一篇文章看懂RAG + 实战，看不懂来揍我

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一、为什么需要RAG

可以将大语言模型看作是一个过于热情的新员工，他拒绝随时了解时事，但总是会绝对自信地回答每一个问题。不幸的是，这种态度会对用户的信任产生负面影响，这是不希望聊天机器人效仿的！

我们将大模型用于实际的业务时候，会发现通用的基础大模型基本无法满足我们实际的业务需求，经过实践主要有以下几个方面：

1. 知识的局限性：大模型对于一些具有实时性、非公开或者离线的数据是无法获取的
2. 幻觉问题：当大模型不具备某一领域的知识或者有不擅长的场景时，就会出现幻觉问题，简言之就是开始一本正经的胡说八道。
3. 数据安全性：数据是一个企业至关重要的东西，没有企业愿意承担数据泄露的风险

RAG 是解决其中一些挑战的一种方法。它会重定向 LLM，从权威的、预先确定的知识来源中检索相关信息。组织可以更好地控制生成的文本输出，并且用户可以深入了解 LLM 如何生成响应。

二、什么是RAG

2.1 RAG的概念

比较官方的概念就是：Retrieval-Augmented Generation（检索增强生成）是一种结合了检索模型和生成模型的AI技术，它能让大型语言模型（LLM）在回答问题或生成文本时，先从外部的知识库（如公司内部文档或数据库）检索相关信息，再将这些信息整合到生成过程中，从而生成更准确、更相关、更新鲜的答案，而无需重新训练或微调整个模型。

下面我们来拆解一下RAG的概念：

1. Retrieval - 检索模型：将用户的Prompt首先Embedding，然后和向量数据库中的上下文进行对比，相似性搜索，找到向量数据库中最匹配的前k个数据。核心就是两部分。
2. 建立索引：将知识库转换为可搜索/查询的内容，建立相关索引。
3. 执行查询：从搜索内容中提取最相关的，最佳知识片段。
4. Augmented - 增强：将用户的Prompt和检索到的相关信息，一起嵌入到一个预设的提示词模板中。
5. Generate - 生成模型：最终将增强后的Prompt输入给LLM。

2.2 RAG的特点

RAG通过以下几个特点来弥补单纯的语言模型：

1. 信息检索: RAG使用检索系统（比如Elasticsearch）来从大规模数据集中检索相关文档或数据。
2. 上下文融合: 将检索到的信息和原始的问题或输入融合，构造一个扩展的上下文。
3. 知识增强:通过上下文融合，模型可以利用外部检索到的知识来指导生成过程，这可以显著减少"幻觉"。
4. 快速更新：实施RAG需要矢量数据库等技术，这些技术可以快速编码新数据，并搜索该数据以输入给LLM模型。
5. 灵活性: RAG模型可以与不同的检索库和不同的语言模型结合使用。
6. 不需要训练：RAG可以通过查询最新的外部数据源来处理频繁变化的数据，不需要训练，模型大小不会产生变化。

2.3 RAG 主要组成

RAG的主要组成，分别是：数据提取 - embedding（向量化） - 创建索引 - 检索 - 自动排序 - Rerank - LLM归纳生成。

RAG就是让大模型进行开卷考试，如果大家准备的资料都差不多，那么我们怎么在有限的时间内，能够取得优异的成绩呢？

1. 准备的资料准确：如果答案都是错误的，写上去也是错误的
2. 准备的资料充分：考的全是资料上面的，自然正确率是非常高的

上面的要求也是我们在建立RAG知识库时候需要注意的地方。

三、RAG 和 Fine-tuning 的区别

Fine-tuning（微调）：是指用一定的数据集对LLM进行局部参数调整，需要进行训练，以期望LLM理解我们的业务逻辑，有更好的 zero-shot （零样本）能力。简而言之：让大模型通过学习，内化知识。

RAG（检索增强生成）：是指把文档先进行embedding（向量化），借助检索先得到大致的知识范围答案，将用户输入的Prompt和检索得到的答案一起给到LLM，让LLM生成最终答案。简而言之：让大模型可以开卷考试。

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四、RAG 未来的趋势

检索增强生成的未来趋势集中在使 RAG 技术更高效、更适应各种应用。 以下是一些值得关注的趋势：

1. 个性化：RAG 模型将继续纳入用户特定的知识。 这将使他们能够提供更加个性化的响应，特别是在内容推荐和虚拟助理等应用程序中。
2. 可定制的行为：除了个性化之外，用户本身还可以更好地控制 RAG 模型的行为和响应方式，以帮助他们获得所需的结果。
3. 可扩展性：RAG 模型将能够处理比目前更大量的数据和用户交互。
4. 混合模型：RAG 与其他人工智能技术（例如强化学习）的集成将允许更通用和上下文感知的系统，可以同时处理各种数据类型和任务。
5. 实时、低延迟部署：随着 RAG 模型检索速度和响应时间的提高，它们将更多地用于需要快速响应的应用程序（例如聊天机器人和虚拟助手）。

五、OceanBase 实战

5.1 OceanBase 介绍

该项目是基于 langchain、langchain-oceanbase 和 streamlit 构建，处理流程是先将 OceanBase 数据库的文档，通过 Embedding 模型转化为向量数据，并存储在 OceanBase 数据库中。当用户提问时，系统会用相同的模型将问题转化为向量，然后通过向量检索找到相关的文档内容，再将这些文档作为上下文提交给大语言模型，从而生成更精准的回答。

Github地址：github.com/oceanbase/o...

参考线上地址：www.oceanbase.com/obi

5.2 OceanBase 特性

1. 向量检索：支持向量索引和高效查询，可用于 AI 应用、推荐系统和语义搜索，提供高吞吐、低延迟的向量搜索能力；
2. 水平扩展：单机群支持超过1500节点、PB级数据量和单表超万亿行数据；
3. 极致性能：TPC-C 7.07亿tmpC和TPC-H 1526 万 QphH @30000GB；
4. 低成本：存储成本节省70%-90%；
5. 实时分析：不需要额外开销，支持HTAP；
6. 高可用：RPO = 0（0数据丢失），RTO < 8秒（恢复时间）；
7. MySQL 兼容：很容易的从MySQL迁移过来。

5.3 部署开始

使用 Linux系统 部署

# 下载并安装 all-in-one （需要联网）
bash -c "$(curl -s https://obbusiness-private.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/download-center/opensource/oceanbase-all-in-one/installer.sh)"
source ~/.oceanbase-all-in-one/bin/env.sh

# 快速部署 OceanBase database
obd demo

使用 docker 部署

1. 启动 OceanBase 数据库实例

# 部署一个mini模式实例
docker run -p 2881:2881 --name oceanbase-ce -e MODE=mini -d oceanbase/oceanbase-ce

# 使用 quay.io 仓库的镜像部署 OceanBase.
# docker run -p 2881:2881 --name oceanbase-ce -e MODE=mini -d quay.io/oceanbase/oceanbase-ce

# 使用 ghcr.io 仓库的镜像部署 OceanBase.
# docker run -p 2881:2881 --name oceanbase-ce -e MODE=mini -d ghcr.io/oceanbase/oceanbase-ce

1. 连接 OceanBase

docker exec -it oceanbase-ce obclient -h127.0.0.1 -P2881 -uroot # 连接root用户sys租户

下面是部署成功后的UI界面：

六、最后总结

优化RAG的关键是什么？我得到的答案是数据 + 检索。

数据质量决定了基础，高质量数据从海量数据提纯而来，检索则是确保内容能够被快速且准确提取的关键。

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