1 Descripción general de los rastreadores web

Un rastreador web, también conocido como araña web o robot web, es un programa automatizado que se utiliza para buscar y capturar información en Internet. Los rastreadores pueden atravesar páginas web, recopilar datos y extraer información para su posterior procesamiento y análisis. Los rastreadores web juegan un papel importante en los motores de búsqueda, la recopilación de datos, el seguimiento de la información y otros campos.

1.1 Principio de funcionamiento

Selección de URL inicial : el rastreador comienza con una o más URL iniciales, que suelen ser la página de inicio u otras páginas del sitio web que desea comenzar a rastrear.

Enviar solicitud HTTP : para cada URL inicial, el rastreador envía una solicitud HTTP para obtener el contenido de la página web. Las solicitudes pueden incluir diferentes métodos HTTP, como GET y POST, y también pueden establecer encabezados de solicitud, parámetros y cookies.

Recibir respuesta HTTP : El servidor devolverá una respuesta HTTP, que contiene el código HTML de la página web y otros recursos, como imágenes, CSS, JavaScript, etc.

Análisis del contenido de la página web : el rastreador utiliza una biblioteca de análisis de HTML (como Beautiful Soup o lxml) para analizar el código HTML recibido y convertirlo en una estructura de modelo de objeto de documento (DOM).

Extracción y procesamiento de datos : a través de la estructura DOM, los rastreadores extraen la información requerida de las páginas web, como títulos, textos, enlaces, imágenes, etc. Esto se puede lograr a través de selectores CSS, XPath, etc.

Almacenar datos : el rastreador almacena los datos extraídos en archivos locales, bases de datos u otros sistemas de almacenamiento para su posterior análisis y uso.

Descubrimiento de nuevos enlaces : al analizar páginas web, el rastreador encontrará nuevos enlaces y los agregará a la cola de URL para rastrear para poder seguir rastreando más páginas.

Proceso de repetición : el rastreador ejecuta los pasos anteriores en un bucle, extrae la URL de la cola de URL inicial, envía una solicitud, recibe una respuesta, analiza la página web, extrae información, procesa y almacena datos, descubre nuevos enlaces, hasta que el rastreo se completa la tarea.

Control y mantenimiento : los rastreadores deben establecer una frecuencia de solicitud y un retraso adecuados para evitar una carga excesiva en el servidor. También debe monitorear el estado de ejecución del rastreador y manejar errores y excepciones.

1.2 Escenarios de aplicación

Motores de búsqueda : los motores de búsqueda utilizan rastreadores para rastrear contenido web y crear índices para que los usuarios puedan encontrar rápidamente información relevante al buscar.

Recopilación de datos : las empresas, las instituciones de investigación, etc. pueden usar rastreadores para recopilar datos de Internet para el análisis de mercado, el seguimiento de la opinión pública, etc.

Agregación de noticias : los rastreadores pueden capturar títulos de noticias, resúmenes, etc. de varios sitios web de noticias para plataformas de agregación de noticias.

Comparación de precios : los sitios web de comercio electrónico pueden usar rastreadores para captar los precios de los productos de la competencia y la información para el análisis de comparación de precios.

Análisis científico : los investigadores pueden usar rastreadores para obtener literatura científica, artículos académicos y otra información.

1.3 Estrategia del rastreador

General Crawler y Focused Crawler son dos estrategias de rastreo web diferentes que se utilizan para obtener información en Internet. Funcionan de manera diferente y se usan de manera diferente.

Rastreador general: un rastreador general es un rastreador de propósito general cuyo objetivo es recorrer tantas páginas web como sea posible en Internet para recopilar e indexar la mayor cantidad de información posible. El rastreador general comenzará desde una URL de inicio y luego explorará más páginas web a través del seguimiento de enlaces, el rastreo recursivo, etc., para crear un índice extenso de páginas web.

Características de Universal Crawler:

El objetivo es recopilar la mayor cantidad de información posible.

Comience con una o más URL de inicio y siga la expansión a través de enlaces.

Adecuado para motores de búsqueda y grandes proyectos de indexación de datos.

Se debe tener en cuenta el archivo robots.txt y el mecanismo anti-rastreador del sitio web.

Rastreador enfocado: un rastreador enfocado es un rastreador que se enfoca en un campo o tema específico, y rastrea selectivamente páginas web relacionadas con un tema específico. A diferencia de los rastreadores de propósito general, los rastreadores enfocados solo se enfocan en ciertas páginas web específicas para satisfacer necesidades específicas, como análisis de opinión pública, agregación de noticias, etc.

Centrarse en las características de los reptiles:

Centrarse en un tema o campo específico.

Rastrear páginas web de forma selectiva según palabras clave específicas, reglas de contenido, etc.

Adecuado para necesidades personalizadas, como monitoreo de opinión pública, agregación de noticias, etc.

La información en campos específicos se puede obtener con mayor precisión.

En aplicaciones prácticas, los rastreadores de propósito general y los rastreadores enfocados tienen sus propias ventajas y usos. Los rastreadores de uso general son adecuados para crear índices completos de motores de búsqueda, así como para el análisis y la extracción de datos a gran escala. Los rastreadores enfocados son más adecuados para necesidades personalizadas y pueden obtener información precisa para campos o temas específicos.

1.4 El desafío del rastreador

Cambios en la estructura del sitio web : la estructura y el contenido del sitio web pueden cambiar en cualquier momento, y los rastreadores deben ajustarse y actualizarse.

Mecanismo anti-rastreador : algunos sitios web han adoptado medidas anti-rastreador, como limitar la frecuencia de las solicitudes y usar códigos de verificación.

Limpieza de datos : los datos extraídos de las páginas web pueden contener ruido y deben limpiarse y organizarse.

Asuntos legales y morales : los rastreadores deben cumplir con las leyes y regulaciones, respetar las reglas del sitio web y no abusar ni infringir los derechos e intereses de otros.

Resumen : un rastreador web es un programa automatizado que se utiliza para obtener información de Internet. Recopila y organiza datos a través de pasos como el envío de solicitudes, el análisis de páginas web y la extracción de información. En diferentes escenarios de aplicaciones, los rastreadores juegan un papel importante, pero también deben enfrentar varios desafíos y problemas de cumplimiento.

2 Desarrollo de rastreadores web

2.1 Proceso básico del rastreador web general

2.2 Tecnologías comunes de rastreadores web

Un rastreador web es un programa automatizado que se utiliza para recopilar datos de Internet. Las tecnologías de rastreadores web y las bibliotecas de terceros comúnmente utilizadas incluyen lo siguiente:

1. Tramitación de solicitudes y respuestas:

Solicitudes: una biblioteca para enviar solicitudes HTTP y procesar respuestas, lo que facilita a los rastreadores obtener contenido web.

httpx: similar requests, admite solicitudes síncronas y asíncronas, adecuado para rastreadores de alto rendimiento.

2. Analizar y extraer datos:

Beautiful Soup: se utiliza para analizar documentos HTML y XML y proporciona métodos sencillos para extraer los datos necesarios.

lxml: una biblioteca de análisis HTML y XML de alto rendimiento que admite selectores XPath y CSS.

PyQuery: una biblioteca de análisis basada en jQuery que admite selectores de CSS.

3. Representar dinámicamente páginas web:

Selenium: una biblioteca de navegador automatizada para manejar páginas web renderizadas dinámicamente, como el contenido de carga de JavaScript.

4. Procesamiento asíncrono:

asyncio y aiohttp: se utilizan para procesar solicitudes de forma asíncrona y mejorar la eficiencia de los rastreadores.

5. Almacenamiento de datos:

SQLite, MySQL, MongoDB: la base de datos se utiliza para almacenar y administrar datos rastreados.

CSV, JSON: Formatos simples para exportar e importar datos.

6. Anti-rastreador y proxy IP:

Configuración de agente de usuario: configure el encabezado de agente de usuario de la solicitud para simular diferentes navegadores y sistemas operativos.

Servidor proxy: use IP proxy para ocultar la dirección IP real y evitar la prohibición de IP.

Procesamiento de captchas: utilice la tecnología de reconocimiento de captchas para procesar sitios web que requieran captchas.

7. Robots.txt y cumplimiento de la política del sitio:

robots.txt: un archivo que verifica el sitio web robots.txty sigue las reglas del sitio web.

Retraso del rastreador: establezca el retraso de las solicitudes del rastreador para evitar una carga excesiva en el servidor.

8. Estructura del rastreador:

Scrapy: un potente marco de rastreo que proporciona muchas funciones para organizar el proceso de rastreo.

Splash: un servicio de renderizado de JavaScript, adecuado para manejar páginas web dinámicas.

2.3 Bibliotecas de terceros comúnmente utilizadas por rastreadores web

Los rastreadores web utilizan una variedad de tecnologías y bibliotecas de terceros para lograr la adquisición, el análisis y el procesamiento de datos de las páginas web. Las siguientes son tecnologías de uso común y bibliotecas de terceros para rastreadores web:

1. Biblioteca de solicitudes: el núcleo de un rastreador web es enviar solicitudes HTTP y procesar respuestas. Aquí hay algunas bibliotecas de solicitud de uso común:

Solicitudes: una biblioteca HTTP fácil de usar para enviar solicitudes HTTP y procesar respuestas.

httpx: un cliente HTTP moderno que admite solicitudes asíncronas y síncronas.

2. Biblioteca de análisis: la biblioteca de análisis se utiliza para extraer los datos necesarios de documentos HTML o XML.

Beautiful Soup: una biblioteca para extraer datos de documentos HTML y XML, que admite consultas y análisis flexibles.

lxml: una biblioteca de análisis XML y HTML de alto rendimiento que admite selectores XPath y CSS.

3. Repositorio de datos: almacenar los datos rastreados es una de las partes importantes del rastreador.

SQLAlchemy: un poderoso kit de herramientas SQL para manipular bases de datos relacionales en Python.

Pandas: una biblioteca de análisis de datos que se puede utilizar para la limpieza y el análisis de datos.

MongoDB: una base de datos no relacional, adecuada para almacenar y procesar grandes cantidades de datos no estructurados.

SQLite: una base de datos relacional integrada ligera.

4. Biblioteca asíncrona: el uso de solicitudes asíncronas puede mejorar la eficiencia de los rastreadores.

asyncio: la biblioteca de E/S asíncrona de Python para escribir código asíncrono.

aiohttp: un cliente HTTP asíncrono que admite solicitudes asíncronas.

5. Procesamiento de representación dinámica: algunas páginas web utilizan JavaScript para la representación dinámica, que debe ser procesada por el motor del navegador.

Selenium: una biblioteca de manipulación de navegador automatizada para manejar páginas renderizadas con JavaScript.

6. Respuesta a la tecnología anti-rastreador: algunos sitios web toman medidas anti-rastreador, que requieren algunas técnicas para eludirlas.

Grupo de proxy: use una IP de proxy para evitar que se bloquee el acceso frecuente a la misma IP.

Aleatorización de User-Agent: Cambie el User-Agent para emular diferentes navegadores y sistemas operativos.

Estas son solo algunas de las técnicas y bibliotecas de terceros comúnmente utilizadas por los rastreadores web. De acuerdo con los requisitos reales del proyecto, puede elegir las tecnologías y herramientas adecuadas para lograr rastreadores web eficientes, estables y útiles.

3 Ejemplo de rastreador simple

Cree un rastreador simple, como rastrear información de texto en una página web estática y generarla.

import requests
from bs4 import BeautifulSoup

# 发送GET请求获取网页内容
url = 'https://www.baidu.com'
response = requests.get(url)
response.encoding = 'utf-8'  # 指定编码为UTF-8
html_content = response.text

# 使用Beautiful Soup解析HTML内容
soup = BeautifulSoup(html_content, 'html.parser')

# 提取网页标题
title = soup.title.text

# 提取段落内容
paragraphs = soup.find_all('p')
paragraph_texts = [p.text for p in paragraphs]

# 输出结果
print("Title:", title)
print("Paragraphs:")
for idx, paragraph in enumerate(paragraph_texts, start=1):
    print(f"{idx}. {paragraph}")

[100 días competentes en python] Día 41: desarrollo del rastreador web de Python_ Introducción a los conceptos básicos del rastreador

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