一貫性レベル

分散ベクトルデータベースである Zilliz Cloud は、読み取り操作および書き込み操作中に各ノードまたはレプリカが同じデータにアクセスできるようにするため、複数の一貫性レベルを提供します。現在サポートされている一貫性レベルには Strong、Bounded、Eventually、Session があり、Bounded が使用されるデフォルトの一貫性レベルです。

概要

Zilliz Cloud は、ストレージとコンピューティングを分離したシステムです。このシステムでは、DataNodes がデータの永続化を担当し、最終的に MinIO/S3. などの分散オブジェクトストレージにデータを保存します。QueryNodes は Search などの計算タスクを処理します。これらのタスクでは、バッチデータ と ストリーミングデータ の両方を処理します。簡単に言うと、バッチデータはすでにオブジェクトストレージに保存されているデータであり、ストリーミングデータはまだオブジェクトストレージに保存されていないデータです。ネットワークレイテンシーにより、QueryNodes が最新のストリーミングデータを保持していないことがよくあります。追加の保護措置がない場合、ストリーミングデータに対して Search を直接実行すると、多くの未コミットのデータポイントが失われ、検索結果の精度に影響する可能性があります。

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上の図に示すように、QueryNodes は Search リクエストを受信すると、ストリーミングデータとバッチデータの両方を同時に受信できます。ただし、ネットワークレイテンシーにより、QueryNodes が取得するストリーミングデータは不完全な場合があります。

この問題に対処するため、Zilliz Cloud はデータキュー内の各レコードにタイムスタンプを付与し、同期タイムスタンプをデータキューに継続的に挿入します。同期タイムスタンプ（syncTs）を受信するたびに、QueryNodes はそれを ServiceTime として設定します。つまり、QueryNodes はその ServiceTime より前のすべてのデータを参照できます。ServiceTime に基づいて、Zilliz Cloud は保証タイムスタンプ（GuaranteeTs）を提供し、一貫性と可用性に関するさまざまなユーザー要件を満たすことができます。ユーザーは、Search リクエストで GuaranteeTs を指定することで、指定した時点より前のデータを検索スコープに含める必要があることを QueryNodes に伝えることができます。

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上の図に示すように、GuaranteeTs が ServiceTime より小さい場合、指定した時点より前のすべてのデータがディスクに完全に書き込まれていることを意味し、QueryNodes は Search 操作をすぐに実行できます。GuaranteeTs が ServiceTime より大きい場合、QueryNodes は ServiceTime が GuaranteeTs を超えるまで待ってからでなければ Search 操作を実行できません。

ユーザーは、クエリの精度とクエリのレイテンシーの間でトレードオフを行う必要があります。一貫性の要件が高く、クエリのレイテンシーに敏感でない場合は、GuaranteeTs をできるだけ大きな値に設定できます。検索結果をすばやく取得したい場合や、クエリの精度に対して比較的寛容な場合は、GuaranteeTs をより小さな値に設定できます。

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Zilliz Cloud は、GuaranteeTs が異なる 4 種類の一貫性レベルを提供します。

Strong

最新のタイムスタンプが GuaranteeTs として使用され、QueryNodes は ServiceTime が GuaranteeTs を満たすまで待ってから Search リクエストを実行する必要があります。
Eventual

GuaranteeTs は 1 などの極めて小さな値に設定され、一貫性チェックを回避することで、QueryNodes がすべてのバッチデータに対して Search リクエストをすぐに実行できるようにします。
Bounded Staleness

GuranteeTs は、最新のタイムスタンプより前の時点に設定され、一定程度のデータ損失を許容して QueryNodes が検索を実行できるようにします。
Session

クライアントがデータを挿入した最新の時点が GuaranteeTs として使用され、QueryNodes がクライアントによって挿入されたすべてのデータに対して検索を実行できるようにします。

Zilliz Cloud は、Bounded Staleness をデフォルトの一貫性レベルとして使用します。GuaranteeTs を指定しない場合、最新の ServiceTime が GuaranteeTs として使用されます。

一貫性レベルを設定する

コレクションの作成時、および検索やクエリの実行時に、さまざまな一貫性レベルを設定できます。検索またはクエリで一貫性レベルを指定しない場合、コレクション作成時に指定した一貫性レベルが適用されます。

コレクション作成時の一貫性レベルの設定

コレクションを作成する際に、そのコレクション内の検索およびクエリで使用する一貫性レベルを設定できます。次のコード例では、一貫性レベルを Bounded に設定します。

python
client.create_collection(
    collection_name="my_collection",
    schema=schema,
    consistency_level="Bounded",
)

java
CreateCollectionReq createCollectionReq = CreateCollectionReq.builder()
        .collectionName("my_collection")
        .collectionSchema(schema)
        .consistencyLevel(ConsistencyLevel.BOUNDED)
        .build();
client.createCollection(createCollectionReq);

go
err = client.CreateCollection(ctx,
    milvusclient.NewCreateCollectionOption("my_collection", schema).
        WithConsistencyLevel(entity.ClBounded))
if err != nil {
    fmt.Println(err.Error())
    // handle error
}

rust
client.create_collection(
    CreateCollectionRequest::builder()
        .collection_name("my_collection")
        .schema(schema)
        .consistency_level(ConsistencyLevel::Bounded)
        .build()?,
)
.await?;

c++
auto status = client->CreateCollection(milvus::CreateCollectionRequest()
                                          .WithCollectionName("my_collection")
                                          .WithCollectionSchema(schema)
                                          .WithConsistencyLevel(milvus::ConsistencyLevel::BOUNDED));
if (!status.IsOk()) {
    std::cout << status.Message() << std::endl;
}

javascript
await client.createCollection({
    collection_name: "my_collection",
    schema,
    consistency_level: "Bounded",
});

bash
export schema='{
        "autoId": true,
        "enabledDynamicField": false,
        "fields": [
            {
                "fieldName": "id",
                "dataType": "Int64",
                "isPrimary": true
            },
            {
                "fieldName": "vector",
                "dataType": "FloatVector",
                "elementTypeParams": {
                    "dim": "5"
                }
            },
            {
                "fieldName": "my_varchar",
                "dataType": "VarChar",
                "isClusteringKey": true,
                "elementTypeParams": {
                    "max_length": 512
                }
            }
        ]
    }'

export params='{
    "consistencyLevel": "Bounded"
}'

curl --request POST \
--url "${CLUSTER_ENDPOINT}/v2/vectordb/collections/create" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
-d "{
    \"collectionName\": \"my_collection\",
    \"schema\": $schema,
    \"params\": $params
}"

consistency_level パラメーターに指定できる値は Strong、Bounded、Eventually、Session です。

検索時の一貫性レベルの設定

特定の検索に対しては、いつでも一貫性レベルを変更できます。次のコード例では、一貫性レベルを Bounded に戻します。この変更は現在の検索リクエストにのみ適用されます。

python
res = client.search(
    collection_name="my_collection",
    data=[query_vector],
    limit=3,
    consistency_level="Bounded",
    # highlight-next
)

java
SearchReq searchReq = SearchReq.builder()
        .collectionName("my_collection")
        .data(Collections.singletonList(queryVector))
        .topK(3)
        .consistencyLevel(ConsistencyLevel.BOUNDED)
        .build();

SearchResp searchResp = client.search(searchReq);

go
resultSets, err := client.Search(ctx, milvusclient.NewSearchOption(
    "my_collection", // collectionName
    3,               // limit
    []entity.Vector{entity.FloatVector(queryVector)},
).WithConsistencyLevel(entity.ClBounded).
    WithANNSField("vector"))
if err != nil {
    fmt.Println(err.Error())
    // handle error
}

rust
client.search(
    SearchRequest::builder()
        .collection_name("my_collection")
        .vector_field("vector")
        .vectors(SearchVectors::Float(vec![query_vector]))
        .limit(3)
        .consistency_level(ConsistencyLevel::Bounded)
        .build()?,
)
.await?;

c++
std::vector<float> query_vector = {0.3580376395471989, -0.6023495712049978, 0.18414012509913835, -0.26286205330961354, 0.9029438446296592};
auto request = milvus::SearchRequest()
                           .WithCollectionName("my_collection")
                           .WithLimit(3)
                           .AddFloatVector(std::move(query_vector))
                           .WithConsistencyLevel(milvus::ConsistencyLevel::BOUNDED);

milvus::SearchResponse response;
auto status = client->Search(request, response);
if (!status.IsOk()) {
    std::cout << status.Message() << std::endl;
}

javascript
const res = await client.search({
    collection_name: "my_collection",
    data: [query_vector],
    limit: 3,
    consistency_level: "Bounded",
});

bash
curl --request POST \
--url "${CLUSTER_ENDPOINT}/v2/vectordb/entities/search" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
-d '{
    "collectionName": "my_collection",
    "data": [
        [0.3580376395471989, -0.6023495712049978, 0.18414012509913835, -0.26286205330961354, 0.9029438446296592]
    ],
    "limit": 3,
    "consistencyLevel": "Bounded"
}'

このパラメーターはハイブリッド検索および検索イテレーターでも使用できます。consistency_level パラメーターに指定できる値は Strong、Bounded、Eventually、Session です。

クエリ時の一貫性レベルの設定

特定の検索に対しては、いつでも一貫性レベルを変更できます。次のコード例では、一貫性レベルを Eventually に設定します。この設定は現在のクエリリクエストにのみ適用されます。

python
res = client.query(
    collection_name="my_collection",
    filter="color like \"red%\"",
    output_fields=["vector", "color"],
    limit=3,
    consistency_level="Bounded",
    # highlight-next
)

java
QueryReq queryReq = QueryReq.builder()
        .collectionName("my_collection")
        .filter("color like \"red%\"")
        .outputFields(Arrays.asList("vector", "color"))
        .limit(3)
        .consistencyLevel(ConsistencyLevel.BOUNDED)
        .build();

QueryResp getResp = client.query(queryReq);

go
resultSet, err := client.Query(ctx, milvusclient.NewQueryOption("my_collection").
    WithFilter("color like \"red%\"").
    WithOutputFields("vector", "color").
    WithLimit(3).
    WithConsistencyLevel(entity.ClBounded))
if err != nil {
    fmt.Println(err.Error())
    // handle error
}

rust
client.query(
    QueryRequest::builder()
        .collection_name("my_collection")
        .filter(r#"color like "red%""#)
        .output_fields(["vector", "color"])
        .limit(3)
        .consistency_level(ConsistencyLevel::Bounded)
        .build()?,
)
.await?;

c++
auto request = milvus::QueryRequest()
                       .WithCollectionName("my_collection")
                       .WithFilter(R"(color like "red%")")
                       .WithOutputFields({"vector", "color"})
                       .WithLimit(3)
                       .WithConsistencyLevel(milvus::ConsistencyLevel::BOUNDED);

milvus::QueryResponse response;
auto status = client->Query(request, response);
if (!status.IsOk()) {
    std::cout << status.Message() << std::endl;
}

javascript
const res = await client.query({
    collection_name: "my_collection",
    filter: 'color like "red%"',
    output_fields: ["vector", "color"],
    limit: 3,
    consistency_level: "Bounded",
});

bash
curl --request POST \
--url "${CLUSTER_ENDPOINT}/v2/vectordb/entities/query" \
--header "Authorization: Bearer ${TOKEN}" \
--header "Content-Type: application/json" \
-d '{
    "collectionName": "my_collection",
    "filter": "color like \"red%\"",
    "outputFields": ["vector", "color"],
    "consistencyLevel": "Bounded",
    "limit": 3
}'

このパラメーターはクエリイテレーターでも使用できます。consistency_level パラメーターに指定できる値は Strong、Bounded、Eventually、Session です。

概要​

一貫性レベルを設定する​

コレクション作成時の一貫性レベルの設定​

検索時の一貫性レベルの設定​

クエリ時の一貫性レベルの設定​

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検索時の一貫性レベルの設定

クエリ時の一貫性レベルの設定