대부분의 웹 검색 엔진들과 많은 특화된 검색 도구들은 웹 페이지의 색인화와 분석을 위한 전처리 단계로 대규모 웹 페이지들을 수집하기 위해 웹 크롤러에 의존한다. 일반적인 웹 크롤러는 몇 주 또는 몇 달의 주기에 걸쳐 수백만 개의 호스트들과 상호작용을 통해 웹 페이지 정보를 수집한다. 본 논문에서는 이러한 크롤러의 성능향상과 효율적인 실행을 위해 그리드 미들웨어인 글로버스 툴킷을 이용하여 분산된 크롤러를 제안한다. 본 웹 크롤러의 실행은 그 기능의 분산처리를 위한 각 호스트 서버들을 글로버스로 연결하고, 인증하여, 작업을 할당하는 단계와, 크롤러 프로그램이 실행되어 자료를 수집하는 단계. 마지막으로 이렇게 수집된 웹 페이지 정보들을 처음 명령한 시스템으로 반환하는 단계로 나누어진다. 결과 수집 작업을 보다 분산화 할 수 있게 하였으며 여러 대의 저 비용의 시스템에서 고 비용, 고 사양의 서버의 성능을 얻을 수 있었으며, 확장이 용이하고, 견고한 크롤러 프로그램 및 시스템 환경을 구축할 수 있었다.
최근 데이터의 활용가치가 높아지면서 데이터에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 데이터의 수집, 저장, 활용을 위한 대표적인 프로그램으로 웹 크롤러, 데이터베이스, 분산처리 등이 있으며, 최근에는 웹 크롤러가 다양한 분야에 활용할 수 있는 유용성으로 인해 크게 각광받고 있는 실정이다. 웹 크롤러란 자동화된 방법으로 웹서버를 순회하여 웹 페이지를 분석하고 URL을 수집하는 도구라고 정의할 수 있다. 인터넷 사용량의 증가로 매일 대량으로 생성되는 웹 페이지의 처리를 위해 하둡의 맵리듀스를 기반으로 하는 분산 웹 크롤러가 많이 사용되고 있다. 그러나 맵리듀스는 사용이 어렵고 성능에 제약이 있는 단점이 있다. 이러한 맵리듀스의 한계를 보완하여 제시된 인메모리 기반 연산 플랫폼인 아파치 스파크가 그 대안이 되고 있다. 웹 크롤러의 주요용도 중 하나인 검색엔진은 웹 크롤러로 수집한 정보 중 특정 검색어에 맞는 결과를 보여준다. 검색엔진을 기존 맵리듀스 기반의 웹 크롤러 대신 스파크 기반 웹 크롤러로 구현할 경우 더욱 빠른 데이터 수집이 가능할 것이다.
본 논문에서는 대학생 및 취업준비생의 대외활동, 공모전, 장학금에 대한 효율적인 정보 수집을 위한 웹 크롤러 서비스 방식을 제안한다. 제안된 웹 크롤러 서비스는 빠른 속도로 크롤링하면서 중복해서 크롤링되는 문제를 회피하기 위하여 Jsoup 트리 분석과 Json 형식의 데이터 전송 방식을 이용하였다. 24시간 동안 관련 정보를 수집한 결과 100%의 정확도로 웹 크롤러 서비스가 실행되고 있음을 확인할 수 있었다. 향후 제안된 웹 크롤러 서비스를 적용할 수 있는 웹 페이지 범위를 확대하여 다양한 웹 사이트에 동시에 적용할 수 있도록 개선하면 웹 크롤러 서비스의 양적 내용을 보충할 수 있을 것으로 기대한다.
웹의 크기가 폭발적으로 증가함에 따라 인터넷에서 정보를 얻는 수단으로서 검색 엔진의 중요성이 부각되고 있다. 검색 엔진은 사용자에게 최신의 정보를 검색 결과로서 제공하기 위해 웹 페이지를 주기적으로 수집하고 이를 데이타베이스에 저장한다. 웹 크롤러는 이러한 목적으로 웹 페이지를 수집하는 프로그램이다. 대부분의 검색 엔진은 제한된 시간 내에 많은 수의 웹 페이지를 수집하기 위해 다수의 머신을 사용하는 병렬 웹 크롤러를 이용한다. 그러나, 병렬 웹 크롤러의 아키텍처와 세부 구현 방법이 잘 알려져 있지 않기 때문에 실제로 병렬 웹 크롤러를 구현하는 데에 어려움이 많다. 본 논문에서는 병렬 웹 크롤러(parallel web crawler)의 아키텍처와 세부 구현 방법을 제시한다. 병렬 웹 크롤러는 다수의 머신에서 웹 페이지를 병렬적으로 수집하기 위해 조정자(coordinator) 대리자(agent) 구조의 2-티어(tier) 모델을 사용한다. 조정자/대리자 모델은 각 머신에서 웹 페이지를 수집하기 위한 다수의 대리자들과 이 대리자들을 관리하기 위한 하나의 조정자로 구성된다. 병렬 웹 크롤러는 웹 페이지를 수집하기 위한 크롤링(crawling) 모듈, 수집한 웹 페이지를 데이타베이스 로딩 포맷으로 변환하기 위한 컨버팅(converting) 모듈, 수집된 웹 페이지의 중요도를 계산하기 위한 랭킹(ranking) 모듈로 구성된다. 본 논문에서는 병렬 웹 크롤러의 각 모듈들을 설명하고, 세부 구현 방법을 설명한다. 마지막으로, 실험을 통해 병렬 웹 크롤러의 성능을 평가하였다. 실험 결과, 제안된 병렬, 웹 크롤러가 수집해야할 웹 페이지 개수와 머신 개수에 따라 확장 가능함을 보였다.
빅데이터 분석을 위해 활용되는 데이터로는 뉴스, 블로그, SNS, 논문, 특허 그리고 센서로부터 수집된 데이터 등 매우 다양한 유형의 데이터가 있다. 특히, 신뢰성 있는 데이터를 실시간 제공하는 웹 문서의 활용이 점차 확산되고 있다. 그리고 빅데이터의 활용이 다양한 분야로 점차 확산되고 웹 데이터가 매년 기하급수적으로 증가하면서 웹 문서를 자동으로 수집하는 웹 크롤러의 중요성이 더욱 커지고 있다. 하지만, 기존 크롤러들은 일부 사이트에서 수집된 웹 문서에 포함된 URL만을 기반으로 웹 문서를 수집하기 때문에 사이트 전체 웹 문서를 수집할 수 없는 문제를 가진다. 또한, 수집된 웹 문서에 대한 정보를 효율적으로 관리하지 못하기 때문에 중복된 웹 문서를 수집하는 문제를 가진다. 그래서 본 논문에서는 웹 사이트의 RSS와 Google Search API를 통해 기존 웹 크롤러의 문제를 해결하고 RMI와 NIO을 활용해 서버와 클라이언트간 네트워크 연결을 최소화해 빠른 크롤링 기능을 제공하는 분산형 웹 크롤러를 제안한다. 또한, 제안하는 웹 크롤러는 웹 문서를 구성하는 태그들에 대한 키워드 유사도 비교를 통해, 분석에 활용되는 중요 콘텐츠만을 자동 추출하는 기능을 제공한다. 마지막으로, 기존 웹 크롤러와 제안하는 크롤러의 성능 평가 결과를 통해 제안하는 웹 크롤러의 우수성을 입증한다.
본 논문에서는 다중 쓰레드 환경에서 동작하는 웹 크롤러를 구현하고 성능을 분석한다. 이 웹 크롤러의 특징은 검색시간을 단축하기 위하여 크롤링, 파싱 및 페이지랭킹, DB 저장 모듈을 서로 독립적으로 다른 작업을 수행하도록 구현한 것이다. 크롤링 모듈은 웹상의 데이터를 수집하는 기능을 제공한다. 그리고 파싱 및 페이지랭크 모듈은 수집한 데이터를 파싱하고, 웹 페이지의 상대적인 중요도를 수치로 계산하여 페이지랭크를 지정한다. DB 연동 모듈은 페이지랭크 모듈에서 구한 페이지랭크를 데이터베이스에 저장한다. 성능평가에서는 다중 쓰레드 환경에서 쓰레드 수와 웹 페이지의 수에 따른 검색 시간을 측정하여 그 결과를 비교 평가한다.
경제의 흐름, 주가 등을 분석, 예측을 위해 경제 뉴스, 주가 등 데이터 수집이 필요하다. 일반적인 웹 크롤러는 자동적으로 웹서버를 방문하면서 웹페이지 내용을 분석하고 URL들을 추출하면서 웹 문서를 수집한다. 반면 특정한 주제의 문서만을 수집할 수 있는 크롤러 형태도 있다. 특정 사이트에서 경제 뉴스 정보만 수집하기 위하여 사이트의 구조를 분석하고 직접적으로 데이터를 수집해올 수 있는 래퍼 기반 웹 크롤러 설계가 필요하다. 본 논문에서는 빅데이터를 기반으로, 경제뉴스 분석 시스템을 위한 크롤러 래퍼를 설계, 구현하여 경제 전문 분야의 뉴스 데이터를 수집하였다. 2000년부터 현재까지 미국 자동차 시장의 주식 데이터를 래퍼 기반으로 가져오고, 사이트 상에서의 데이터가 업데이트되는 주기를 판단하여 주기적으로 업데이트 함으로써 중복되지 않게 하였다. 그리고 미국, 한국의 경제 기사를 래퍼 기반의 웹 크롤러를 사용하여 수집하고, 향후 분석이 쉽게 데이터를 정형화 시켜 저장한다.
웹 자원은 아직 수집, 보존, 활용에 대한 방안이 없어서 일정 기간의 서비스가 끝나면 사라져 버리는 문제점이 있다. 이런 웹 자원들은 중요성에 관계없이 주기적 또는 비주기적으로 갱신되거나 소멸된다. 따라서 웹 자원을 수집하고 보존하기위한 웹 아카이빙 시스템이 요구되고 있다. 이러한 웹 자원들을 주기적으로 수집하기 위해서는 웹 아카이빙 전용 크롤러의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 웹 자원의 아카이빙 수집을 위해서 사용되는 기존의 웹 크롤러의 장단점을 분석하고 이것을 이용하여 웹 정보자원을 수집하기 위한 가장 적합한 수집 도구 시스템을 연구하고 개발하였다.
본 연구는 각 기관별로 산재되어 있는 재난안전정보의 효율적인 공유 및 활용과 일반 이용자들의 재난안전정보의 접근성 향상을 위하여 웹 크롤러를 활용한 자동수집방안을 제시하고자 한다. 그러나 현재 웹은 심층 웹이 대부분을 차지하고 있어 일반적인 아카이빙 전략에 사용되는 크롤러로 수집이 불가능하다. 이에 따라 본 연구에서는 심층 웹의 논리적 구조를 분석하여 정보 자원을 수집할 수 있는 알고리즘을 개발하고 실제 크롤러를 구현하였다. 이를 통해 재난안전정보의 자동수집을 수행하였고 이는 재난안전정보의 공유 및 활용으로 효율적인 재난 업무에 도움을 줄 것으로 예상된다. 나아가 본 연구에서 구현한 크롤러의 범용화를 통해 심층 웹 형태의 정보 자원을 자동수집할 수 있다는 점에 의의가 있다.
새로운 경제적 가치를 창출하고 국가경쟁력을 강화할 목적으로 세계 각국의 정부와 주요 민간 기업들은 빅데이터에 지속적인 관심과 과감한 투자를 하고 있다. 뉴스와 같이 객관적인 데이터를 수집하기 위해서, 데이터 무결성 및 품질의 확보는 전제되어야 한다. 포털 뉴스와 같이 객관적이고 방대한 데이터를 바탕으로 의사결정이나 트렌드 분석을 하고자 하는 연구자나 실무자의 경우, 기존 크롤러 방식을 이용할 경우 데이터 수집 자체가 차단되는 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 Amazon Web Services (AWS)에서 제공하는 클라우드 서비스 플랫폼을 이용하여 기존 크롤러 방식의 문제점을 해결하여 웹 데이터를 수집하는 방법을 구현하였다. 또한 이를 바탕으로 국민의 안전과 직결되는 가스 안전 관련 기사를 수집하여 가스 안전과 관련된 이슈를 분석하였다. 본 연구를 통해 가스 안전을 확보하기 위해 5가지 분류, 즉 사고/발생, 예방, 유지/관리, 정부/정책, 그리고 대상 등을 기준으로 가스 안전을 위한 전략이 수립되고, 체계적으로 운영되어야 함으로 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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