Un po di storia: la rete

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1 Gabriella Pasi Università degli Studi di Milano Bicocca Il Web e i Motori di ricerca

2 Un po di storia: la rete Metà degli anni 60: nasce ARPANET Fine anni 60: standardizzazione dei protocolli Anni 70: la rete è usata attivamente dalla comunità scientifica (posta elettronica, trasferimento di file) 1980: formalizzazione del protocollo TCP/IP

3 Un po di storia: protocollo FTP FTP (File Transfer Protocol) standardizzato nel 1971 permette di copiare file da/verso server FTP accesso mediante login/password (o anonimo ) protocollo di elezione per il trasferimento di file negli anni 70 e 80 alla fine degli anni 80, circa metà del traffico di rete era dovuto a FTP FTP richiede che l utente sappia a priori a quale server collegarsi per ottenere i dati desiderati

4 Un po di storia: protocolli di ricerca Gopher (University of Minnesota, primi anni 90) consente di effettuare ricerche sulla base di parole chiave (o per argomento); la ricerca viene effettuata su un insieme di database registrati a partire da un database centrale WAIS (Wide Area Information Service, fine anni 80) consentiva di effettuare ricerche su un database, e di ottenere in risposta un elenco di file remoti, ordinati per rilevanza Archie (1990) permetteva di cercare un file su un indice costruito a partire dai server FTP, usando il nome (o un pattern di ricerca)

5 La nascita del Web Ideato da Tim Berners-Lee e Robert Cailliau e implementato t da Berners-Lee nel 1991 al CERN di Ginevra Ispirato all idea di ipertesto Berners-Lee è anche l ideatore del concetto di URL, del protocollo HTTP, del linguaggio i HTML, e del primo Web browser (chiamato WorldWideWeb, e realizzato per Next) e Web server

6 L idea Il Web è una collezione di documenti I documenti possono essere in vari formati, ma di preferenza sono ipertestuali e contengono collegamenti (link) verso altri documenti I documenti sono resi disponibili attraverso un protocollo client/server Ingredienti: URL + HTTP + HTML.

7 URL Ciascun documento è identificato da un URL (Uniform Resource Locator). Protocollo Nome dell host Pathname Viene risolto Può in essere un indirizzo pensato IP come ( ) il nome di un file mediante DNS (Domain Name System).

8 HTTP E il protocollo di elezione per il Web Cosa fa il client A fronte di un URL, il client (browser; p.es. Netscape, Mozilla,... ) risolve l hostname in un indirizzo IP (via DNS) Contatta il server Gli invia la richiesta (usando il protocollo dpecificato, p.es. l HTTP) Attende una risposta Visualizza il contenuto del documento

9 HTML L HTML (HyperText Markup Language) è un linguaggio i per la formattazione di documenti ipertestuali È il tipo di documento più comune Un documento HTML può contenere link ipertestuali ad altri URL

10 Il grafo del Web Si può pensare all insieme dei documenti presenti sul Web come a un grafo, in cui: i nodi sono gli URL; c è un arco fra il nodo x e il nodo y quando la pagina che corrisponde all URL x contiene un link verso l URL y. Questo grafo è chiamato grafo del Web. Ovviamente, si tratta di un grafo dinamico, che cambia in continuazione.

11 Il grafo del Web Difficili da valutare; comunque, il grafo è enorme. Numero di nodi(=documenti): 30/60 miliardi (escludendo le pagine non accessibili). Numero di archi: 400/800 miliardi. Numero di host: 1/2 miliardi. Numero di utenti: 1 miliardo.

12 Richiami: componenti connesse Dato un grafo orientato G=(V,E), definiamo una relazione fra i nodi, ponendo x y quando esistono un cammino da x a y e un cammino da y a x. La relazione è una relazione di equivalenza, le cui classi sono dette componenti (fortemente) connesse del grafo. È possibile costruire il grafo ridotto G*, che ha come nodi le componenti connesse, e ha un arco fra la componente C 1 e la componente C 2 quando esiste un arco che va da un nodo di C 1 a un nodo di C 2. 2

13 Componenti connesse: un Componenti connesse: un esempio

14 Componenti connesse: un Componenti connesse: un esempio

15 Componenti connesse: un Componenti connesse: un esempio

16 La struttura a cravattino del La struttura a cravattino del Web

17 La struttura a cravattino del Web Componente gigante Comprende circa il 30% delle pagine

18 La struttura a cravattino del Web Componenti sorgente (circa 24%) Puntano (direttamente o indirettamente) verso la componente gigante ma non sono raggiungibili dalla componente gigante Sono le pagine reiette

19 La struttura a cravattino del Web Componenti pozzo (circa 24%) Sono raggiungibili dalla componente gigante ma da esse non si può tornare indietro In questa categoria rientra la maggior parte dei documenti (senza link)

20 La struttura a cravattino del Web Componenti isolate, e tentacoli Non sono raggiungibili dalla componente gigante Da esse non si raggiunge la componente gigante Ci sono collegamenti fra sorgenti e pozzi che non passano per la g g p p p componente gigante (tentacoli)

21 Com è fatto un crawler (I) Un crawler (o spider) deve raccogliere pagine, essenzialmente effettuando una visita del grafo del web. La raccolta inizia a partire da una (o più) pagine, detta seme e di raccolta. Il problema della coverage: anche i migliori motori di p g g ricerca coprono solo il 16/20% della rete (in parte, a causa del fenomeno della dark net).

22 Com è fatto un crawler (II)

23 Problemi La scelta del seme Influisce sull insieme delle pagine visitate (coverage) Se si parte da una pagina nella componente gigante si visita tutto il web, tranne il lato sinistro del cravattino Esiste comunque una parte di web non raggiungibile solo attraverso i link: è il cosiddetto web oscuro Secondo molti il web visibile è oggi una percentuale minima (16-20%) del web.

24 Problemi Quali pagine scaricare La scelta delle pagine da scaricare sulla base del contenuto (header content-type) Solo pagine text/html? Anche pagine in altri formati? (P.es., application/ms-word, application/postscript,... ) Bisogna avere a disposizione strumenti per il parsing dei formati ipertestuali (come PDF) diversi dall HTML (per poter estrarre i link)

25 Problemi Cosa salvare di ogni pagina L intero contenuto (magari: compresi gli header HTTP)? Solo il testo (senza TAG)? Solo la sequenza di parole (senza TAG, senza punteggiatura)? Influisce sulla quantità di spazio occupato su disco E sempre necessario mantenere le pagine in forma compressa Valutazione: una pagina compressa, con gli header, occupa circa 4Kbyte (mediamente))

26 Problemi Che Link seguire A volte non si intende scaricare l intero web, ma solo una parte; p.es., le pagine del web italiano Occorre stabilire dei criteri (cos è il web italiano?.it? qualunque pagina in lingua italiana? e come si valuta se una pagina è in italiano?) Si stabiliscono di solito dei criteri che indicano quali URL seguire e quali non seguire

27 Problemi Politeness Evitare di bombardare un host con troppe richieste consecutive Rispettare eventuale black listing (protocollo robots.txt) Fornire, durante la visita, informazioni (user-agent) che consentano ai responsabili dei siti di sapere a chi rivolgere le proprie eventuali lamentele

28 Problemi Strategie di visita Come si seleziona la prossima pagina da visitare da F (nell algoritmo di visita)? Visita in profondità? in ampiezza? Cambia la rapidità con cui si raggiungono pagine importanti (di alta qualità) Indipendentemente dalla misura di qualit`a scelta, per crawl di tipo generale (non focused) la visita in ampiezza sembra essere molto efficiente

29 Problemi Come reagire alle anomalie Un crawler deve essere robusto, e tollerare anomalie (server che non rispettano il protocollo HTTP; pagine con HTML non corretto; ecc.) Spesso questo richiede l introduzione di euristiche (ad es. se un server afferma che una pagina è text/html, dobbiamo fidarci? se no, come possiamo tentare di determinare se sta mentendo?)

30 Problemi Snapshot vs. rinfresco Il crawler descritto sopra effettua una specie di fotografia (snapshot) del Web Ma il Web cambia! Un crawler vero deve mantenere fresche le proprie pagine, rivisitandole periodicamente Occorre rispettare la politeness e garantire la massima freschezza possibile

31 Perché Crawler distribuiti

32 Struttura di un Crawler distribuito

33 Crawler fully distributed Crawler fully distributed anarchici

34 Crawler fully distributed con Crawler fully distributed con assegnamento statico

35 Crawler con coordinatore Crawler con coordinatore centrale

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