高性能网络爬虫系统的设计与实现
- 格式:pdf
- 大小:1.15 MB
- 文档页数:2
关于爬虫的毕业设计课题摘要:本课题旨在使用爬虫技术设计和开发一个用于爬取互联网数据的应用程序。
通过爬取各种网站和在线信息源,该应用程序可以提供包括新闻、论坛帖子、商品信息等多个领域的数据收集服务。
该应用程序的设计将以Python编程语言为基础,并利用多个开源库和框架,如BeautifulSoup、Scrapy等,来实现数据的采集、处理和存储。
关键词:爬虫技术,互联网数据,应用程序,Python,BeautifulSoup,Scrapy1. 研究背景随着互联网的飞速发展,网络上的信息数量呈现爆炸性增长。
如何高效地获取和处理这些信息成为了一个重要的问题。
而爬虫技术作为一种自动化数据采集方法,凭借其高效、灵活的特性,得到了广泛的应用。
2. 目标与意义本课题的目标是设计和开发一个可用于爬取互联网数据的应用程序。
通过该应用程序,用户可以方便地获取各种网站和在线信息源中的数据。
此外,通过该应用程序,还可以实现对数据的清洗、整合和存储,从而提供给用户更加方便和实用的数据服务。
3. 设计方案本课题的设计方案基于Python编程语言,利用其丰富的开源库和框架来实现爬虫功能。
具体来说,将采用BeautifulSoup库来解析HTML页面,获取数据的关键信息。
同时,使用Scrapy框架来组织和管理整个爬虫过程,并实现对多个网站的同时爬取。
4. 实施步骤(1)确定需要爬取的目标网站和在线信息源;(2)使用BeautifulSoup解析HTML页面,提取有用的数据;(3)使用Scrapy框架设计和实现爬虫程序;(4)通过爬虫程序获取并存储数据;(5)对爬取的数据进行清洗、整合和存储。
5. 预期成果本课题预期实现一个功能完善的爬虫应用程序,该程序具备以下特点:(1)能够方便地定义和配置爬取目标;(2)能够高效地爬取各种网站和在线信息源的数据;(3)能够自动处理爬取的数据,包括清洗、整合和存储。
6. 创新点本课题的创新点主要体现在以下几个方面:(1)结合使用BeautifulSoup和Scrapy,实现对HTML页面的解析和爬取目标的高度灵活性;(2)通过对爬取的数据进行清洗和整合,提供给用户更加方便和实用的数据服务。
基于Python的网络爬虫技术研究与应用一、引言网络爬虫(Web Crawler)是一种自动获取网页信息的程序或脚本,它可以模拟人类浏览网页的行为,按照一定的规则抓取互联网上的信息。
Python作为一种简洁、易学、功能强大的编程语言,被广泛应用于网络爬虫技术的研究和实践中。
本文将探讨基于Python的网络爬虫技术在不同领域的应用,并介绍其原理和实现方法。
二、网络爬虫技术概述网络爬虫技术是信息检索和数据挖掘领域的重要组成部分,它可以帮助用户从海量的网络数据中快速准确地获取所需信息。
基本上,一个网络爬虫程序主要包括以下几个步骤:发送HTTP请求、获取网页内容、解析网页数据、存储数据等。
Python语言具有丰富的库和框架,如Requests、BeautifulSoup、Scrapy等,可以帮助开发者轻松实现各种复杂的网络爬虫功能。
三、Python网络爬虫技术原理1. 发送HTTP请求在进行网页抓取之前,首先需要向目标网站发送HTTP请求,获取网页内容。
Python中的Requests库提供了简洁易用的API,可以方便地发送GET或POST请求,并处理服务器返回的响应数据。
2. 解析网页数据获取到网页内容后,需要对其进行解析提取所需信息。
BeautifulSoup是一个强大的HTML解析库,可以帮助开发者高效地从HTML或XML文档中提取数据,并支持多种解析器。
3. 存储数据爬取到的数据通常需要进行存储和分析。
Python中可以使用各种数据库(如MySQL、MongoDB)或文件格式(如CSV、JSON)来保存爬取到的数据,以便后续处理和分析。
四、Python网络爬虫技术应用1. 网络数据采集利用Python编写网络爬虫程序,可以实现对特定网站或页面的数据采集。
比如新闻网站、电商平台等,可以通过网络爬虫定时抓取最新信息,为用户提供及时准确的数据支持。
2. SEO优化搜索引擎优化(SEO)是提升网站在搜索引擎中排名的关键技术之一。
基于 Python的网络爬虫程序设计内蒙古自治区呼和浩特市 010057摘要:网络信息量的迅猛增长,从海量的信息中准确的搜索到用户需要的信息提出了极大的挑战。
网络爬虫具有能够自动提取网页信息的能力。
对现在流行的网络爬虫框架进行分析和选择,在现有框架的基础上设计了一种适合资源库建设的爬虫系统,利用爬虫的自动化特性完成教学资源库的内容获取及入库工作。
同时,选用Scrapyredis对爬虫进行拓展,利用Redis实现对目标网站资源的分布式爬取,提高获取资源的速度。
关键词:Python的网络爬虫程序;设计;应用一、概述1、Python 语言。
Python 语言语法简单清晰、功能强大,容易理解。
可以在 Windows、Linux 等操作系统上运行;Python 是一种面向对象的语言,具有效率高、可简单地实现面向对象的编程等优点。
Python 是一种脚本语言,语法简洁且支持动态输入,使得 Python在很多操作系统平台上都是一个比较理想的脚本语言,尤其适用于快速的应用程序开发。
2、网络爬虫。
网络爬虫是一种按照一定的规则,自动提取 Web 网页的应用程序或者脚本,它是在搜索引擎上完成数据抓取的关键一步,可以在Internet上下载网站页面。
爬虫是为了将 Internet 上的网页保存到本地,爬虫是从一个或多个初始页面的 URL[5],通过分析页面源文件的 URL,抓取新的网页链接,通过这些网页链接,再继续寻找新的网页链接,反复循环,直到抓取和分析所有页面。
这是理想情况下的执行情况,根据现在公布的数据,最好的搜索引擎也只爬取整个互联网不到一半的网页。
二、网络爬虫的分类网络爬虫作为一种网页抓取技术,其主要分为通用网络爬虫、聚焦网络爬虫两种类型。
其中通用网络爬虫是利用捜索引擎,对网页中的数据信息进行搜索、采集与抓取的技术,通过将互联网网页下载到本地,来保证网络内容的抓取、存储与镜像备份。
首先第一步是对网站 URL 低质进行抓取,解析 DNS 得到主机IP 地址,并对相应的 URL 网页进行下载。
《基于Python对豆瓣电影数据爬虫的设计与实现》篇一一、引言随着互联网的迅猛发展,数据信息呈现爆炸式增长。
在众多的数据信息中,电影数据具有极大的研究价值。
而豆瓣网作为国内知名的电影分享与评论平台,其电影数据备受关注。
为了更好地了解豆瓣电影的详细信息、评论及评分等数据,本文基于Python语言设计并实现了一个豆瓣电影数据爬虫。
二、爬虫设计目标1. 爬取豆瓣电影的详细信息,包括电影名称、导演、演员、类型、简介、评分及评论等。
2. 实现自动化爬取,减少人工操作,提高效率。
3. 遵循爬虫伦理,尊重网站规则,确保爬虫行为合法合规。
三、爬虫技术选型与原理1. 技术选型Python语言:Python语言具有简单易学、功能强大、跨平台等优点,是爬虫开发的首选语言。
Requests库:用于发送HTTP请求,获取网页数据。
BeautifulSoup库:用于解析HTML页面,提取所需数据。
MySQL数据库:用于存储爬取的电影数据。
2. 爬虫原理首先,通过Requests库发送HTTP请求,获取豆瓣电影页面的HTML代码。
然后,利用BeautifulSoup库解析HTML代码,提取出电影的详细信息。
最后,将提取的数据存储到MySQL数据库中。
四、爬虫实现步骤1. 数据源分析首先需要对豆瓣电影的数据结构进行分析,了解电影页面的HTML结构及数据存储方式。
通过分析,确定需要爬取的数据字段及对应的HTML标签。
2. 发送HTTP请求使用Requests库发送HTTP请求,获取豆瓣电影页面的HTML代码。
在发送请求时,需要设置合适的请求头、cookie等信息,以模拟浏览器行为,避免被网站封禁。
3. 解析HTML页面使用BeautifulSoup库解析HTML页面,提取出电影的详细信息。
根据HTML结构及数据存储方式,编写相应的XPath或CSS 选择器,定位到需要的数据字段。
4. 数据存储将提取的数据存储到MySQL数据库中。
分布式网络爬虫技术的研究与实现一、本文概述Overview of this article随着互联网的飞速发展,网络爬虫技术成为了获取、处理和分析海量网络数据的关键工具。
特别是在大数据和的背景下,分布式网络爬虫技术因其高效、可扩展的特性受到了广泛关注。
本文旨在深入研究分布式网络爬虫技术的核心原理、实现方法以及实际应用,为相关领域的研究者和开发者提供有价值的参考。
With the rapid development of the Internet, web crawler technology has become a key tool to obtain, process and analyze massive network data. Especially in the context of big data, distributed web crawler technology has received widespread attention due to its efficient and scalable characteristics. This article aims to delve into the core principles, implementation methods, and practical applications of distributed web crawler technology, providing valuable references for researchers and developers in related fields.本文将首先介绍分布式网络爬虫的基本概念、特点和发展历程,为后续研究奠定理论基础。
接着,将重点分析分布式网络爬虫的关键技术,包括任务调度、数据通信、负载均衡、去重策略等,并探讨这些技术在实现高效、稳定爬虫系统中的作用。
毕业论文-基于Python的网络爬虫设计基于Python的网络爬虫设计一、引言网络爬虫是一种自动化的网页访问工具,可以按照预设的规则和目标从互联网上抓取数据。
Python作为一种功能强大的编程语言,因其易学易用和丰富的库支持,成为了网络爬虫设计的理想选择。
本文将探讨基于Python的网络爬虫设计,包括其基本原理、设计思路和实现方法。
二、网络爬虫的基本原理网络爬虫的基本原理是模拟浏览器对网页的访问行为。
它通过发送HTTP请求获取网页内容,然后解析这些内容并提取所需的数据。
爬虫在访问网页时需要遵守一定的规则,如避免重复访问、遵守Robots协议等。
三、基于Python的网络爬虫设计在Python中,有许多库可以用于网络爬虫的设计,如BeautifulSoup、Scrapy和Requests等。
以下是一个简单的基于Python的爬虫设计示例:1.安装所需的库:使用pip安装Requests和BeautifulSoup库。
2.发送HTTP请求:使用Requests库发送HTTP请求,获取网页内容。
3.解析网页内容:使用BeautifulSoup库解析网页内容,提取所需的数据。
4.数据存储:将提取到的数据存储到数据库或文件中,以供后续分析和利用。
四、案例分析:爬取某电商网站商品信息本案例将演示如何爬取某电商网站商品信息。
首先,我们需要确定爬取的目标网站和所需的数据信息。
然后,使用Requests 库发送HTTP请求,获取网页内容。
接着,使用BeautifulSoup 库解析网页内容,提取商品信息。
最后,将商品信息存储到数据库或文件中。
五、总结与展望基于Python的网络爬虫设计可以为我们的数据获取和分析提供便利。
然而,在设计和实现爬虫时需要注意遵守规则和避免滥用,尊重网站所有者的权益。
未来,随着互联网技术的发展和数据价值的提升,网络爬虫技术将会有更多的应用场景和发展空间。
我们可以期待更多的技术和工具的出现,以帮助我们更高效地进行网络爬虫的设计和实现。
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)04-0078-021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782019年4月由于网页爬取具有数据量大,更新频率快,页面是动态的特征。
所以网页爬取用以下四种策略组合效果最佳:(1)挑选策略:确定需要获取的页面和数据。
(2)检查重复策略:在每隔相同的时间段内爬取数据并检查是否更新。
(3)扩容策略:加密数据缩小文件内存并避免站点超容。
(4)高性能策略:协同运行以达到分布式爬取的最优效果。
综合上述策略,我提出以下思路:(1)设计爬虫架构,让应用端和系统端分离,提高系统的解耦性。
(2)实现去重策略,保持高效率,高准确率。
(3)数据存储+数据预处理的优化。
在原来定向爬取的基础上加上全网爬取,再用到主题识别技术、网页切片技术和网页权重分析技术,以此达到爬虫自动跟踪链接,抽取文本的作用。
之后再为爬虫加入robots协议的支持,让我们的爬取变得合法化。
采用apache和hadoop来做分布式的爬虫,让之可以支持集群的应用。
由于URL数据存储在关系型数据库中对爬虫性能的影响十分明显,所以要用MongoDB来取代关系型数据库来管理URL数据。
最后按照所写的有关网页分析的算法,先预测预备爬取URL与之前目标主题的相关性,或与网页的相似度,并选取最符合要求的一个或几个URL进行抓取。
3.2整体爬虫框架及爬取流程在宏观上来讲先从万维网上选取所要的网页,并打开源代码得到当前的URL,并将其传送到爬虫系统中,再经过下载页面进一步传送到爬虫程序中进行数据的分辨与整理,之后由爬虫程序发送URL请求到爬虫系统中判断此URL是否为之前所爬取过的网页,实现爬去应用的定向爬取。
最后再将所需要爬取的URL存入系统,并由Redis等其他组件进行加密。
3.3爬虫管理器和任务执行过程从具体算法优化的角度进行分析,在上一部进入爬虫应用后,把URL的请求传送到爬虫管理器中,再将每个URL发送给相对应的下载器,但在这里要注意合理排序,否则会引起系统记忆错乱。
之后将下载信息传回爬虫应用中查看是否重复爬取,若是重复的则设置一个用MD5加密的字符串来记录,防止下一次的重复爬取,若是新的则再返还给下载器进行下载。
其中有两点要注意:①DNS解析器,它会将域名解析成IP地址,进行URL的储存。
②robots.txt这种存放于网站根目录下的ASCII编码的文本文件,它通常告诉网络搜索引擎的爬虫的采集限制。
当想单独定义搜索引擎的漫游器访问子目录时,可以使用robots元数据,或将自定义的设置合并到根目录下的robots.txt中。
最终可以在Berkeley DB也就是我们的数据库中检测到所有的爬取信息。
模板处理器的原理是:模板由5个模块共同构成,各自处理不同的任务。
当一个URL服务器从磁盘文件上读取URL 列表后,将其转发到爬虫系统上。
每个爬虫程序单独在一台电脑上运行,且采用单线程异步10的方式,每一次可以维持连续300个链接的并行爬取。
之后爬虫系统将网页传输到存储服务器上压缩并保存。
其中的索引进程是从HTML页面中抽取链接,最后存放到不同的文件中。
但经过优化后改进为①采用自有的文件系统(GFS)和数据库系统(Big Table)来存取数据;②采用Map Reduce技术来分布式处理各种数据的运算。
最终实现高性能的爬取结构。
3.4去重原理的应用为了信息的广度以及新鲜性,会在相隔一定的时间进行大网站数据的重新爬取。
在加速系统爬取的部分,系统端采取去重原理,防止对网页进行重复爬取,得到当前url时,通过MD5的方式将其转换为较短的加密字符串,后用redis服务器来实现是否为之前爬取过的程序的快速识别。
MD5算法是一种加密算法,同时它也是基于Hash的一种算法。
当运行该算法时要对URL字符串进行压缩,然后得到一个压缩的字符串,另外我们可以直接得到一个来自Hash的地址。
其中,MD5算法可以够将任何字符串压缩为128位整数,并反映为物理地址。
4实验总结在经过了以上的优化后,我的初步试验取得了较好的成果。
在实验中,爬虫程序的执行时间长达4d,在这段时间内,爬行器没有停止运行。
第一次爬行时,我同时对软件做了进一步的更改。
最后,经实验结果发现,持续的爬行速度约为每秒140个网页内容,并且爬取的数据准确率较高,并未大面积出现空值或者非法值,总体上,本文提出的分布式网络爬虫框架实现初期提出的高可用性和,并保准了数据的准确率。
5总结和对未来的展望综上所述,本文的核心思想是做到在高性能的前提下,将爬虫系统在速度与容量方面进行统一的优化,最终达到爬取的广度性与高效性。
在未来,希望加强对数据库的算法编写,并把爬取逻辑进一步完善。
并且,希望可以将我写的高性能的网络爬虫运用到实际生活中,通过对某个领域的数据进行爬取,再通过后期的数据挖掘来进一步学习相关知识,并依据数据做出一套方便人们生活的软件。
参考文献[1]Ling Z,Yun-Ming Y E,Hui S,etal.Design and Implementation of a Distributed High-Performance Web Crawler[J].Journal of Shanghai Jiao⁃tong University,2004,38(1):59-61.[2]汪涛,樊孝忠.主题爬虫的设计与实现[J].计算机应用,2004,24 (s1):270-272.[3]郑冬冬,赵朋朋,崔志明.DeepWeb爬虫研究与设计[J].清华大学学报(自然科学版),2005,45(9):1896-1902.[4]周德懋,李舟军.高性能网络爬虫:研究综述[J].计算机科学,2009,36 (8):26-29.[5]刘汉兴,刘财兴.主题爬虫的搜索策略研究[J].计算机工程与设计, 2008,29(12):3160-3162.收稿日期:2019-3-16通信设计与应用79。