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搜索引擎工作的基礎(chǔ)流程與原理 |
| 發(fā)布時(shí)間: 2012/9/19 9:47:25 |
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搜索引擎最重要的是什么?有人會(huì)說是查詢結(jié)果的準(zhǔn)確性，有人會(huì)說是查詢結(jié)果的豐富性，但其實(shí)這些都不是搜索引擎最最致命的地方。對(duì)于搜索引擎來說，最最致命的是查詢時(shí)間。試想一下，如果你在百度界面上查詢一個(gè)關(guān)鍵詞，結(jié)果需要5分鐘才能將你的查詢結(jié)果反饋給你，那結(jié)果必然是你很快的舍棄掉百度。
搜索引擎為了滿足對(duì)速度苛刻的要求(現(xiàn)在商業(yè)的搜索引擎的查詢時(shí)間單位都是微秒數(shù)量級(jí)的)，所以采用緩存支持查詢需求的方式，也就是說我們?cè)诓樵兯阉鲿r(shí)所得到的結(jié)果并不是及時(shí)的，而是在其服務(wù)器已經(jīng)緩存好了的結(jié)果。那么搜索引擎工作的大體流程是什么樣子呢?我們可以理解為三段式。
本文僅僅是對(duì)著三段工作流程進(jìn)行大體上的講解與綜述，其中一些詳細(xì)的技術(shù)細(xì)節(jié)將會(huì)用其它的文章進(jìn)行單獨(dú)的講解。
一.網(wǎng)頁搜集
網(wǎng)頁搜集，其實(shí)就是大家常說的蜘蛛抓取網(wǎng)頁。那么對(duì)于蜘蛛(google稱之為機(jī)器人)來說，他們感興趣的頁面分為三類：
1.蜘蛛從未抓去過的新頁面。
2.蜘蛛抓取過，但頁面內(nèi)容有改動(dòng)的頁面。
3.蜘蛛抓取過，但現(xiàn)在已刪除了的頁面。
那么如何行之有效的發(fā)現(xiàn)這三類頁面并進(jìn)行抓取，就是spider程序設(shè)計(jì)的初衷與目的。那么這里就涉及到一個(gè)問題，蜘蛛抓取的起始點(diǎn)。
每一位站長只要你的網(wǎng)站沒有被嚴(yán)重降權(quán)，那么通過網(wǎng)站后臺(tái)的服務(wù)器，你都可以發(fā)現(xiàn)勤勞的蜘蛛光顧你的站點(diǎn)，但是你們有沒有想過從編寫程序的角度上來說，蜘蛛是怎么來的呢?針對(duì)于此，各方有各方的觀點(diǎn)。有一種說法，說蜘蛛的抓取是從種子站(或叫高權(quán)重站)，依照權(quán)重由高至低逐層出發(fā)的。另一種說法蜘蛛爬在URL集合中是沒有明顯先后順序的，搜索引擎會(huì)根據(jù)你網(wǎng)站內(nèi)容更新的規(guī)律，自動(dòng)計(jì)算出何時(shí)是爬取你網(wǎng)站的最佳時(shí)機(jī)，然后進(jìn)行抓取。
其實(shí)對(duì)于不同的搜索引擎，其抓取出發(fā)點(diǎn)定然會(huì)有所區(qū)別，針對(duì)于百度，筆者較為傾向于后者。在百度官方博客發(fā)布的《索引頁鏈接補(bǔ)全機(jī)制的一種辦法》一文中，其明確指出“spider會(huì)盡量探測(cè)網(wǎng)頁的發(fā)布周期，以合理的頻率來檢查網(wǎng)頁”，由此我們可以推斷，在百度的索引庫中，針對(duì)每個(gè)URL集合，其都計(jì)算出適合其的抓取時(shí)間以及一系列參數(shù)，然后對(duì)相應(yīng)站點(diǎn)進(jìn)行抓取。
在這里，我要說明一下，就是針對(duì)百度來說，site的數(shù)值并非是蜘蛛已抓取你頁面的數(shù)值。比如site:www.****.com，所得出的數(shù)值并不是大家常說的百度收錄數(shù)值，想查詢具體的百度收錄量應(yīng)該在百度提供的站長工具里查詢索引數(shù)量。那么site是什么?這個(gè)我會(huì)在今后的文章中為大家講解。
那么蜘蛛如何發(fā)現(xiàn)新鏈接呢?其依靠的就是超鏈接。我們可以把所有的互聯(lián)網(wǎng)看成一個(gè)有向集合的聚集體，蜘蛛由起始的URL集合A沿著網(wǎng)頁中超鏈接開始不停的發(fā)現(xiàn)新頁面。在這個(gè)過程中，每發(fā)現(xiàn)新的URL都會(huì)與集合A中已存的進(jìn)行比對(duì)，若是新的URL，則加入集合A中，若是已在集合A中存在，則丟棄掉。蜘蛛對(duì)一個(gè)站點(diǎn)的遍歷抓取策略分為兩種，一種是深度優(yōu)先，另一種就是寬度優(yōu)先。但是如果是百度這類商業(yè)搜索引擎，其遍歷策略則可能是某種更加復(fù)雜的規(guī)則，例如涉及到域名本身的權(quán)重系數(shù)、涉及到百度本身服務(wù)器矩陣分布等。
二.預(yù)處理
預(yù)處理是搜索引擎最復(fù)雜的部分，基本上大部分排名算法都是在預(yù)處理這個(gè)環(huán)節(jié)生效。那么搜索引擎在預(yù)處理這個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)數(shù)據(jù)主要進(jìn)行以下幾步處理：
1.提取關(guān)鍵詞
蜘蛛抓取到的頁面與我們?cè)跒g覽器中查看的源碼是一樣的，通常代碼雜亂無章，而且其中還有很多與頁面主要內(nèi)容是無關(guān)的。由此，搜索引擎需要做三件事情：1?代碼去噪。去除掉網(wǎng)頁中所有的代碼，僅剩下文本文字。②去除非正文關(guān)鍵詞。例如頁面上的導(dǎo)航欄以及其它不同頁面共享的公共區(qū)域的關(guān)鍵詞。③去除停用詞。停用詞是指沒有具體意義的詞匯，例如“的”“在”等。
當(dāng)搜索引擎得到這篇網(wǎng)頁的關(guān)鍵詞后，會(huì)用自身的分詞系統(tǒng)，將此文分成一個(gè)分詞列表，然后儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中，并與此文的URL進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。下面我舉例說明。
假如蜘蛛爬取的頁面的URL是http://www.****.com/2.html，而搜索引擎在此頁面經(jīng)過上述操作后提取到的關(guān)鍵詞集合為p，且p是由關(guān)鍵詞p1,p2,……,pn組成，則在百度數(shù)據(jù)庫中，其相互間的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)，如下圖。
2.消除重復(fù)與轉(zhuǎn)載網(wǎng)頁
每個(gè)搜索引擎其識(shí)別重復(fù)頁面的算法均不相同，但是其中筆者認(rèn)為，如果將消重算法理解為由100個(gè)元素組成，那么所有的搜索引擎恐怕其80個(gè)元素都是完全一樣的。而另外20個(gè)元素，則是根據(jù)不同的搜索引擎針對(duì)seo的態(tài)度不同，而專門設(shè)立的對(duì)應(yīng)策略。本文僅對(duì)搜索引擎大體流程進(jìn)行初步講解，具體數(shù)學(xué)模型不多做講解。
3.重要信息分析
在進(jìn)行代碼除噪的過程中，搜索引擎并非簡單的將其去除掉而已，而是充分利用網(wǎng)頁代碼(例如H標(biāo)簽、strong標(biāo)簽)、關(guān)鍵詞密度、內(nèi)鏈錨文本等方式分析出此網(wǎng)頁中最重要的詞組。
4.網(wǎng)頁重要度分析
通過指向該網(wǎng)頁的外鏈錨文本所傳遞的權(quán)重?cái)?shù)值，來為此網(wǎng)頁確定一個(gè)權(quán)重?cái)?shù)值，同時(shí)結(jié)合上述的“重要信息分析”，從而確立此網(wǎng)頁的關(guān)鍵詞集合p中每一個(gè)關(guān)鍵詞所具備的排名系數(shù)。
5.倒排文件
正如上文所說，用戶在查詢時(shí)所得到的查詢結(jié)果并非是及時(shí)的，而是在搜索引擎的緩存區(qū)已經(jīng)大體排好的，當(dāng)然搜索引擎不會(huì)未卜先知，他不會(huì)知道用戶會(huì)查詢哪些關(guān)鍵詞，但是他可以建立一個(gè)關(guān)鍵詞詞庫，而當(dāng)其處理用戶查詢請(qǐng)求的時(shí)候，會(huì)將其請(qǐng)求按照詞庫進(jìn)行分詞。那么這樣下來，搜索引擎就可以在用戶產(chǎn)生查詢行為之前，將詞庫中的每一個(gè)關(guān)鍵詞其對(duì)應(yīng)的URL排名先行計(jì)算好，這樣就大大節(jié)省了處理查詢的時(shí)間了。
簡單來說，搜索引擎用控制器來控制蜘蛛爬取，然后將URL集與原始數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存，保存之后再用索引器控制每個(gè)關(guān)鍵詞與URL之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將其保存在索引數(shù)據(jù)庫中。
下面我們來舉例說明:
假若http://www.****.com/2.html頁面被切詞成p={p1，p2，p3，……，pn}，則其在索引數(shù)據(jù)庫中由下圖方式體現(xiàn)。
上圖是為了方便大家便于理解而做出來的，索引數(shù)據(jù)庫實(shí)際上是搜索引擎中對(duì)性能要求最高的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)槔锩嫠幸蛩囟紩?huì)受到算法影響，所以實(shí)際上的索引數(shù)據(jù)庫我覺得應(yīng)該是由多維數(shù)組所組成的較為復(fù)雜的索引表，但其主要體現(xiàn)的大體作用與上圖相同。
三、查詢服務(wù)
查詢服務(wù)顧名思義，就是處理用戶在搜索界面的查詢請(qǐng)求。搜索引擎構(gòu)建檢索器，然后分三步來處理請(qǐng)求。
1.根據(jù)查詢方式與關(guān)鍵詞進(jìn)行切詞
首先先把用戶搜索的關(guān)鍵詞切分為一個(gè)關(guān)鍵詞序列，我們暫時(shí)用q來表示，則用戶搜索的關(guān)鍵詞q被切分為q={q1，q2，q3，……，qn}。
然后再根據(jù)用戶查詢方式，例如是所有詞連在一起，還是中間有空格等，以及根據(jù)q中不同關(guān)鍵詞的詞性，來確定所需查詢?cè)~中每一個(gè)詞在查詢結(jié)果的展示上所占有的重要性。
2.搜索結(jié)果排序
我們有了搜索詞集合q，q中每個(gè)關(guān)鍵詞所對(duì)應(yīng)的URL排序——索引庫，同時(shí)也根據(jù)用戶的查詢方式與詞性計(jì)算出每個(gè)關(guān)鍵詞在查詢結(jié)果的展示上所占有的重要，那么只需要進(jìn)行一點(diǎn)綜合性的排序算法，搜索結(jié)果就出來了。
3.展示搜索結(jié)果與文檔摘要
當(dāng)有了搜索結(jié)果后，搜索引擎就會(huì)將搜索結(jié)果展示在用戶閱覽的界面上以供用戶使用。
在這里，大家可以思考兩個(gè)個(gè)問題。
1?大家在搜索界面中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)百度展示的摘要是用戶搜索詞周圍的，如果我不僅僅只看第一頁，多往后翻一些頁，會(huì)看到有些結(jié)果由于其目標(biāo)頁面本身并未完全包含搜索詞，而在百度提取的摘要中標(biāo)紅詞僅是部分搜索詞，那么我們可以這樣理解，百度在搜索詞不被完全包含的情況下，是不是應(yīng)該優(yōu)先展現(xiàn)在分詞結(jié)果中被百度認(rèn)為較為重要的詞呢?那么從這些搜索結(jié)果中我們是不是就可以看出百度分詞算法的部分端倪呢?
②有時(shí)候頁面中會(huì)多次出現(xiàn)搜索詞，而百度搜索結(jié)果頁面中在網(wǎng)站摘要部分僅會(huì)顯示部分，通常這么部分是連續(xù)的，那我們是不是可以理解在摘要部分，百度會(huì)優(yōu)先展示頁面中它認(rèn)為與對(duì)此搜索詞最重要的部分呢?那么由此我們是不是可以揣度出百度針對(duì)頁面除噪后對(duì)不同部分賦予權(quán)重的算法呢?
這兩個(gè)問題仁者見仁智者見智，做SEO的朋友們自己去探索與摸索吧，筆者不敢在此無人子弟。
四、現(xiàn)今百度的流程漏洞
請(qǐng)?jiān)徫矣昧鞒搪┒磥硇稳葸@個(gè)模塊，但我不得不說，在如今點(diǎn)擊器橫行的天下，我覺得說是漏洞無可厚非。
那就是除了上面三個(gè)大環(huán)節(jié)外，百度還構(gòu)建了用戶行為模塊，來影響原始數(shù)據(jù)庫與索引庫。而影響原始數(shù)據(jù)庫的，是百度的快照投訴，主要處理互聯(lián)網(wǎng)暴利的一些行為，這點(diǎn)無可厚非。而影響索引庫的，是用戶的點(diǎn)擊行為，這個(gè)設(shè)計(jì)本身也無可厚非，但百度算法的不成熟，導(dǎo)致了點(diǎn)擊器作弊猖獗。
百度的用戶行為分析模塊很簡單，除了自身投訴的提交入口外，就是搜集用戶在搜索界面的點(diǎn)擊行為，如果此頁面結(jié)果被大部分用戶閱覽，但沒有產(chǎn)生點(diǎn)擊，用戶居然大部分選擇點(diǎn)擊第二頁甚至更后面的頁面，則此現(xiàn)象就會(huì)被百度工程師們所知道，則會(huì)根據(jù)這方面來微調(diào)算法。如今百度針對(duì)不同行業(yè)，其算法早已不同了。
如果前兩頁內(nèi)某個(gè)搜索界面被大量用戶選擇點(diǎn)擊，則通常會(huì)在24小時(shí)候，這個(gè)搜索結(jié)果被大幅前提，甚至?xí)惶嵘恋谝幻?/div>
五、搜索引擎大體流程圖(加上用戶行為分析器)
以上就是我所對(duì)搜索引擎工作的基礎(chǔ)流程與原理的理解。
最后我想說廣大的SEO從業(yè)者們應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)無論是百度還是谷歌或者其它的商業(yè)搜索引擎，他們都會(huì)要求seoer們不要去在意算法、不要去在意搜索引擎，而是去多關(guān)注用戶體驗(yàn)。這里我們可以理解成一個(gè)比喻，搜索引擎是買西瓜的人，而SEO們是種西瓜的人，買西瓜的人要求我們這些種西瓜的人不要關(guān)心他們挑選西瓜的標(biāo)準(zhǔn)，而是多多在意怎么去種出好西瓜，而對(duì)于什么樣的西瓜是他們需要的好西瓜，他們又往往用一些模糊的概念掩蓋過去。誠然，這樣搜索引擎得到的結(jié)果將會(huì)多樣化，他們可以在挑選結(jié)果時(shí)有更多的選擇，能夠最大限度的維護(hù)這些商業(yè)搜索引擎自身的利益，但是請(qǐng)其也不要忘記，我們這些種西瓜的也要有口飯吃。
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