。 二、参考文献 [1]Winter．中文搜索引擎技术解密：网络蜘蛛 [M]．北京：人民邮电出版社，2004年． [2]Sergey等．The Anatomy of a Large-Scale Hypertextual Web Search Engine [M]．北京：清华大学出版社，1998年． [3]Wisenut．WiseNut Search Engine white paper [M]．北京：中国电力出版社，2001年． [4]Gary R.Wright W.Richard Stevens．TCP-IP协议详解卷3：TCP事务协议，HTTP，NNTP和UNIX域协议 [M]．北京：机械工业出版社，2002 年1月. [5]罗刚王振东．自己动手写网络爬虫[M]．北京：清华大学出版社，2010年10月. [6]李晓明，闫宏飞，王继民．搜索引擎：原理、技术与系统——华夏英才基金学术文库[M]．北京：科学出版社，2005年04月.
2019.02 1概述 网络信息技术的快速发展使得越来越多人开始重视 网络爬虫技术的应用,使用网络爬虫技术,能够在短时间内找到网页中自己想要的内容,然后再直接返回给广大用户所需要使用的信息数据,使用这种技术在某种程度上能够节省更多人力和物力。近些年,随着网络信息技术的快速发展,使爬虫技术逐渐成为搜索引擎中的重要内容。例如,百度和谷歌都是比较常用的搜索引擎,通过这些搜索引擎能够访问互联网中的各种资源。 2Python 语言 Python 语言是一种比较常用的开发网址工具,这种 语言自身具有非常强大功能。近些年,随着互联网行业 的快速发展,各种行业自身都需要拥有自己的网址,这就给Phthon 语言的应用提供了很大发展机会。Python 语言能够兼容各种不同类型的操作系统[4]。站在网址开发的角度上分析来说Python 是属于面向对象语言,这种编程语言能够在短时间内实现对象编程,Python 属于解释性语言,整体通过简单的语法与动态输入有力支持,使得Python 逐渐成为各种操作系统平台上常用的脚本语言之一,特别是那些追求高性能的综合应用程序开发过程中Python 语言占有重要地位[5]。除此之外,Python 在某种程度上还提供了网络综合信息协议数据库,这种语言能够在短时间内对各种网络协议进行抽象封装。因此,程序员只有集中各方面精力运用合理的程序逻辑来进行管理才能够完善Python 语言模式,并且在短时间内还能够提升整个网址的开发速度。 3 基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现 3.1网络爬虫系统设计需求 网络爬虫(又被称为网页蜘蛛,网络机器人),爬 虫就是模拟客户端发送网络请求,接收请求响应,按照 一定的规则,自动地抓取互联网信息的程序。网络爬虫系统设计是一项纷繁复杂的综合性工作,在对其进行设计过程中常常会面临各种不同类型的问题。通常情况下,这些问题主要表现在以下几个重要方面: (1)网 址链接资源提取,网址一般是指依据互联网上相关规则使用HTML 等工具制作来展示整个网址资源的集合。另外,广大民众还可以通过网站寻找到自己想要的一些内容或者发布一些自己需要的相关重要信息。然而,网址的提取并非一件容易的事情,相关工作人员可以先对网址进行初始化操作,然后通过网页分析能够在短时间内提取到更多新的网址链接。 (2)下载需要提取的重要 网址界面,网址里边涵盖的内容种类非常多。 (3)网 址管理,网址种类非常多,这就给相关维护工作人员带来了很大压力和挑战,因此,相关工作人员应该综合其他各方面因素去考虑和分析,通过使用科学、合理的方法来加强网址的综合管理,正确的网址管理在某种程度上能够有效预防各种网址重复现象发生。 (4)网页内 容分析和管理,网页管理是一项纷繁复杂的系统性工作。因此,相关工作人员应该投入更多时间和精力加强网页的综合管理,在对网页内容进行管理过程中,相关工作人员必须把各种不同类型的信息数据存入到数据文件当中。 3.2网络爬虫相关Python 数据模块 (1)网址管理器,网址管理是一项复杂的工作。通 常情况下,网址管理方法种类可以分为以下3个重要方 作者简介：陆树芬(1965-),女,讲师,研究方向:网络搭建及编程、大数据技术与应用专业建设及人才培养模式。 收稿日期：2018-11-17 基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现 陆树芬 （贵州航天职业技术学院，贵州遵义563000） 摘 要:网络信息技术持续不断快速的发展，越来越多人开始关注Python 对网络爬虫系统的设计。然而，各种网址信息数据提取是一项复杂的工作，通过使用网络爬虫技术，能够在短时间内提取到各种有价值的信息数据，介绍Python 语言，讲解了基于Python 对网络爬虫系统的设计与实现。关键词:搜索引擎；Python 语言；网络爬虫；贴吧 26
设计爬虫架构 爬虫架构满足一下功能 (1) 分布式：爬虫应该能够在多台机器上分布执行。 (2) 可伸缩性：爬虫结构应该能够通过增加额外的机器和带宽来提高抓取速度。 (3) 性能和有效性：爬虫系统必须有效地使用各种系统资源，例如，处理器、存储空间和网络带宽。 (4) 可扩展性：为了能够支持新的数据格式和新的抓取协议，爬虫架构应该设计成模块化的形式。 这里最主要的是爬虫和存储库。其中的爬虫部分阶段性地抓取互联网上的内容。存储库存储爬虫下载下来的网页，是分布式的和可扩展的存储系统。在往存储库中加载新的内容时仍然可以读取存储库。
整个爬虫系统可以由一台抓取机器或多个爬虫节点组成。 加载复杂的网页可以选择采用WebKit模拟浏览器处理js渲染页面获取 多机并行抓取的分布式系统节点之间的通信和调度，在一个爬虫节点上实现并行抓取，可以考虑多线程同步I/O或者单线程异步I/O。多线程爬虫需要考虑线程之间的同步问题。对单线程并行抓取来说，异步I/O是很重要的基本功能。 解析流程 (1)通过基于正则,Xpath.Csspath等规则,获取页面指定位置的html或文本数据 (2)按照数据格式需求,判断必要值是否存在,并根据类型判断数据正确 (3)通过验证的数据进入到数据入队的缓存队列等待存入数据仓库 (4)如果数据验证不通过,则将异常的url返回到待抓取URL集合中重新抓取 关键节点数据说明 (1)Web配置界面:可在界面增加爬取的种子入口,入库规则,URL过滤规则 (2)控制节点:负责将URl集合中的待爬地址分发到多个工作节点以便并发的执行爬取工作 (3)工作节点:根据待爬的URL信息和对应的种子规则获取页面并解析出数据,并根据抓取的页面获取相关联的需要爬取的URL信息,加入到URL集合中等待爬取. (4)解析页面:根据种子提供的解析规则抽取,并验证数据的入库合法性,通过则存入入库缓冲队列中,如果发现有异常,则返回当前URL到URL集合中重新爬取 URL集合 Url集合中的数据项,除了抓取的url本身外,额外带有流程中各环节处理结果的数据信息,如:解析异常,会增加url项中的解析异常次数,以便在后面的逻辑中控制重试次数(还有更新次数,最近成功更新时间....) 节点配置 根据系统的规模和数据抓取量的大小,在数据存储DB这块,可以根据实际情况采用mongo,hbase或其它的数据库,以达到系统存储的可伸缩性
摘要 网络爬虫是一种自动搜集互联网信息的程序。通过网络爬虫不仅能够为搜索引擎采集网络信息，而且可以作为定向信息采集器，定向采集某些网站下的特定信息，如招聘信息，租房信息等。 本文通过JAVA实现了一个基于广度优先算法的多线程爬虫程序。本论文阐述了网络爬虫实现中一些主要问题：为何使用广度优先的爬行策略，以及如何实现广度优先爬行；为何要使用多线程，以及如何实现多线程；系统实现过程中的数据存储；网页信息解析等。 通过实现这一爬虫程序，可以搜集某一站点的URLs，并将搜集到的URLs 存入数据库。 【关键字】网络爬虫；JAVA；广度优先；多线程。
ABSTRACT SPIDER is a program which can auto collect informations from internet. SPIDER can collect data for search engines, also can be a Directional information collector, collects specifically informations from some web sites, such as HR informations, this paper, use JAVA implements a breadth-first algorithm multi-thread SPDIER. This paper expatiates some major problems of SPIDER: why to use breadth-first crawling strategy, and collect URLs from one web site, and store URLs into database. 【KEY WORD】SPIDER; JA V A; Breadth First Search; multi-threads.
分布式网络爬虫关键技术分析与实现——分布式网络爬虫体系结构设计 ?一、研究所属范围 分布式网络爬虫包含多个爬虫，每个爬虫需要完成的任务和单个的爬行器类似，它们从互联网上下载网页，并把网页保存在本地的磁盘，从中抽取URL并沿着这些URL的指向继续爬行。由于并行爬行器需要分割下载任务，可能爬虫会将自己抽取的URL发送给其他爬虫。 这些爬虫可能分布在同一个局域网之中，或者分散在不同的地理位置。 根据爬虫的分散程度不同，可以把分布式爬行器分成以下两大类： 1、基于局域网分布式网络爬虫：这种分布式爬行器的所有爬虫在同一个局域网里运行，通过高 速的网络连接相互通信。这些爬虫通过同一个网络去访问外部互联网，下载网页，所有的网络负载都集中在他们所在的那个局域网的出口上。由于局域网的带宽较高，爬虫之间的通信的效率能够得到保证；但是网络出口的总带宽上限是固定的，爬虫的数量会受到局域网出口带宽的限制。 2、基于广域网分布式网络爬虫：当并行爬行器的爬虫分别运行在不同地理位置（或网络位置）， 我们称这种并行爬行器为分布式爬行器。例如，分布式爬行器的爬虫可能位于中国，日本，和美国，分别负责下载这三地的网页；或者位于CHINANET，CERNET，CEINET，分别负责下载这三个网络的中的网页。分布式爬行器的优势在于可以子在一定程度上分散网络流量，减小网络出口的负载。如果爬虫分布在不同的地理位置（或网络位置），需要间隔多长时间进行一次相互通信就成为了一个值得考虑的问题。爬虫之间的通讯带宽可能是有限的，通常需要通过互联网进行通信。 在实际应用中，基于局域网分布式网络爬虫应用的更广一些，而基于广域网的爬虫由于实现复杂，设计和实现成本过高，一般只有实力雄厚和采集任务较重的大公司才会使用这种爬虫。本论文所设计的爬虫就是基于局域网分布式网络爬虫。 二、分布式网络爬虫整体分析 分布式网络爬虫的整体设计重点应该在于爬虫如何进行通信。目前分布式网络爬虫按通信方式不同分布式网路爬虫可以分为主从模式、自治模式与混合模式三种。 主从模式是指由一台主机作为控制节点负责所有运行网络爬虫的主机进行管理，爬虫只需要从控制节点那里接收任务，并把新生成任务提交给控制节点就可以了，在这个过程中不必与其他爬虫通信，这种方式实现简单利于管理。而控制节点则需要与所有爬虫进行通信，它需要一个地址列表来保存系统中所有爬虫的信息。当系统中的爬虫数量发生变化时，协调者需要更新地址列表里的数据，这一过程对于系统中的爬虫是透明的。但是随着爬虫网页数量的增加。控制节点会成为整个系统的瓶颈而导致整个分布式网络爬虫系统性能下降。主从模式的整体结构图：
基于p y t h o n的网络爬虫设计【摘要】近年来，随着网络应用的逐渐扩展和深入，如何高效的获取网上数据成为了无数公司和个人的追求，在大数据时代，谁掌握了更多的数据，谁就可以获得更高的利益，而网络爬虫是其中最为常用的 一种从网上爬取数据的手段。 网络爬虫，即Web Spider，是一个很形象的名字。如果把互联网比喻成一个蜘蛛网，那么Spider就是在网上爬来爬去的蜘蛛。网络蜘蛛是通过网页的链接地址来寻找网页的。从网站某一个页面（通常是首页） 开始，读取网页的内容，找到在网页中的其它链接地址，然后通过这些链接地址寻找下一个网页，这样一 直循环下去，直到把这个网站所有的网页都抓取完为止。如果把整个互联网当成一个网站，那么网络蜘蛛 就可以用这个原理把互联网上所有的网页都抓取下来。 那么，既然网络爬虫有着如此先进快捷的特点，我们该如何实现它呢？在众多面向对象的语言中，首选python，因为python是一种“解释型的、面向对象的、带有动态语义的”高级程序，可以使人在编程时 保持自己的风格，并且编写的程序清晰易懂，有着很广阔的应用前景。 关键词python 爬虫数据 1 前言 本编程设计的目的和意义 随着网络的迅速发展，万维网成为大量信息的载体，如何有效地提取并利用这些信息成为一个巨大的挑战。搜索引擎（例如传统的通用搜索引擎AltaVista，Yahoo!和Google 等）作为一个辅助人们检索信息的工具成为用户访问万维网的入口和指南。但是，这些通用性搜索引擎也存在着一定的局限性，如： (1) 不同领域、不同背景的用户往往具有不同的检索目的和需求，通用搜索引擎所返回的结果包含大量用户不关心的网页。 (2) 通用搜索引擎的目标是尽可能大的网络覆盖率，有限的搜索引擎服务器资源与无限的网络数据资源之间的矛盾将进一步加深。 (3) 万维网数据形式的丰富和网络技术的不断发展，图片、数据库、音频/视频多媒体等不同数据大量出现，通用搜索引擎往往对这些信息含量密集且具有一定结构的数据无能为力，不能很好地发现和获取。 (4) 通用搜索引擎大多提供基于关键字的检索，难以支持根据语义信息提出的查询。为了解决上述问题，定向抓取相关网页资源的聚焦爬虫应运而生。聚焦爬虫是一个自动下载网页的程序，它根据既定的抓取目标，有选择的访问万维网上的网页与相关的链接，获取所需要的信息。与通用爬虫(generalpurpose web crawler)不同，聚焦爬虫并不追求大的覆盖，而将目标定为抓取与某一特定主题内容相关的网页，为面向主题的用户查询准备数据资源。 编程设计目及思路 学习了解并熟练掌握python的语法规则和基本使用，对网络爬虫的基础知识进行了一定程度的理解，提高对网页源代码的认知水平，学习用正则表达式来完成匹配查找的工作，了解数据库的用途，学习mongodb数据库的安装和使用，及配合python的工作。 （1)以世纪佳缘网为例，思考自己所需要的数据资源，并以此为基础设计自己的爬虫程序。（2)应用python伪装成浏览器自动登陆世纪佳缘网，加入变量打开多个网页。 （3)通过python的urllib2函数进行世纪佳缘网源代码的获取。