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

外部コレクションとは、Milvusにおけるデータコレクションの一種であり、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、データをMilvusにコピーすることなくアクセスするものです。これは、Milvusのクエリインターフェースとの互換性を維持しつつ、データレイク上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、ユーザーはすでにAWS S3などのストレージシステム上に、Parquetやその他の形式でデータを保存している場合があります。Milvusがこの外部に保存されたデータを利用できるようにするには、通常、ETL（Extract-Transform-Load）パイプラインを使用して、Milvus独自のストレージにデータをインポートする必要があります。

この「データをMilvusに持ち込む」というワークフローでは、同期が困難な冗長なデータが生成され、データの一貫性を確保するためのエンジニアリング上のメンテナンス負担が増大します。

「 データをコンピュート環境に持ち込む」ワークフロー

これらの問題を解決するため、Milvusは外部コレクション機能を提供しており、データの同期やETLパイプラインを気にすることなく、Milvusから外部に保存されたデータにアクセスできるようになります。

「 データをコンピュートに持っていく」ワークフロー

外部コレクションを作成すると、データに直接アクセスでき、データを保存している場所のまま保持できます。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のメタデータと外部データファイル内の行と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整ったら、通常のマネージドコレクションと同様に、外部コレクション内でインデックスを作成できます。

データが変更された場合、手動で1秒未満の更新をトリガーすることでメタデータが更新され、Milvusは常に最新の状態を維持します。

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もスキーマを作成する必要があります。ただし、そのスキーマはマネージドコレクションのものと若干異なります。

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、ソースデータの URI、データ形式、および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、次のようにフィールドを追加できます:

schema.add_field(
    field_name="product_id",
    datatype=DataType.INT64,
    external_field="id" # field name in the external data file
)
schema.add_field(
    field_name="product_name",
    datatype=DataType.VARCHAR,
    max_length=512,
    external_field="name"
)
schema.add_field(
    field_name="embedding",
    datatype=DataType.FLOAT_VECTOR,
    dim=768,
    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できます。

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の場合と同様に、外部コレクションのフィールドに対して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: データの更新

コレクションの準備が整ったら、データを更新して、データ用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\\\"}\"
}"

更新処理は非同期で行われるため、進行状況を監視するためのループを設定する必要があります。

次の手順

外部コレクションのリフレッシュが完了したら、コレクションのロードおよびリリースを行い、オンデマンドコンピューティング用のデータベース内のコレクションは検索やクエリを行うためにオンデマンドクラスタにアタッチする必要がある点を除き、管理対象コレクションと同様に、外部コレクションで類似性検索や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 操作を実行する前に、オンデマンドクラスタのコンピューティングリソースをアタッチするためのセッションを作成する必要があります。

後で、外部データソースに Milvus で公開したい別のフィールドが含まれるようになった場合は、外部コレクションのスキーマにフィールドを追加し、外部コレクションを再度更新してください。詳細については、「外部コレクションのスキーマの変更」を参照してください。