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分布式网络爬虫研究

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淮北师范大学2013届学士学位论文分布式网络爬虫研究学院计算机科学与技术学院专业网络工程研究方向分布式网络爬虫研究学生姓名李邦柱学号20091204026指导教师姓名指导教师职称2013年 5 月16 日分布式网络爬虫研究计算机科学与技术学院2013届毕业生李邦柱指导教师：xx摘要:网络爬虫（Web Crawler），通常简称爬虫，是搜索引擎的重要组成部分。

随着信息化的快速推进，作为搜索引擎不可或缺的一部分——网络爬虫，一直是个热门的研究话题，它的好坏，直接决定了搜索引擎的未来。

目前来看，网络爬虫的研究方向主要包括对网页搜索策略的研究和网页分析算法的研究两大方向，其中，网页搜索中的主题网络爬虫是个研究趋势，它根据一定的网页分析算法，过滤与主题无关的链接，保留符合条件的链接并放入待抓取队列。

本论文简要介绍了一种构建简单分布式网络爬虫模型的方法，并且提供了行之有效的理论分析和算法。

主要讨论了单个网络爬虫抓取网页的原理，以后扩展后的多爬虫分布式的模型方法。

在分布式的网络爬虫中主要介绍了其体系结构以及分布式网络爬虫模型中运用的算法与数据结构分析。

本文并没有涉及复杂的算法研究，只是通过学习和使用现有平台和技术，研究基于Linux C++/C平台下的一个能够抓取同一域名下的、具有对URL有某个关键字限制下的部分网页的微型的网络爬虫，最后实现离线浏览功能。

从性质上来看，它更趋向与主题网络爬虫。

关键词：网络爬虫；分布式网络爬虫；URL；哈希表；多线程；LinuxThe Study of Distributed web crawlerSchool of Computer Science & Technology 2013 GraduatesOf Huaibei Normal UniversityLi Bang-ZhuAnhui Huaibei 235000, ChinaSupervised by Wang Shuai, InstructorAbstract：Web crawler, usually referred to crawler, is an important component of search engine. With the rapid development of information technology, as an indispensable part of search engine -- web crawler, has been a hot research topic. wheather it is good or bad, it directly determines the future of search engines. At present, the research of web crawler mainly includes two aspects: the study of web search strategy and web analysis algorithms. Among them, theme web crawler in web research is a research trend, which is based on a certain web page analysis algorithm and filters irrelevant links, retain qualified links and place into the capture queue.This paper briefly introduces a method to build a simple model of distributed web crawler and provides the effective theoretical analysis and the algorithm. It mainly discusses the principle of a single web crawler webpage and the distributed method of expanded multiple crawlers. In the distributed web crawler, it mainly introduces system structure, the analysis of algorithms and data structures used in distributed web crawler model. There is no complex algorithm research in this thesis. Through learning and using the existing platform and technology, the research and implementation of a Linux C/C++ platform can capture micro crawler which is under the same domain name and has a key word restrictions of URL in most web pages, and finally realize offline browsing. From the point of nature, it tends to theme web crawler.Keywords: Web Crawler,Distributed web crawler, URL,Linux Socket ,multi-thread, Linux目录绪论 (5)一、网络爬虫的功能以及原理的概述 (6)1.1 网页的搜索策略和网页的分析 (7)1.1.1 网页搜索策略的选择 (7)1.2 URL介绍 (7)1.3 URL的标准化 (8)1.4 网页抓取 (9)1.5 网页分析 (10)1.6 Linux Socket 通信 (13)1.6.1 Linux Socket简介 (13)1.6.2 TCP/IP (14)1.6.3 客户端Socket函数介绍 (15)1.7 Linux平台下单个爬虫程序运行及结果分析 (18)二、分布式网络爬虫模型结构的概述 (22)三、分布式网络爬虫中使用的主要算法与数据的分析 (24)3.1 爬虫进程启动后的工作流程 (25)3.2 判重服务进程启动后的主要工作流程 (26)3.2.1 判重服务进程正常启动的主要过程 (26)3.2.2 判重服务进程选举启动的主要过程 (26)3.2.3 判重服务进程对某个爬虫进程异常退出后的处理过程 (27)四、结束语 (29)五、致谢 (30)参考文献 (31)绪论大家常用的搜索引擎，例如Baidu，Google也都有自己的网络爬虫来帮他们抓取Internet海洋中的网页。

这里稍微插一段题外话，其实网络爬虫和网站维护经常都是对立的，因为有些爬虫刷新时间短，有些爬虫比较“笨”，会在网站里迷失了路等情况，引起给网站服务器发送大量请求，造成服务器压力过大而崩溃。

但话又说回来，一个设计良好的网络爬虫，再加上使用者良好的素质，是完全可以避免以上情况的。

总得来说，网络爬虫带来的好处远远大于它自身和使用者带来的坏处。

大家几乎每天都在直接或间接地享受网络爬虫带来的好处，那么一个普通的网络爬虫它到底是如何构成的，又是如何抓取网页的呢？一、网络爬虫的功能以及原理的概述网络爬虫是网络搜索引擎的主要部分，主要功能是在互联网中收集数据，是为信息检索功能提供可靠的数据支持。

一个网络爬虫算法的优劣以及效率的高低都将直接影响搜索引擎的众多性能指标，网络爬虫程序的最主要的功能就是在网络上对网页内容中超链接的提取与分析以及进行网页数据的抓取工作。

网络爬虫刚开始启动时，网络爬虫就会从一个可扩展的任务队列中得到一项任务，即待抓取的网页信息(比如标示该URL的文本信息以及URL),随后将该URL对应的网页文件下载到本地保存起来，并对其中的网页代码文本内容进行分析,提取其中的相关信息以及超链接，将提取的链接送入判重服务进程的队列中等待判重查询，然后将没有扩展过的URL和相关信息加入到任务队列中,等待后续扩展，以是单个爬虫使用的框架，看起来更像是主题爬虫的框架。

(见图1.1)。

图1.11.1 网页的搜索策略和网页的分析网络爬虫的搜索策略（爬虫的算法）的研究及其URL分析是目前研究的两大方向，一个成功的爬虫需要强大的搜索策略和快速的URL分析。

1.1.1 网页搜索策略的选择网络爬虫一般常用的网页搜索策略包括深度优先搜索、广度优先搜索、最佳优先搜索等。

深度优先搜索（Depth First Search）：是指在抓取网页过程中，一直按一个方向搜索网页，直到碰到最底层，然后返回上一层，继续按原先的搜索策略搜索下去。

这种搜索策略在判定是否存在的问题上有些优势，但对于抓取网页来说，爬虫很容易陷入某个深渊，因为Internet网络本身就很复杂，再加上网页结构的复杂性，深度优先搜索策略几乎不被采用。

广度优先搜索（Breadth First Search）：是指在抓取网页过程中，首先抓取第一层的网页，然后再抓取第二层的网页，依次类推……。

这种搜索策略使用一种叫队列的数据结构来完成，一旦找到新的URL，就把它加入到队列中；每次用队列最前面的URL 来抓取网页。

但它也有自己的缺点，那就是随着层数的增加，大量无关的网页会被加进来。

最佳优先搜索（Best First Search）：和它的名字一样，这种搜索策略使用某种算法，用来计算每个URL的优先度，并按照这个优先度从大到小排列在一个数组中，每次要抓取的网页即优先度最大URL的网页。

这种搜索策略的优点可以避免广度优先搜索大量的无关网页被加进来，其缺点就是容易陷入某个相关度小的区域而忽略更大的区域。

因此对它来说，设计一种好的算法很重要，或者结合其它的算法。

本文采用的是第二种算法，因为其简单易实现，又因为本文需要抓取的网页在同一个域名下，且有关键字约束，所以可以防止大量无关的网页流入。

1.2 URL介绍统一资源定位符（URL，英语UniformResourceLocator的缩写）也被称为网页地址，是因特网上标准的资源的地址。

它最初是由蒂姆•伯纳斯－李发明用来作为万维网的地址的。

现在它已经被万维网联盟编制为因特网标准RFC1738了。

由于爬虫是通过URL的定位来抓取网页的，因此，需要了解URL的基本格式，才能继续下一步工作。

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网络爬虫课程设计文档

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网络爬虫网络爬虫是一个自动提取网页的程序，它为搜索引擎从万维网上下载网页，是搜索引擎的重要组成。

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。

简单来说，网络爬虫的基本工作流程可以分为如下几步：1.首先选取一部分精心挑选的种子URL；2.将这些URL放入待抓取URL队列；3.从待抓取URL队列中取出待抓取URL，解析DNS，并且得到主机的ip，并将URL对应的网页下载下来，存储进已下载网页库中。

此外，将这些URL放进已抓取URL队列。

4.分析已抓取URL队列中的URL，并且将URL放入待抓取URL队列，从而进入下一个循环。

对URL的认识爬虫最主要的处理对象就是URL，它根据URL地址取得所需要的文件内容，然后对它进行进一步的处理。

因此，准确地理解URL对理解网络爬虫至关重要。

URL：统一资源定位符，是Internet 上描述信息资源的字符串。

URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源，包括文件、服务器的地址和目录等。

URL 的格式由三部分组成：第一部分是协议(或称为服务方式)。

第二部分是存有该资源的主机IP地址(有时也包括端口号)。

第三部分是主机资源的具体地址，如目录和文件名等。

第一部分和第二部分用“://”符号隔开，第二部分和第三部分用“/”符号隔开。

第一部分和第二部分是不可缺少的，第三部分有时可以省略。

1.HTTP 协议的URL 示例使用超级文本传输协议HTTP，提供超级文本信息服务的资源。

例：/channel/welcome.htm。

其计算机域名为。

超级文本文件(文件类型为.html)是在目录/channel 下的welcome.htm。

这是中国人民日报的一台计算机。

例：/talk/talk1.htm。

其计算机域名为。

超级文本文件(文件类型为.html)是在目录/talk 下的talk1.htm。

scrapy-redis基本原理

scrapy-redis基本原理

scrapy-redis基本原理Scrapy-Redis是一个基于Scrapy框架的分布式爬虫解决方案，它利用了Redis作为分布式数据存储和消息队列，以实现多台机器上的爬虫协同工作。

在这篇文章中，我们将介绍Scrapy-Redis的基本原理和工作流程。

Scrapy-Redis的基本原理可以分为以下几个部分：1. 分布式爬虫架构，Scrapy-Redis利用了Redis的分布式特性，将爬虫的URL队列和爬取结果存储在Redis中，从而实现了多台机器上的爬虫协同工作。

这种架构可以大大提高爬取效率和可扩展性。

2. 基于Redis的队列管理，Scrapy-Redis使用Redis作为URL队列的存储和管理工具。

当一个爬虫节点需要获取新的URL进行爬取时，它会从Redis中的队列中取出URL进行处理。

这样不同的爬虫节点可以共享同一个URL队列，实现了分布式的URL调度。

3. 基于Redis的去重过滤，Scrapy-Redis还利用了Redis的集合数据结构来实现URL的去重过滤。

当一个URL被爬取过后，它会被加入到Redis的集合中，下次再遇到相同的URL时就会被过滤掉，避免重复爬取相同的页面。

4. 分布式爬虫的协同工作，Scrapy-Redis通过Redis的发布订阅功能实现了爬虫节点之间的通信和协同工作。

当一个爬虫节点获取到新的URL进行爬取后，它会将爬取结果发布到Redis的频道中，其他节点可以订阅该频道获取爬取结果，从而实现了分布式爬虫的协同工作。

总的来说，Scrapy-Redis利用了Redis的分布式特性和高效的数据结构，实现了一个高效的分布式爬虫解决方案。

它的基本原理包括分布式爬虫架构、基于Redis的队列管理、基于Redis的去重过滤和分布式爬虫的协同工作。

通过这些原理的应用，Scrapy-Redis可以实现高效的分布式爬取，并且具有良好的可扩展性和可维护性。

分布式数据系统的数据采集方法及分布式数据系统

分布式数据系统的数据采集方法及分布式数据系统

分布式数据系统的数据采集方法及分布式数据系统一、引言分布式数据系统是一种能够在多个计算机节点上存储和处理数据的系统。

在分布式数据系统中，数据的采集是非常重要的环节，它涉及到数据的获取、传输和存储等方面。

本文将详细介绍分布式数据系统的数据采集方法及其相关技术。

二、数据采集方法1. 传统数据采集方法传统的数据采集方法主要包括手动录入、文件导入和数据库连接等方式。

手动录入是指人工将数据逐条输入到系统中，适合于数据量较小的情况。

文件导入是将数据存储在文件中，然后通过读取文件的方式将数据导入到系统中。

数据库连接是通过连接数据库，通过SQL语句查询数据并导入到系统中。

2. 自动化数据采集方法自动化数据采集方法是指利用计算机程序自动从各种数据源中获取数据，并将其导入到分布式数据系统中。

常见的自动化数据采集方法包括以下几种：(1) 网络爬虫：通过网络爬虫程序，从网页中提取需要的数据，并将其导入到分布式数据系统中。

网络爬虫可以根据需求定制，可以定时抓取数据，也可以根据规则自动抓取数据。

(2) 数据接口：许多网站和应用程序提供了数据接口，可以通过调用接口获取数据。

通过对接口进行调用，可以实现自动化的数据采集。

(3) 传感器数据采集：对于物联网设备或者传感器等，可以通过采集传感器数据，并将其导入到分布式数据系统中。

这种方法适合于需要实时监测和采集数据的场景。

(4) 日志文件采集：对于系统日志文件或者其他日志文件，可以通过解析日志文件并提取关键信息，将其导入到分布式数据系统中。

这种方法适合于需要对系统运行状态进行分析和监控的场景。

三、分布式数据系统分布式数据系统是一种能够在多个计算机节点上存储和处理数据的系统。

它具有以下特点：1. 高可靠性：分布式数据系统通过数据备份和冗余机制，保证数据的可靠性和持久性。

即使某个节点发生故障，系统仍然可以正常运行。

2. 高扩展性：分布式数据系统可以根据需求进行水平扩展，即增加更多的计算机节点来存储和处理更多的数据。

大数据背景下依托于Python的网络爬虫技术研究

大数据背景下依托于Python的网络爬虫技术研究

TECHNOLOGY 技术应用摘要：网络爬虫在网络数据收集与分析上发挥了重要的作用。

在大数据背景下，依托于Python的网络爬虫技术具有操作简单、应用便捷、第三方库功能齐全以及文本字符串处理效果好等优势。

论文利用爬虫技术进行网页抓取具有广度最先、深度最先以及相似最先三种检索方案，包含了URL管理器模块、网页下载器模块与网页解析器模块。

关键词：Python；网络爬虫；技术研究大数据时代，数据和各个行业领域之间的联系越来越密切，也逐渐成为了行业领域不断发展和进步的重要基础。

怎样从庞大的数据资源中获取自身需要的数据，成为当下众多行业共同关注的问题。

从数据搜索层面来看，现在使用的搜索引擎较之前也有非常大的进步，做出了许多优化和改进，然而面临某些特别的数据以及难度大的搜索，还是难以达到理想的效果，得到的数据信息已经无法达到实际的使用标准。

不管是互联网安全，还是产品市场调查，这些都要有大量的数据资源作支撑，但是在互联网环境中并没有可以直接使用的数据资源，工作人员必须要手动进行搜索、分析以及挖掘等工作，并将获得的数据信息格式转化成需要的数据。

手动操作不仅难以获得全面的数据信息，同时也会造成工作效率低下，浪费时间和精力，而通过网络爬虫就可以轻松、便捷地完成网络数据信息的收集和分析工作，很好的改善了工作效率。

为此，本文探究了大数据背景下依托于Python的网络爬虫技术，为进一步提高网络数据分析和整合效果提供帮助。

一、依托于Python实现网络爬虫技术分析（一）网络爬虫概述网络爬虫也被叫做网页蜘蛛，能够依照设定的规则，实现万维网数据信息的程序以及脚本的自动抓取[1]。

现阶段网络爬虫技术越来越成熟，在互联网搜索引擎以及许多相关网站上都有着非常深入的应用，在促进网站发展上发挥了重要的作用。

网络爬虫可以便捷获得关联网站的内容以及检索途径，并且能够将网站的各个访问数据以及内容自动收集起来，为搜索引擎不断优化和改进提供支持，让使用者在进行信息检索时可以快速、便捷地检索到需要的数据信息。