【2022 年】Python3 爬虫教程 - 代理的基本原理

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美好，然而一杯茶的功夫可能就会出现错误，比如 403 Forbidden，这时打开网页一看，可能会看到 “您的 IP 访问频率太高” 这样的提示。出现这种现象的原因是网站采取了一些反爬虫措施。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，就会直接拒绝服务，返回一些错误信息，这种情况可以称为封 IP。

既然服务器检测的是某个 IP 单位时间的请求次数，那么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？

一种有效的方式就是使用代理，后面会详细说明代理的用法。在这之前，需要先了解下代理的基本原理，它是怎样实现伪装 IP 的呢？

1. 基本原理

代理实际上指的就是代理服务器，英文叫作 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，是发送了请求给 Web 服务器，Web 服务器把响应传回给我们。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，请求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，接着由代理服务器再把 Web 服务器返回的响应转发给本机。这样我们同样可以正常访问网页，但这个过程中 Web 服务器识别出的真实 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。比如，使用教育网内地址段的免费代理服务器，就可以下载和上传对教育网开放的各类 FTP，以及查询、共享各类资料等。
• 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，会同时将其保存到缓冲区中，而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的 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，此时网站就会让我们输入验证码登录或者直接封锁 IP，这样会给爬取带来极大的不便。

使用代理隐藏真实的 IP，让服务器误以为是代理服务器在请求自己。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

对代理进行分类时，既可以根据协议区分，也可以根据其匿名程度区分，下面总结如下。

根据协议区分

根据代理的协议，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，SOCKS4 能做到的 SOCKS5 都可以做到，但 SOCKS5 能做到的 SOCKS4 不一定能做到。

根据匿名程度区分

根据代理的匿名程度，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地转发，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、监控等目的的代理服务器。

5. 常见代理设置

常见的代理设置如下：

• 使用网上的免费代理，最好使用高匿代理，使用前抓取下来并筛选一下可用代理，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，其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。
• 蜂窝代理，即用 4G 或 5G 网卡等制作的代理。由于蜂窝网络用作代理的情形较少，因此整体被封锁的几率会较低，但搭建蜂窝代理的成本较高。

在后面，我们会详细介绍一些代理的使用方式。

本文介绍了代理的相关知识，这对后文我们进行一些反爬绕过的实现有很大的帮助，同时也为后文的一些抓包操作打下基础，需要好好理解。

本节由于涉及一些专业名词，本节的部分内容参考来源如下：