2.5 代理基本原理

我们在做爬虫的过程中经常会遇到这样的情况,最初爬虫正常运行,正常抓取数据,一切看起来都是那么的美好,然而一杯茶的功夫可能就会出现错误,比如 403 Forbidden,这时候打开网页一看,可能会看到“您的 IP 访问频率太高”这样的提示。出现这样的现象的原因是网站采取了一些反爬虫的措施,比如服务器会检测某个 IP 在单位时间内的请求次数,如果超过了这个阈值,那么会直接拒绝服务,返回一些错误信息,这种情况可以称之为封 IP,于是乎就成功把我们的爬虫禁掉了。

既然服务器检测的是某个 IP 单位时间的请求次数,那么我们借助某种方式来伪装我们的 IP,让服务器识别不出是由我们本机发起的请求,不就可以成功防止封 IP 了吗?

那么在这里一种有效的方式就是使用代理,使用它我们可以成功伪装 IP,避免本机 IP 被封禁的情况,在后文会有详细的代理使用的说明,在这之前我们需要先了解下代理的基本原理,它是怎样实现 IP 伪装的呢?本节就让我们先了解一下代理的概念。

1. 基本原理

我们常称呼的代理实际上指的就是代理服务器,英文叫做 Proxy Server,它的功能是代理网络用户去取得网络信息。形象地说,它是网络信息的中转站。在我们正常请求一个网站时,是发送了 Request 给 Web 服务器,Web 服务器把 Response 传回给我们。如果设置了代理服务器,实际上就是在本机和服务器之间搭建了一个桥,此时本机不是直接向 Web 服务器发起请求,而是向代理服务器发出请求, Request 会发送给代理服务器,然后由代理服务器再发送给 Web 服务器,然后由代理服务器再把 Web 服务器返回的 Response 转发给本机,这样我们同样可以正常访问网页,但这个过程 Web 服务器识别出的真实的 IP 就不再是我们本机的 IP 了,就成功实现了 IP 伪装,这就是代理的基本原理。

2. 代理的作用

那么代理有什么作用呢?我们可以简单列举如下:

  • 突破自身 IP 访问限制,访问一些平时不能访问的站点。
  • 访问一些单位或团体内部资源,如使用教育网内地址段免费代理服务器,就可以用于对教育网开放的各类 FTP 下载上传,以及各类资料查询共享等服务。
  • 提高访问速度,通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区,当有外界的信息通过时,同时也将其保存到缓冲区中,当其他用户再访问相同的信息时, 则直接由缓冲区中取出信息,传给用户,以提高访问速度。
  • 隐藏真实 IP,上网者也可以通过这种方法隐藏自己的 IP,免受攻击,对于爬虫来说,我们用代理就是为了隐藏自身 IP,防止自身的 IP 被封锁。

3. 爬虫代理

对于爬虫来说,由于爬虫爬取速度过快,在爬取过程中可能遇到同一个 IP 访问过于频繁的问题,网站就会让我们输入验证码或登录或者直接封锁 IP,这样会给爬取带来极大的不便。

所以使用代理隐藏真实的 IP,让服务器误以为是代理服务器的在请求自己。这样在爬取过程中通过不断更换代理,就不会被封锁,可以达到很好的爬取效果。

4. 代理分类

代理分类时可以根据协议区分也可以根据其匿名程度区分,下面分别总结如下:

根据协议区分

根据代理的协议区分,代理可以分为如下类别:

  • FTP 代理服务器,主要用于访问 FTP 服务器,一般有上传、下载以及缓存功能,端口一般为 21、2121 等。
  • HTTP 代理服务器,主要用于访问网页,一般有内容过滤和缓存功能,端口一般为 80、8080、3128 等。
  • SSL/TLS 代理,主要用于访问加密网站,一般有 SSL 或 TLS 加密功能(最高支持 128 位加密强度),端口一般为 443。
  • RTSP 代理,主要用于 Realplayer 访问 Real 流媒体服务器,一般有缓存功能,端口一般为 554。
  • Telnet代理,主要用于 telnet 远程控制(黑客入侵计算机时常用于隐藏身份),端口一般为23。
  • POP3/SMTP 代理,主要用于 POP3/SMTP 方式收发邮件,一般有缓存功能,端口一般为 110/25。
  • SOCKS代理,只是单纯传递数据包,不关心具体协议和用法,所以速度快很多,一般有缓存功能,端口一般为1080。SOCKS 代理协议又分为 SOCKS4 和 SOCKS5,SOCKS4 协议只支持 TCP,而 SOCKS5 协议支持 TCP 和 UDP,还支持各种身份验证机制、服务器端域名解析等。简单来说,SOCK4能做到的SOCKS5都可以做到,但SOCKS5能做到的SOCK4不一定能做到。

根据匿名程度区分

根据代理的匿名程度划分,代理可以分为如下类别:

  • 高度匿名代理,高度匿名代理会将数据包原封不动的转发,在服务端看来就好像真的是一个普通客户端在访问,而记录的 IP 是代理服务器的 IP。
  • 普通匿名代理,普通匿名代理会在数据包上做一些改动,服务端上有可能发现这是个代理服务器,也有一定几率追查到客户端的真实 IP。代理服务器通常会加入的 HTTP 头有 HTTP_VIA 和 HTTP_X_FORWARDED_FOR。
  • 透明代理,透明代理不但改动了数据包,还会告诉服务器客户端的真实 IP。这种代理除了能用缓存技术提高浏览速度,能用内容过滤提高安全性之外,并无其他显著作用,最常见的例子是内网中的硬件防火墙。
  • 间谍代理,间谍代理指组织或个人创建的,用于记录用户传输的数据,然后进行研究、监控等目的代理服务器。

4. 常见代理设置

  • 使用网上的免费代理,最好使用高匿代理,使用前抓取下来筛选一下可用代理,也可以进一步维护一个代理池。
  • 使用付费代理服务,互联网上存在许多代理商,可以付费使用,质量比免费代理好很多。
  • ADSL拨号,拨一次号换一次 IP,稳定性高,也是一种比较有效的解决方案。

在后文我们会详细介绍这几种代理的使用方式。

5. 参考来源

由于涉及到一些专业名词知识,本节的部分内容参考来源如下:

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