GraphRAG原理及部署实战(GraphRAG系列第一篇)

标签：实战 RAG GraphRAG 第一篇查询索引 Instruct 指令

RAG在大模型时代，被寄予了厚望，但在近一年多各大小公司的实施过程中，其效果远没有抖音中宣传的那么振奋人心，其原因是多方面的。这篇文章就RAG中的一个弱项--局部性来展开讨论。

一、RAG原理

图1描述了RAG的原理，用户输入了一个指令Instruct，RAG将其与Document store(向量库)中的预存文本进行匹配，然后将符合条件的筛选文本(Retrieved Documents)与指令Instruct，共同合成为一个增强型的Prompt，并将该增强型Prompt喂给大模型，

最终大模型根据此增强型Prompt，生成最终的Response。

图1 RAG原理图(来源于网络)

因为关于RAG的文章，网络上非常多，本文不再缀叙，因前后逻辑理解上的需要，只就RAG基本流程进行说明。需要更详细了解RAG原理，可参考以下两篇博客：

RAG技术架构与实现原理

https://cloud.tencent.com.cn/developer/article/2436421

用通俗易懂的方式讲解：一文详解大模型 RAG 模块

https://blog.csdn.net/python1222_/article/details/140124845

二、RAG的缺陷

目前RAG效果不佳的原因，一个是Document=>Chunks的切分策略，另一个是在向量库检索(Retrieval)与指令Instruct关联的文本(Chunks)策略。

Document=>Chunks的切分策略最大的问题，如何将一篇完整的文档，自动划分为数个具有完整语义的段落集合，但现有的工具，比如Langchain里提供的RecursiveCharacterTextSpliter、CharacterTextSpliter等，都是简单的武断的将文档分成若干个段落，具有完整语义的段落被拆分为数个chunks，或者一个chunk包含几个不同语义的段落，这样的数据预处理，自然会导致在LLM推理时效果不佳。

从向量库检索匹配指令Instruct的文本，存在只能匹配细粒度的问题，如果用户指令需要从宏观上去总结一篇文章，那传统的RAG的表现就很糟糕了，因为这是传统RAG技术架构上的先天缺陷导致。传统RAG是将一篇文章打碎拆分为几个小的章节(chunks)，然后embedding后存入向量库，在查询阶段，RAG将用户指令Instruct挨个在向量库与这些chunks的embedding向量进行相似度匹配，然后输出最匹配的k个作为prompt的上下文(context)，无论是在文档预处理进向量库阶段，还是用户查询阶段，都没家考虑各个chunk之间的关联，这就形成了普通RAG技术的先天设计缺陷。

所以，微软这些牛人就针对上面提到的这个RAG先天设计缺陷，提出了GraphRAG的理念和实现版本。

三、GraphRAG

　　论文：《From Local to Global: A Graph RAG Approach to Query-Focused Summarization》

源码：https://github.com/microsoft/graphrag

GraphRAG提出了一种回答总结类(summary)问题的算法思路，图2展示了GraphRAG算法的工作流程，包括索引建立阶段(index time)和查询阶段(query time)。

图2 GraphRAG算法工作流

索引建立(index time)

　　　索引建立阶段，属于数据预处理阶段，主要目的是从提供的文档集合中，提取出知识图谱(Knowledge Graph)，然后以聚类算法(Leiden)，将知识图谱分为数个社区(community)，并总结每个社区(community)所表达的含义(community summary)。

查询(query time)

　　　查询阶段，是建立在索引建立的阶段基础上，GraphRAG系统的终端用户，在此阶段加入进来，并向系统提供查询指令Instruct。GraphRAG将用户Instruct与每个社区的community summary进行相似度匹配，并将匹配结果作为最终喂给大模型的prompt的上下文(context)，以生成返回给用户的最终回答。

三、GraphRAG部署

　　GraphRAG部署分为安装包部署和源码部署，这里推荐源码部署，因为部署过程中，可能会遇到不可预知的问题，有些问题只能修改源码才能规避。

1、安装依赖环境

安装依赖管理工具poetry，poetry是比pip更完善依赖管理工具，只要通过poetry安装或删除的包，poetry都会对pyproject.toml文件进行更新。