搜索引擎核心算法

外鏈?zhǔn)撬阉饕嫠惴ㄖ?，判斷網(wǎng)站權(quán)重高低的重要指標(biāo)，當(dāng)用戶在搜索框中輸入關(guān)鍵時(shí)，搜索引擎面對(duì)大量擁有相同內(nèi)容的網(wǎng)頁(yè)，首先需要解決的就是，通過(guò)哪些參數(shù)覺(jué)得網(wǎng)頁(yè)排名的高低。今天，筆者就簡(jiǎn)單介紹外鏈建設(shè)中，比較有名的核心算法：PageRank 算法、Hilltop 算法、Direct Hit 算法。

第一種算法、PageRank 算法

1998 年，Sergey Brin 和 Lawrence Page 提出了 PageRank 算法。該算法基于“從許多優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)頁(yè)鏈接過(guò)來(lái)的網(wǎng)頁(yè)，必定還是優(yōu)質(zhì)網(wǎng)頁(yè)”的回歸關(guān)系，來(lái)判定網(wǎng)頁(yè)的重要性。該算法認(rèn)為從網(wǎng)頁(yè) A 導(dǎo)向網(wǎng)頁(yè) B 的鏈接可以看作是頁(yè)面 A 對(duì)頁(yè)面 B 的支持投票，根據(jù)這個(gè)投票數(shù)來(lái)判斷頁(yè)面的重要性。當(dāng)然，不僅僅只看投票數(shù)，還要對(duì)投票的頁(yè)面進(jìn)行重要性分析，越是重要的頁(yè)面所投票的評(píng)價(jià)也就越高。根據(jù)這樣的分析，得到了高評(píng)價(jià)的重要頁(yè)面會(huì)被給予較高的 PageRank 值，在檢索結(jié)果內(nèi)的名次也會(huì)提高。PageRank 是基于對(duì)“使用復(fù)雜的算法而得到的鏈接構(gòu)造” 的分析，從而得出的各網(wǎng)頁(yè)本身的特性。

分析：PageRank 算法的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)頁(yè)給出了一個(gè)全局的重要性排序，并且算法的計(jì)算過(guò)程是可以離線完成的，這樣有利于迅速響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。不過(guò)，其缺點(diǎn)在于主題無(wú)關(guān)性，沒(méi)有區(qū)分頁(yè)面內(nèi)的導(dǎo)航鏈接、廣告鏈接和功能鏈接等，容易對(duì)廣告頁(yè)面有過(guò)高評(píng)價(jià)；另外，PageRank 算法的另一弊端是，舊的頁(yè)面等級(jí)會(huì)比新頁(yè)面高，因?yàn)樾马?yè)面，即使是非常好的頁(yè)面，也不會(huì)有很多鏈接，除非他是一個(gè)站點(diǎn)的子站點(diǎn)。這就是 PageRank 需要多項(xiàng)算法結(jié)合的原因。

第二種算法、Hilltop 算法

HillTop，是一項(xiàng)搜索引擎結(jié)果排序的專(zhuān)利，是 Google 的一個(gè)工程師 Bharat 在 2001 年獲得的專(zhuān)利。HillTop 算法的指導(dǎo)思想和 PageRank 是一致的，即都通過(guò)反向鏈接的數(shù)量和質(zhì)量來(lái)確定搜索結(jié)果的排序權(quán)重。但 HillTop 認(rèn)為只計(jì)算來(lái)自具有相同主題的相關(guān)文檔鏈接對(duì)于搜索者的價(jià)值會(huì)更大，即主題相關(guān)網(wǎng)頁(yè)之間的鏈接對(duì)于權(quán)重計(jì)算的貢獻(xiàn)比主題不相關(guān)的鏈接價(jià)值要更高。在 1999-2000 年，當(dāng)這個(gè)算法被 Bharat 與其他 Google 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)出來(lái)的時(shí)候，他們稱這種對(duì)主題有影響的文檔為“專(zhuān)家”文檔，而只有從這些專(zhuān)家文檔頁(yè)面到目標(biāo)文檔的鏈接決定了被鏈接網(wǎng)頁(yè)“權(quán)重得分”的主要部分。

Hilltop 算法的過(guò)程：首先計(jì)算查詢主題最相關(guān)的“專(zhuān)家”資源列表；其次在選中的“專(zhuān)家”集中識(shí)別相關(guān)的鏈接，并追蹤它們以識(shí)別相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)目標(biāo)；然后將目標(biāo)根據(jù)非關(guān)聯(lián)的指向它們的“專(zhuān)家”數(shù)量和相關(guān)性排序。由此，目標(biāo)網(wǎng)頁(yè)的得分反映了關(guān)于查詢主題的最中立的專(zhuān)家的集體觀點(diǎn)。如果這樣的專(zhuān)家池不存在，Hilltop 不會(huì)給出結(jié)果。

從 Hilltop 算法過(guò)程可見(jiàn)，該算法包括兩個(gè)主要的方面：尋找專(zhuān)家；目標(biāo)排序。通過(guò)對(duì)搜索引擎抓取的網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行預(yù)處理，找出專(zhuān)家頁(yè)面。對(duì)于一個(gè)關(guān)鍵詞的查詢，首先在專(zhuān)家中查找，并排序返回結(jié)果。

權(quán)威頁(yè)面是對(duì)于一個(gè)查詢主題來(lái)說(shuō)最好的專(zhuān)家指向的頁(yè)面。專(zhuān)家也有可能在更寬泛的領(lǐng)域或其它領(lǐng)域的主題上也是專(zhuān)家。在專(zhuān)家頁(yè)面中只有一部分鏈接與主題相關(guān)。因此，把查詢主題的專(zhuān)家中相關(guān)的外向鏈接合并，以找到查詢主題相關(guān)頁(yè)面高度認(rèn)可的頁(yè)面。

從排名在前的匹配專(zhuān)家頁(yè)面和相聯(lián)系的匹配信息中選擇專(zhuān)家頁(yè)面中一個(gè)超鏈接的子集。尤其選擇那些與所有的查詢相關(guān)的鏈接?；谶@些選中的鏈接找出一個(gè)它們的目標(biāo)子集作為查詢主題最相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)。這個(gè)目標(biāo)子集包含至少被兩個(gè)非親屬的專(zhuān)家頁(yè)面鏈接到的網(wǎng)頁(yè)。目標(biāo)集根據(jù)指向它們的專(zhuān)家的綜合成績(jī)來(lái)排序。

Hilltop 在應(yīng)用中還存在一些不足。專(zhuān)家頁(yè)面的搜索和確定對(duì)算法起關(guān)鍵作用，專(zhuān)家頁(yè)面的質(zhì)量決定了算法的準(zhǔn)確性；而專(zhuān)家頁(yè)面的質(zhì)量和公平性在一定程度上難以保證。Hiltop 忽略了大多數(shù)非專(zhuān)家頁(yè)面的影響。在 Hiltop 的原型系統(tǒng)中，專(zhuān)家頁(yè)面只占到整個(gè)頁(yè)面的 1.79%，不能全面代表整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)。

Hiltop 算法在無(wú)法得到足夠的專(zhuān)家頁(yè)面子集時(shí)（少于兩個(gè)專(zhuān)家頁(yè)面），返回為空，即 Hiltop 適合于對(duì)查詢排序進(jìn)行求精，而不能覆蓋。這意味著 Hilltop 可以與某個(gè)頁(yè)面排序算法結(jié)合，提高精度，而不適合作為一個(gè)獨(dú)立的頁(yè)面排序算法。Hilltop 中根據(jù)查詢主題從專(zhuān)家頁(yè)面集合中選取與主題相關(guān)的子集也是在線運(yùn)行的，這與前面提到的 HITS 算法一樣會(huì)影響查詢響應(yīng)時(shí)間。隨著專(zhuān)家頁(yè)面集合的增大，算法的可伸縮性存在不足之處。

分析：HITS 算法的優(yōu)點(diǎn)在于它能更好地描述互聯(lián)網(wǎng)的組織特點(diǎn)，由于它只是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的很小的一個(gè)子集進(jìn)行分析，所以它需要的迭代次數(shù)更少，收斂速度更快，減少了時(shí)間復(fù)雜度。

但 HITS 算法也存在如下缺點(diǎn)：中心網(wǎng)頁(yè)之間的相互引用以增加其網(wǎng)頁(yè)評(píng)價(jià)，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)站上的多篇網(wǎng)頁(yè)指向一個(gè)相同的鏈接，或者一個(gè)網(wǎng)頁(yè)指向另一個(gè)網(wǎng)站上的多個(gè)文件時(shí)會(huì)引起評(píng)分的不正常增加，這會(huì)導(dǎo)致易受“垃圾鏈接”的影響；網(wǎng)頁(yè)中存在自動(dòng)生成的鏈接；

主題漂移，在鄰接圖中經(jīng)常包括一些和搜索主題無(wú)關(guān)的鏈接，如果這些鏈接自身也是中心網(wǎng)頁(yè)或權(quán)威網(wǎng)頁(yè)就會(huì)引起主題漂移：對(duì)于每個(gè)不同的查詢算法都需要重新運(yùn)行一次來(lái)獲取結(jié)果。這使得它不可能用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)，因?yàn)閷?duì)于上千萬(wàn)次的并發(fā)查詢這樣的開(kāi)銷(xiāo)實(shí)在太大。

第三種算法、Direct Hit 算法

與前面的算法相比，Ask Jeeves 公司的 Direct Hit 算法是一種注重信息的質(zhì)量和用戶反饋的排序方法。它的基本思想是，搜索引擎將查詢的結(jié)果返回給用戶，并跟蹤用戶在檢索結(jié)果中的點(diǎn)擊。如果返回結(jié)果中排名靠前的網(wǎng)頁(yè)被用戶點(diǎn)擊后，瀏覽時(shí)間較短，用戶又重新返回點(diǎn)擊其它的檢索結(jié)果，那么可以認(rèn)為其相關(guān)度較差，系統(tǒng)將降低該網(wǎng)頁(yè)的相關(guān)性。另一方面，如果網(wǎng)頁(yè)被用戶點(diǎn)擊打開(kāi)進(jìn)行瀏覽，并且瀏覽的時(shí)間較長(zhǎng)，那么該網(wǎng)頁(yè)的受歡迎程度就高，相應(yīng)地，系統(tǒng)將增加該網(wǎng)頁(yè)的相關(guān)度?？梢钥闯?，在這種方法中，相關(guān)度在不停地變化，對(duì)于同一個(gè)詞在不同的時(shí)間進(jìn)行檢索，得到結(jié)果集合的排序也有可能不同，它是一種動(dòng)態(tài)排序。

分析：該算法的優(yōu)點(diǎn)是能夠節(jié)省大量時(shí)間，因?yàn)橛脩糸喿x的是從搜索結(jié)果中篩選出來(lái)的更加符合要求的結(jié)果。同時(shí)，這種算法直接融入用戶的反饋信息，能夠保證頁(yè)面的質(zhì)量。

然而，統(tǒng)計(jì)表明，Direct Hit 算法只適合于檢索關(guān)鍵詞較少的情況，因?yàn)樗鼘?shí)際上并沒(méi)有進(jìn)行排序，而是一種篩選和抽取，在檢索數(shù)據(jù)庫(kù)很大、關(guān)鍵詞很多的時(shí)候，返回的搜索結(jié)果成千上萬(wàn)，用戶不可能一一審閱。因此，這種方式也不能作為主要的排序算法來(lái)使用，而是一種很好的輔助排序算法，目前在許多搜索引擎當(dāng)中仍然在使用。

其實(shí)對(duì)于網(wǎng)頁(yè)的搜索排名，都是多種算法綜合作用的結(jié)果，簡(jiǎn)單分析上面的三種算法，Pagerank 可以給網(wǎng)站上的所有網(wǎng)頁(yè)給予一個(gè)重要性的排序，但是沒(méi)有針對(duì)性、相關(guān)性，而且現(xiàn)在 PR 值作弊已經(jīng)到了一個(gè)泛濫的地步，所以 PR 就網(wǎng)頁(yè)排名的重要性已經(jīng)大為下降；

Hilltop 算法的提出，對(duì)于廣大站長(zhǎng)做外部鏈接建設(shè)，將起到指導(dǎo)作用。在 Hilltop 算法中，每個(gè)領(lǐng)域都會(huì)有若干專(zhuān)家頁(yè)面，如果搜索相關(guān)關(guān)鍵詞，搜索引擎首先會(huì)從專(zhuān)家頁(yè)面查找，如果匹配度不夠，再?gòu)膶?zhuān)家頁(yè)面鏈接的下一級(jí)頁(yè)面查找，以此類(lèi)推。

Direct Hit 算法可以作為 Hilltop 和 pagerank 很好的補(bǔ)充，Direct Hit 更多的是，考慮了用戶體驗(yàn)的影響，對(duì)搜索結(jié)果的質(zhì)量，進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新，一個(gè)最符合搜索用戶要求的頁(yè)面，應(yīng)該是用戶從搜索框中點(diǎn)擊頁(yè)面鏈接開(kāi)始，用戶瀏覽網(wǎng)站超過(guò)一定時(shí)間，則被認(rèn)為結(jié)果頁(yè)面，更符合用戶搜索的要求，長(zhǎng)期有效的點(diǎn)擊，頁(yè)面在搜索引擎中排名，就會(huì)有相應(yīng)的提高。

通過(guò)以上三種算法，就可以明白，無(wú)論是做外鏈還是網(wǎng)站內(nèi)容建設(shè)，首先需要考慮的就是相關(guān)性，在外鏈建設(shè)中，要努力尋找主題相關(guān)中，權(quán)威度高的網(wǎng)站，軟文、友情鏈接等，都可以看作是這些網(wǎng)站，對(duì)你的支持，同時(shí)，注意網(wǎng)站的跳出率和瀏覽時(shí)間，時(shí)刻反饋用戶數(shù)據(jù)，對(duì)一些重點(diǎn)頁(yè)面，用戶點(diǎn)擊量較高的頁(yè)面，做好相關(guān)性推薦，引導(dǎo)用戶點(diǎn)擊更多的頁(yè)面。

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