如何创建搜索引擎

您可以将搜索引擎想象成一位图书管理员，致力于帮助您找到要查找的信息。当您告诉图书管理员想要解决的问题或者想要得到的答案时，他们会为您指出最可能对到您有帮助的书籍和资源。虽然图书管理员不一定总能帮您找到正确的书籍和资源，但这总比您盲目地翻阅书籍、碰运气要有效得多。

搜索引擎由以下四个主要组件构成：Web 服务器、数据采集、索引和结果页面。在构建搜索引擎之前，了解这些组件各自的功能和作用是非常重要的。

如果说搜索引擎是图书管理员，那么 Web 服务器就是图书馆本馆了。这是您存储所有数据的地方，以便能够向用户返回有意义的搜索结果。这些 Web 服务器通常基于云进行部署，因为云部署方式可让 Web 服务器具有更高的可扩展性、更好的可访问性、更强的安全性和更优的性能。对于网络搜索引擎而言，Web 服务器将是存储来自不同网站的 HTML 页面、图像、视频和其他资源的所在位置。而对于社交媒体网站而言，Web 服务器是存储该平台内容所需的标题、描述、元数据和其他信息的地方。

就像图书馆需要整理和收集各种书籍一样，搜索引擎也需要从某个地方收集数据。这也是数据采集在构建搜索引擎中占据如此重要位置的原因所在。对于网络搜索引擎来说，这种数据采集是使用网络爬虫来实现的。爬虫会使用复杂的算法来扫描网站，并识别网站的内容，以及确定这些内容的具体位置。

通过 API 与其他服务集成是另一种进行数据采集的方式。通过这些集成，您可以精心挑选数据的来源，从而使您的搜索引擎在查找特定数据时表现得更加出色。例如，如果您正在构建一个视频搜索引擎，则可能希望显示来自 YouTube、Netflix 和 Disney+ 等多个提供商的搜索结果。

同样，您也可以使用连接器从一个或多个数据源获取信息。这些连接器通常是预构建的模块或代码片段，您可以使用它们来连接到特定的数据库、应用程序或 API。通过这些连接器，您可以获得足够的灵活性，而无需将数据采集范围扩展得太广。

就像图书馆需要目录一样，您也需要为内容建立索引，否则就很难知道所有内容的具体位置。索引的作用就是组织和存储来自数据源中的信息，以确保这些信息能够被高效地检索出来。为了让您的搜索引擎运行顺畅，索引必须能够快速识别、排序并提供内容。

由于您可能需要为海量的数据建立索引，因此不能简单地将数据源中的内容直接逐字复制为一个索引。相反，需要通过索引来处理这些内容，并将内容分解为以下几种关键元素：

• 关键字：页面上找到的单词和短语

• 嵌入：表示文本数据的多维矢量

• 元数据：嵌入在页面中的标题、描述和其他结构化数据

• 内容分析：对页面主题、实体和整体含义的理解

• 反向链接：来自其他网站指向该内容的链接

构建搜索引擎的最后一个环节实际上就是向用户展示搜索结果。搜索引擎结果页面集合了您在服务器、数据采集和索引方面付出的所有工作努力，最终为用户呈现一个方便从中挑选的相关结果列表。

不同搜索引擎的结果列表格式会有所不同，但您的搜索引擎结果页面 (SERP) 上通常都会显示标题、链接、描述以及某种分页。此外，您还可能需要提供更高级的筛选和分面搜索功能，以便用户根据常用参数轻松地细化结果。但重要的是，搜索结果要清晰呈现，便于用户轻松找到最佳、最相关的选项。

搜索相关性之所以如此重要，是因为它通过向用户展示我们理解他们的搜索意图，让他们确信自己找对了方向，从而建立起信任感。这最终能够顺畅地引导用户直达他们所需的信息 — 这种结合不仅有助于建立用户的忠诚度，还能推动长期的互动。

至此，您已经对搜索引擎的各个关键组件有了更好的理解，接下来我们深入探讨一下构建搜索引擎的过程，以及可能会面临的挑战。

首先，您需要考虑搜索引擎的规模。或许追求高目标，试图打造一个新 Google 会很有吸引力。然而，只是抓取数十亿个网页就需要巨大的基础架构和计算能力，更不用说存储所有数据的能力了。

此外，在开始构建之前，您还需要考虑自己现有的知识和技能储备。您对数据源越了解，就越容易将其用于您的搜索引擎。同样，尽量使用您已经熟悉的技术堆栈。如果您精通 Python，可以考虑使用这个语言来构建您的搜索引擎。

构建搜索引擎的第一步是确定搜索引擎要解决的问题。这一决策将影响您后续的所有构建环节，包括从数据源的选择、索引的创建，以及呈现结果的方式。因此，请仔细考虑您构建的搜索引擎面向哪些哪些用户群体，并自问以下几个问题：

• 用户为什么要查找这些信息/内容？

• 为了判断内容是否相关，您需要了解哪些信息？

• 您将如何判断哪些结果比其他结果更优？

• 您将如何展示搜索结果，以确保其尽可能有用？

在回答完这几个问题后，将有助于您在整个构建过程（从使用哪些数据源，到是否应该在搜索引擎结果页面上显示图像）中更好地做出关键决策。这些问题的答案在您的脑海中越清晰，您就越能准确地满足用户的需求和期望。

在明确搜索引擎的需求后，下一步就是采集所需的数据。如果您计划使用集成或连接器，则需要获取访问这些数据源的权限，并确保可以随时访问这些数据以进行索引。如果数据源归您所有，这通常不是问题。但请记住，任何外部数据源都伴有一定的风险。数据源的所有者可能会在任何时候撤销访问权限或对数据进行更改，这可能会给您的后续工作带来一些麻烦。您可以通过设置数据刷新计划来应对这种情况，但如果数据的结构或架构发生变化，仍可能会引发问题。

如果您要创建一个网络搜索引擎，则需要使用网络爬虫来提取您想要索引的数据。这一过程所需的时间将完全取决于您的搜索引擎的爬取范围。从理论上讲，您可以自行构建爬虫，但这将是一项巨大的工程。相比之下，使用现有工具（如 Elastic 网络爬虫）会更加快捷和简便。这款爬虫可以扫描您指定的任何网站，并且可以设置自动重新爬取计划，以确保您的搜索引擎始终保持最新状态。

不论您选择使用爬虫、API 还是连接器，您都需要一个地方来存储收集到的信息。但是，您不应草率地选择一个旧数据库。您需要考虑诸如数据量及其增长、性能要求、数据结构、可扩展性、可靠性、安全性以及数据分析等多种因素。同时，您还需要考虑短期和长期存储这些数据的成本。

正如我们前文提到的，考虑自己的技能和知识储备也同样重要。例如，如果您以前在开发过程中主要使用 Elasticsearch®，那么它可能是目前最适合您的选择。但是，如果您熟悉几种不同类型的数据库，您应该基于上面列出的因素来做出决策。

接下来，您需要对收集和存储的数据建立索引。这样才能确保向用户提供与其查询最相关的结果。幸运的是，Elastic 网络爬虫自带索引功能，这会大大减轻您的工作负担。但是，在配置索引结构时，您仍然需要仔细考虑诸如数据粒度、属性索引和数据压缩等因素，以确保索引的效率和准确性。

在建立索引的过程中可能会进行一些反复试验和调整，但目标始终应该是帮助用户：

• 快速查找相关信息

• 优化搜索和筛选结果

• 发现相关内容

使用开箱即用的搜索 UI 会让整个过程变得更加简便，因为您可以快速启动并运行搜索引擎 UI。这样，您就可以测试搜索引擎的性能，检查索引效果，并根据需要进行调整和优化，以改进搜索引擎的使用体验。这些调整和优化可能包括筛选和排序功能、分页显示以及即时搜索 (search-as-you-type) 等特性。

构建任何搜索引擎的最终目标都是提供最为有用和最相关的结果。然而，在初期阶段就达到这一目标是不太可能的。而是，您需要不断优化您的搜索引擎，以逐步接近并实现这一目标。这可以通过多种方式来实现，例如：关键字匹配、矢量数据库、混合搜索技术、相关性评分、链接分析和同义词等，这些都可以带来显著改进。

此外，您还可以借助 Machine Learning 和 AI 来增强搜索能力。这可以大大增强您的搜索引擎功能，使其能够从用户行为中不断学习，提供更加高级的个性化服务，甚至更精准地理解用户的意图和语气。不过，这确实也带来了一些挑战。您需要确保偏见不会渗透到您的搜索引擎中，并且需要非常认真地对待隐私和安全问题。

当您着手构建自己的第一个搜索引擎时，可能会觉得这是一项艰巨的任务，但希望通过这些步骤的指引，让您发现这其实是非常容易实现的。而且，在整个过程中，Elastic 都能为您提供帮助。Elastic 通过网络爬虫等工具简化了数据采集，通过其可扩展且灵活架构增强了索引功能，并通过其 Machine Learning 功能增强了搜索结果的相关性。

无论您是打算构建网站搜索引擎还是专业搜索引擎，Elasticsearch 都会为您提供一套全面的工具，帮助您从零开始创建高效且用户友好的搜索体验。

无论您何时准备就绪，我们都可以通过下面四种方式帮助您为企业打造更好的搜索体验：

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