Формат Web ARChive (WARC) — это стандартный формат файла, используемый для архивирования данных веб-сканирования. Он был разработан Международным консорциумом по сохранению Интернета (IIPC) как улучшение старого формата Internet Archive ARC. Файлы WARC содержат конкатенированную последовательность блоков контента, каждый из которых состоит из заголовка в виде обычного текста и двоичных данных контента, что делает его более подходящим для долгосрочного сохранения и доступа к веб-ресурсам.
Файлы WARC предназначены для хранения как полезного контента, так и управляющей информации из основных протоколов прикладного уровня Интернета, таких как HTTP, DNS и FTP. Каждый файл WARC является автономным архивом, что позволяет ему хранить несколько отдельных ресурсов в одном файле. Это делает его эффективным и удобным форматом для веб-сканеров для хранения и обработки больших объемов веб-данных.
Спецификация формата WARC определяет несколько типов записей, каждая из которых служит определенной цели в процессе архивирования: - `warcinfo`: содержит метаданные о самом файле WARC, такие как программное обеспечение, используемое для его создания, дата создания и любая дополнительная информация о сканировании. - `response`: хранит сообщение ответа HTTP, включая заголовки и тело, возвращаемое веб-сервером. - `request`: хранит сообщение запроса HTTP, отправленное сканером на веб-сервер. - `metadata`: содержит дополнительную информацию о ресурсе, такую как результат проверки на вирусы или текст, извлеченный из HTML-страницы. - `revisit`: указывает, что содержимое ресурса не изменилось с момента предыдущего захвата, что позволяет более эффективно хранить и воспроизводить веб-архивы. - `conversion`: хранит результат преобразования ресурса из одного формата в другой, например преобразование HTML-страницы в обычный текст.
Каждая запись WARC состоит из заголовка в виде обычного текста и двоичного блока контента. Заголовок содержит пары ключ-значение, которые предоставляют метаданные о записи, такие как тип записи WARC, URI ресурса, дата и время захвата и длина контента. Двоичный блок контента хранит фактические данные ресурса, такие как тело ответа HTTP или полезная нагрузка передачи FTP.
Одним из ключевых преимуществ формата WARC является его способность хранить несколько ресурсов в одном файле, сохраняя при этом целостность и контекст каждого ресурса. Это достигается за счет использования иерархической схемы именования для записей в файле WARC. Каждой записи присваивается уникальный идентификатор, который состоит из обязательного имени файла и необязательного идентификатора записи. Это позволяет легко извлекать и управлять отдельными ресурсами в файле WARC.
Файлы WARC также поддерживают сжатие, что помогает уменьшить требования к хранилищу и повысить скорость передачи. Наиболее распространенными алгоритмами сжатия, используемыми с файлами WARC, являются gzip и bzip2. Сжатые файлы WARC обычно имеют расширения `.warc.gz` или `.warc.bz2` соответственно.
Для облегчения обработки и анализа файлов WARC были разработаны различные программные инструменты и библиотеки. К ним относятся веб-сканеры, такие как Heritrix, которые могут напрямую выводить файлы WARC, и инструменты, такие как OpenWayback, которые могут воспроизводить заархивированные веб-страницы из файлов WARC. Библиотеки программирования, такие как Java Web Archive Toolkit (JWAT) и библиотека Python WarcIO, предоставляют API для чтения, записи и обработки файлов WARC.
Формат WARC стал фактическим стандартом для веб-архивирования благодаря своей надежности, гибкости и широкому внедрению учреждениями и организациями, занимающимися сохранением веб-ресурсов. Он позволил создать крупномасштабные веб-архивы, такие как Wayback Machine Internet Archive, которая содержит более 475 миллиардов веб-страниц, захваченных с 1996 года.
Подводя итог, формат WARC является важнейшим инструментом для сохранения и доступа к веб-информации для будущих поколений. Его стандартизированная структура, поддержка нескольких типов записей и возможность хранения как контента, так и метаданных делают его идеальным форматом для архивирования постоянно ра стущей и развивающейся сети. Поскольку Интернет продолжает играть все более важную роль в нашей жизни, формат WARC, несомненно, останется жизненно важным компонентом усилий по сохранению веб-ресурсов.
Сжатие файлов уменьшает избыточность, чтобы те же данные занимали меньше бит. Верхняя граница задаётся теорией информации: для без потерь пределом является энтропия источника (см. теорему кодирования источника Шеннона source coding theorem и его оригинальную статью 1948 года «A Mathematical Theory of Communication»). Для сжатия с потерями компромисс между битрейтом и качеством описывает теория rate–distortion.
Большинство компрессоров работают в два этапа. Сначала модель предсказывает или выявляет структуру данных. Затем кодер превращает эти предсказания в почти оптимальные шаблоны битов. Классическая семья моделей — Lempel–Ziv LZ77 (1977) и LZ78 (1978) находят повторяющиеся подстроки и излучают ссылки вместо сырых байтов. На стороне кодирования кодирование Хаффмана (см. статью 1952 года) назначает более короткие коды вероятным символам. Арифметическое кодирование и range coding ещё точнее приближаются к пределу энтропии, а современные Asymmetric Numeral Systems (ANS) дают схожие коэффициенты при табличных реализациях.
DEFLATE (используют gzip, zlib, ZIP) сочетает LZ77 и Хаффмана. Спецификации открыты: DEFLATE RFC 1951, оболочка zlib RFC 1950и формат gzip RFC 1952. Gzip ориентирован на потоковую передачу и явно не обеспечивает произвольный доступ. PNG закрепляет DEFLATE как единственный метод (окно до 32 КиБ) согласно спецификации «Compression method 0…» и W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): современный универсальный компрессор с высокими коэффициентами и очень быстрой декомпрессией. Формат описан в RFC 8878 (и HTML-зеркале) и в референс-спеке на GitHub. Как и gzip, базовый фрейм не предполагает произвольного доступа. Главное преимущество zstd — словари: маленькие образцы корпуса, резко улучшающие сжатие множества крошечных или похожих файлов (см.документацию словарей python-zstandard и пример Nigela Tao). Реализации принимают «unstructured» и «structured» словари (обсуждение).
Brotli: оптимизирован для веб-контента (WOFF2, HTTP). Совмещает статический словарь и DEFLATE-подобное ядро LZ+энтропия. Спецификация — RFC 7932, где указано окно 2WBITS−16 с WBITS в [10, 24] и то, что формат не предоставляет произвольный доступ. Brotli часто превосходит gzip на веб-тексте и быстро декодируется.
Контейнер ZIP: ZIP — файловый архив, поддерживающий разные методы (deflate, store, zstd и др.). Де-факто стандарт — APPNOTE PKWARE (см.портал APPNOTE, размещённую копиюи обзоры LC ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 ориентирован на максимальную скорость при умеренных коэффициентах. См. страницу проекта и формат фреймов. Подходит для кэшей в памяти, телеметрии и горячих путей, где декомпрессия должна быть почти со скоростью RAM.
XZ / LZMA гнётся за плотностью (высоким коэффициентом), но компрессует медленнее. XZ — контейнер; основную работу делают LZMA/LZMA2 (моделирование наподобие LZ77 + range coding). См.формат .xz, спецификацию LZMA (Павлов)и заметки ядра Linux про XZ Embedded. XZ обычно сжимает лучше gzip и соперничает с современными кодеками высокой плотности, но кодирует дольше.
bzip2 использует преобразование Бэрроуза–Уилера (BWT), move-to-front, RLE и Хаффмана. Обычно даёт файлы м еньше, чем gzip, но медленнее; см.официальный мануал и man-страницу (Linux).
Важен размер окна. Ссылки DEFLATE смотрят максимум на 32 КиБ назад (RFC 1951) и ограничение PNG 32 КиБ здесь. Brotli поддерживает окна от ~1 КиБ до 16 МиБ (RFC 7932). Zstd настраивает окно и глубину поиска уровнями (RFC 8878). Базовые потоки gzip/zstd/brotli спроектированы для последовательного чтения; сами форматы не гарантируют произвольный доступ, хотя контейнеры (индексы tar, блочное фреймирование, форматные индексы) могут его добавить.
Форматы выше — lossless: можно восстановить те же байты. Медиа-кодеки часто lossy: они отбрасывают незаметные детали ради меньших битрейтов. Для изображений к лассический JPEG (DCT, квантование, энтропийное кодирование) стандартизован в ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. В аудио MP3 (MPEG-1 Layer III) и AAC (MPEG-2/4) используют перцепционные модели и MDCT (см.ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7и обзор MDCT здесь). Lossy и lossless могут сосуществовать (PNG для UI, веб-кодеки для изображений/видео/аудио).
Теория Shannon 1948 · Rate–distortion · Кодирование Huffman 1952 · Арифметическое кодирование · Range coding · ANS. Форматы DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · XZ format. Стек BWT Burrows–Wheeler (1994) · руководство bzip2. Медиа JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Итог: подбирайте компрессор под свои данные и ограничения, измеряйте на реальных входах и не забывайте о выгоде словарей и умного фрейминга. С удачной парой получите меньшие файлы, быстрые передачи и отзывчивые приложения без ущерба корректности и переносимости.
Сжатие файлов - это процесс, который уменьшает размер файла или файлов, обычно для экономии места на диске или ускорения передачи по сети.
Сжатие файлов работает путем идентификации и удаления избыточности в данных. Оно использует алгоритмы для кодирования исходных данных в более маленьком пространстве.
Два основных типа сжатия файлов: без потерь и с потерями. Сжатие без потерь позволяет восстановить исходный файл целиком, в то время как сжатие с потерями обеспечивает более значительное уменьшение размера за счет небольшой потери в качестве данных.
Популярным примером инструмента для сжатия файлов является WinZip, который поддерживает несколько форматов сжатия, включая ZIP и RAR.
При сжатии без потерь качество остается неизменным. Однако при сжатии с потерями может быть заметное снижение качества, поскольку оно удаляет менее важные данные для более значительного уменьшения размера файла.
Да, сжатие файлов безопасно с точки зрения целостности данных, особенно при сжатии без потерь. Однако, как и любые файлы, сжатые файлы могут стать целью для вредоносного ПО или вирусов, поэтому всегда важно иметь надежное программное обеспечение безопасности.
Почти все типы файлов можно сжимать, включая текстовые файлы, изображения, аудио, видео и программные файлы. Однако уровень достижимого сжатия может значительно варьироваться в зависимости от типа файла.
ZIP-файл - это тип формата файла, который использует сжатие без потерь для уменьшения размера одного или нескольких файлов. Несколько файлов в ZIP-файле фактически объединяются в один файл, что также упрощает обмен данными.
Технически, да, хотя дополнительное уменьшение размера может быть минимальным или даже противопродуктивным. Сжатие уже сжатого файла иногда может увеличить его размер из-за метаданных, добавленных алгоритмом сжатия.
Чтобы распаковать файл, обычно вам нужен инструмент для распаковки или разархивации, такой как WinZip или 7-Zip. Эти инструменты могут извлечь исходные файлы из сжатого формата.