外部コレクションの作成Compatible with Milvus 3.0.x

外部コレクションはMilvusのデータコレクションの一種で、Milvusにデータをコピーすることなく、AWS S3やIcebergなどの外部ストレージシステムやデータベーステーブルからデータにアクセスします。Milvusのクエリインタフェースとの互換性を保ちながら、データレイクのクエリレイヤーとして機能します。

概要

一般的なAIデータパイプラインでは、AWS S3などのストレージシステム上にParquetなどの形式でデータを保存している場合があります。このような外部保存データをMilvusで利用するためには、通常、ETL（Extract-Transform-Load）パイプラインを使用してMilvusのストレージにインポートする必要があります。

このBring-your-data-to-Milvusワークフローは、同期が難しい冗長なデータを作成し、データの一貫性を確保するためのエンジニアリングメンテナンスの負担を増やします。

データから計算ワークフローへ

このような問題を解決するために、Milvusは外部コレクションを提供し、データの同期やETLパイプラインを気にすることなく、Milvusから外部保存データにアクセスできるようにします。

データワークフローに計算をもたらす

一度作成された外部コレクションは、データに直接アクセスすることができ、データを保存している場所と同じ場所に保管することができます。バックグラウンドでMilvusはマニフェストファイルを作成し、Milvusメタデータと外部データファイルの行のマッピングを記録します。マニフェストファイルの準備ができたら、他の管理コレクションと同様に外部コレクションにインデックスを作成できます。

データが変更されると、手動で秒以下の更新をトリガすることでメタデータが更新され、Milvusは常に最新の状態に保たれます。

ステップ1: スキーマの作成

マネージド・コレクションの作成と同様に、外部コレクションを作成する前にスキーマを作成する必要があります。ただし、スキーマはマネージド・コレクションとは若干異なります。

from pymilvus import MilvusClient, DataType

schema = MilvusClient.create_schema(
    external_source='s3://s3.<region-id>.amazonaws.com/<bucket>/',
    external_spec='{
        "format": "parquet",
        "extfs": {
            ...
        }
    }'
)

import com.google.gson.JsonObject;
import io.milvus.v2.service.collection.request.CreateCollectionReq;

JsonObject externalSpec = new JsonObject();
externalSpec.addProperty("format", "parquet");
externalSpec.add("extfs", new JsonObject());

CreateCollectionReq.CollectionSchema schema = CreateCollectionReq.CollectionSchema.builder()
        .externalSource("s3://s3.<region-id>.amazonaws.com/<bucket>/")
        .externalSpec(externalSpec)
        .build();

import (
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/entity"
    client "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/milvusclient"
)

schema := entity.NewSchema().
    WithName("product_embeddings").
    WithExternalSource("s3://my-bucket/embeddings/").
    WithExternalSpec(`{"format": "parquet", "extfs": { ... }}`)

// node

export fields='[
        {
            "fieldName": "product_id",
            "dataType": "Int64",
            "isPrimary": true
        },
        {
            "fieldName": "embedding",
            "dataType": "FloatVector",
            "elementTypeParams": {
                "dim": "768"
            }
        },
        {
            "fieldName": "product_name",
            "dataType": "VarChar",
            "elementTypeParams": {
                "max_length": 512
            }
        }
    ]'

外部コレクションのスキーマを作成するには、ソースデータURI、データ形式、認証設定を指定する必要があります。

{
    "format": "...",
    "extfs": {
        "access_key_id":     "AKIA..",
        "access_key_value":  "u4Lh...",
        "region":            "us-west-2",
        "cloud_provider":    "aws",
        "use_ssl":           "true",
        "use_virtual_host":  "true"
    }
}

{
    "format": "...",
    "extfs": {
        "use_iam":           "true",
        "iam_endpoint":      "https://sts.<region>.amazonaws.com",
        "region":            "us-west-2",
        "cloud_provider":    "aws",
        "use_ssl":           "true"
    }
}

{
    "format": "...",
    "extfs": {
        "storage_type": "remote"
    }
}

{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "s3:ListBucket",
                "s3:GetBucketLocation"
            ],
            "Resource": "arn:aws:s3:::SOURCE-DATA-BUCKET"
        },
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "s3:GetObject",
                "s3:PutObject",
                "s3:DeleteObject"
            ],
            "Resource": "arn:aws:s3:::SOURCE-DATA-BUCKET/*"
        }
    ]
}

{
  "Version": "2012-10-17",
  "Statement": [
    {
      "Effect": "Allow",
      "Principal": {
        "AWS": "arn:aws:iam::ACCOUNT_RUNNING_MILVUS:root"
      },
      "Action": "sts:AssumeRole",
      "Condition": {
        "StringEquals": {
          "sts:ExternalId": "YOUR_UNIQUE_EXTERNAL_ID"
        }
      }
    }
  ]
}

{
    "format": "...",
    "extfs": {
        "cloud_provider": "aws",
        "region": "us-west-2",
        "storage_type": "remote",
        "use_ssl": "true",
        "use_iam": "true",
        "role_arn": "arn:aws:iam::306787000000:role/lentitude-bucket-role",
        "external_id": "YOUR_UNIQUE_EXTERNAL_ID",
        "load_frequency": "900"
    }
}

ステップ 2: フィールドの追加

スキーマの準備ができたら、以下のようにフィールドを追加していく：

schema.add_field(
    field_name="product_id",
    datatype=DataType.INT64,
    # highlight-next
    external_field="id" # field name in the external data file
)
schema.add_field(
    field_name="product_name",
    datatype=DataType.VARCHAR,
    max_length=512,
    # highlight-next
    external_field="name"
)
schema.add_field(
    field_name="embedding",
    datatype=DataType.FLOAT_VECTOR,
    dim=768,
    # highlight-next
    external_field="vector"
)

import io.milvus.v2.common.DataType;
import io.milvus.v2.service.collection.request.AddFieldReq;

schema.addField(AddFieldReq.builder()
        .fieldName("product_id")
        .dataType(DataType.Int64)
        .externalField("id")
        .build());
schema.addField(AddFieldReq.builder()
        .fieldName("product_name")
        .dataType(DataType.VarChar)
        .maxLength(512)
        .externalField("name")
        .build());
schema.addField(AddFieldReq.builder()
        .fieldName("embedding")
        .dataType(DataType.FloatVector)
        .dimension(768)
        .externalField("vector")
        .build());

import (
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/entity"
    client "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/milvusclient"
)

schema = schema.
    WithField(
        entity.NewField().
            WithName("product_id").
            WithDataType(entity.FieldTypeInt64).
            WithExternalField("id"),
    ).
    WithField(
        entity.NewField().
            WithName("product_name").
            WithDataType(entity.FieldTypeVarChar).
            WithMaxLength(512).
            WithExternalField("name"),
    ).
    WithField(
        entity.NewField().
            WithName("embedding").
            WithDataType(entity.FieldTypeFloatVector).
            WithDim(768).
            WithExternalField("vector"),
    )

// node

export schema="{
    \"externalSource\": \"volume://my_volume/path/to/a/folder\",
    \"externalSpec\": \"{\\\"format\\\": \\\"parquet\\\"}\",
    \"fields\": $fields
}"

ステップ3：コレクションの作成

スキーマにすべてのフィールドを追加したら、外部コレクションを作成します。

client = MilvusClient(
    uri="http://localhost:19530",
    token="root:Milvus"
)

client.create_collection(
    collection_name="test_collection",
    schema=schema
)

import io.milvus.v2.client.ConnectConfig;
import io.milvus.v2.client.MilvusClientV2;

ConnectConfig connectConfig = ConnectConfig.builder()
        .uri("http://localhost:19530")
        .token("root:Milvus")
        .build();

MilvusClientV2 client = new MilvusClientV2(connectConfig);

CreateCollectionReq createReq = CreateCollectionReq.builder()
        .collectionName("test_collection")
        .collectionSchema(schema)
        .build();
client.createCollection(createReq);

import (
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/entity"
    client "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/milvusclient"
)

ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
defer cancel()

milvusAddr := "http://localhost:19530"
token := "root:Milvus"

client, err := milvusclient.New(ctx, &milvusclient.ClientConfig{
    Address: milvusAddr,
    APIKey: token
})

err = client.CreateCollection(ctx, milvusclient.NewCreateCollectionOption("test_collection", schema))

if err != nil {
    fmt.Println(err.Error())
    // handle error
}

// node

curl --request POST \
--url "${PROJECT_ENDPOINT}/v2/vectordb/collections/create" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
--header "Request-Timeout: 10" \
-d "{
    \"dbName\": \"my_database\",
    \"collectionName\": \"test_collection\",
    \"schema\": $schema
}"

ステップ 4: インデックスの作成

マネージド・コレクションで行うように、外部コレクションのカラムにインデックスを作成できます。

index_params = client.prepare_index_params()
# Add indexes
index_params.add_index(
    field_name="embedding",
    index_type="AUTOINDEX",
    metric_type="COSINE"
)
index_params.add_index(
    field_name="product_name",
    index_type="AUTOINDEX"
)
client.create_index(
    db_name="my_database",
    collection_name="test_collection",
    index_params=index_params
)

import io.milvus.v2.common.IndexParam;
import io.milvus.v2.service.index.request.CreateIndexReq;
import java.util.*;

IndexParam indexParamForIdField = IndexParam.builder()
        .fieldName("product_name")
        .indexType(IndexParam.IndexType.AUTOINDEX)
        .build();
IndexParam indexParamForVectorField = IndexParam.builder()
        .fieldName("embedding")
        .indexType(IndexParam.IndexType.AUTOINDEX)
        .metricType(IndexParam.MetricType.COSINE)
        .build();
List<IndexParam> indexParams = new ArrayList<>();
indexParams.add(indexParamForIdField);
indexParams.add(indexParamForVectorField);
CreateIndexReq createIndexReq = CreateIndexReq.builder()
        .dbName("my_database")
        .collectionName("test_collection")
        .indexParams(indexParams)
        .build();
client.createIndex(createIndexReq);

import (
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/entity"
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/index"
    "github.com/milvus-io/milvus/client/v2/milvusclient"
)

collectionName := "test_collection"
indexOptions := []milvusclient.CreateIndexOption{
    milvusclient.NewCreateIndexOption(collectionName, "embedding", index.NewAutoIndex(entity.COSINE)),
    milvusclient.NewCreateIndexOption(collectionName, "product_name", index.NewAutoIndex(index.AUTOINDEX)),
}
indexTask, err := client.CreateIndex(ctx, indexOptions)
if err != nil {
    // handler err
}
err = indexTask.Await(ctx)
if err != nil {
    // handler err
}

client.createIndex({
    db_name: "my_database",
    collection_name: "test_collection",
    field_name: "product_name",
    index_type: "AUTOINDEX"
})
client.createIndex({
    db_name: "my_database",
    collection_name: "test_collection",
    field_name: "embedding",
    index_type: "AUTOINDEX",
    metric_type: "COSINE"
})

export indexParams='[
        {
            "fieldName": "embedding",
            "indexName": "my_vector",
            "indexType": "AUTOINDEX"
        },
        {
            "fieldName": "product_name",
            "indexName": "my_id",
            "indexType": "AUTOINDEX"
        }
    ]'

curl --request POST \
--url "${PROJECT_ENDPOINT}/v2/vectordb/indexes/create" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
--header "Request-Timeout: 10" \
-d "{
    \"dbName\": \"my_database\",
    \"collectionName\": \"test_collection\",
    \"indexParams\": $indexParams
}"

ステップ 5: データのリフレッシュ

コレクションの準備ができたら、リフレッシュしてデータのメタデータとインデックスを作成します。

job_id = client.refresh_external_collection(
    db_name="my_database",
    collection_name="test_collection"
)
while True:
    progress = client.get_refresh_external_collection_progress(job_id=job_id)
    print(f"  {progress.state}: {progress.progress}%")
    if progress.state == "RefreshCompleted":
        elapsed = progress.end_time - progress.start_time
        print(f"  Completed in {elapsed}ms")
        break
    elif progress.state == "RefreshFailed":
        print(f"  Failed: {progress.reason}")
        break
    time.sleep(2)

import io.milvus.v2.service.utility.request.GetRefreshExternalCollectionProgressReq;
import io.milvus.v2.service.utility.request.ListRefreshExternalCollectionJobsReq;
import io.milvus.v2.service.utility.request.RefreshExternalCollectionReq;
import io.milvus.v2.service.utility.response.GetRefreshExternalCollectionProgressResp;
import io.milvus.v2.service.utility.response.ListRefreshExternalCollectionJobsResp;
import io.milvus.v2.service.utility.response.RefreshExternalCollectionJobInfo;
import io.milvus.v2.service.utility.response.RefreshExternalCollectionResp;

while (true) {
    GetRefreshExternalCollectionProgressResp resp = client.getRefreshExternalCollectionProgress(
            GetRefreshExternalCollectionProgressReq.builder()
                    .jobId(jobId)
                    .build());
    RefreshExternalCollectionJobInfo jobInfo = resp.getJobInfo();
    if ("RefreshCompleted".equals(jobInfo.getState())) {
        long elapsed = jobInfo.getEndTime() - jobInfo.getStartTime();
        System.out.printf("  Refresh completed in %dms%n", elapsed);
        break;
    } else if ("RefreshFailed".equals(jobInfo.getState())) {
        System.out.printf("  Refresh failed: %s%n", jobInfo.getReason());
    }
    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
}

refreshResult, err := client.RefreshExternalCollection(ctx,
    client.NewRefreshExternalCollectionOption("test_collection"))
jobID := refreshResult.JobID
for {
    progress, _ := client.GetRefreshExternalCollectionProgress(ctx,
        client.NewGetRefreshExternalCollectionProgressOption(jobID))
    fmt.Printf("State: %s\n", progress.State)
    if progress.State == entity.RefreshStateCompleted {
        fmt.Println("Refresh completed!")
        break
    }
    if progress.State == entity.RefreshStateFailed {
        fmt.Printf("Refresh failed: %s\n", progress.Reason)
        break
    }
    time.Sleep(2 * time.Second)
}

// node

curl --request POST \
--url "${PROJECT_ENDPOINT}/v2/vectordb/jobs/external_collection/refresh" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
--header "Request-Timeout: 10" \
-d "{
    \"dbName\": \"my_database\",
    \"collectionName\": \"test_collection\",
    \"externalSource\": \"volume://my_volume/path/to/a/folder\",
    \"externalSpec\": \"{\\\"format\\\": \\\"parquet\\\"}\"
}"

リフレッシュ操作は非同期なので、イテレーションを設定してその進捗を監視する必要がある。

フォローアップ

外部コレクションのリフレッシュが完了したら、他の管理対象コレクションと同様に、外部コレクションでコレクションのロードと解放、類似検索とクエリを実行できます。

検索、クエリ、取得、ハイブリッド検索などのDQL操作を行う前に、セッションを作成してオンデマンド・クラスターの計算リソースをアタッチする必要があります。