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搜索引擎的挑战-缘起博客

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搜索引擎


搜索引擎面对的挑战

搜索引擎系统是最复杂的计算系统之一,当今主流搜索引擎服务商都是有财力、人力、技术的大公司。即使有技术、人力、财力的保证,搜索引擎还是面临很多技术挑战。搜索

引擎诞生后的十多年中,技术已经得到了长足的进步。我们今天看到的搜索结果质量与10年前相比已经好得多了。不过这还只是一个开始,搜索引擎必然还会有更多创新,提

供更多、更准确的内容。


总体来说,搜索引擎主要面对以下几方面的挑战。


1.页面抓取需要快而全面

互联网是一个动态的内容网络,每天有无数页面被更新、创建,无数用户在网站上发布内容、沟通联系。要返回最有用的内容,搜索引擎就要抓取最新的页面。但是由于页面数

量巨大,搜索引擎蜘蛛更新一次数据库中的页面要花很长时间。搜索引擎刚诞生时,这个抓取、更新周期往往以月为单位计算。这也就是Google在2003年以前每个月有一次大

更新的原因所在。


现在主流搜索引擎都已经能在几天之内更新重要页面,权重高的网站上的新文件几小时甚至几分钟之内就会被收录。不过,这种快速收录和更新也只能局限于高权重网站。很多

页面几个月不被重新抓取和更新,也是常见的。


要返回最好的结果,搜索引擎也必须抓取尽量全面的页面,这就需要解决很多技术问题。一些网站并不利于搜索引擎蜘蛛爬行和抓取,诸如网站链接结构的缺陷、大量使用

Flash、JavaScript脚本,或者把内容放在用户必须登录以后才能访问的部分,都增大了搜索引擎抓取内容的难度。


2.海量数据存储


一些大型网站单是一个网站就有百万、千万,甚至上亿页面,可以想象网上所有网站的页面加起来是一个什么数据量。搜索引擎蜘蛛抓取页面后,还必须有效存储这些数据,数

据结构必须合理,具备极高的扩展性,写入及访问速度要求也很高。

除了页面数据,搜索引擎还需要存储页面之间的链接关系及大量历史数据,这样的数据量是用户无法想象的。估计百度有三四十万台以上服务器,Google有几十个数据中心,

上百万台服务器。这样大规模的数据存储和访问必然存在很多技术挑战。

我们经常在搜索结果中看到,排名会没有明显原因地上下波动,甚至可能刷新一下页面,就看到不同的排名,有的时候网站数据也可能丢失。这些都可能与大规模数据存储、同

步的技术难题有关。


3.索引处理快速有效,具可扩展性

搜索引擎将页面数据抓取和存储后,还要进行索引处理,包括链接关系的计算、正向索引、倒排索引等。由于数据库中页面数量大,进行PR之类的迭代计算也是耗时费力的。

要想提供相关又及时的搜索结果,仅仅抓取没有用,还必须进行大量索引计算。由于随时都有新数据、新页面加入,因此索引处理也要具备很好的扩展性。


4.查询处理快速准确


查询是普通用户唯一能看到的搜索引擎工作步骤。用户在搜索框输入查询词,单击“搜索”按钮后,通常不到一秒就会看到搜索结果。表面最简单的过程,实际上涉及非常复杂的

后台处理。在最后的查询阶段,最重要的难题是怎样在不到一秒的时间内,快速从几十万、几百万,甚至几千万包含搜索词的页面中,找到最合理、最相关的1000个页面,并

且按照相关性、权威性排列。


5.判断用户意图及人工智能


应该说前4个挑战现在的搜索引擎都已经能够比较好地解决,但判断用户意图还处在初级阶段。不同用户搜索相同的查询词,很可能是在寻找不同的东西。比如搜索“苹果”,用

户到底是想了解苹果这个水果,还是苹果电脑?还是电影《苹果》的信息?也可能想听听《小苹果》?没有上下文,没有对用户个人搜索习惯的了解,就完全无从判断。

搜索引擎目前正在致力于基于对用户搜索习惯的了解、历史数据的积累,以及语义搜索技术的基础上,判断搜索意图,理解文档真实意义,返回更相关的结果。今后搜索引擎是

否能达到人工智能水平,真正了解用户查询的意义和目的,让我们拭目以待。

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