一、引言:终结企业知识管理的架构分裂症

现代企业知识管理(EKM)系统的数据不再是单一的文档,而是三种形态的混合体:海量的非结构化文档(技术手册、SOP)、关键的结构化业务数据(客户案例、产品信息),以及用于语义理解的向量数据

为了应对数据多样性,企业往往拼凑出由 Elasticsearch、关系型数据库和向量数据库组成的复杂“缝合怪”架构。然而,这种分裂式设计导致查询能力割裂,使得融合关键字、业务属性与语义相似度的综合查询变得极其复杂低效,需在应用层多次跨系统调用与手动聚合。

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二、核心技术:openGauss 的三位一体数据引擎

openGauss 通过内置功能和插件扩展,实现了对三种核心数据类型的原生支持,使其成为 EKM 的理想数据底座。

数据类型 openGauss 实现方案 核心优势
结构化数据 原生的行列存储引擎 高性能的 OLTP/OLAP 能力,支持复杂 SQL 和事务。
全文检索 内置 tsvectortsquery 类型,支持 GIN/GIST 索引 无需外部检索引擎,即可在数据库内部实现高效的关键字、词组、模糊匹配。
向量数据 DataVec 扩展插件 (或类似向量扩展) 提供 vector 数据类型和相似度计算函数,支持 IVFFLAT、HNSW 等高性能 ANN 索引。

这种“三位一体”的设计,意味着所有的数据处理和关联操作,都可以下推到 openGauss 数据库内核中完成,消除了跨系统调用的开销和复杂性。

三、数据建模:构建统一的知识视图

我们的目标是设计一个能够同时容纳结构化属性和非结构化内容的统一数据模型。

1. 知识文档表 (knowledge_documents):
这张表是核心,用于存储文档原文、其对应的向量表示,以及用于全文检索的 tsvector

CREATE TABLE knowledge_documents (
    doc_id SERIAL PRIMARY KEY,      -- 文档唯一 ID
    source_type VARCHAR(50),        -- 来源类型 (e.g., 'Jira', 'Confluence')
    source_id VARCHAR(100),         -- 来源系统中的 ID
    title TEXT,                     -- 标题
    content TEXT,                   -- 文档原文
    content_tsvector TSVECTOR,      -- 用于全文检索的 tsvector
    embedding VECTOR(768)           -- 768 维的文档内容向量
);

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content_tsvector 字段可以通过触发器在 content 字段插入或更新时自动生成。

2. 结构化业务案例表 (business_cases):
这张表示例性地存储了与知识相关联的业务数据。

CREATE TABLE business_cases (
    case_id SERIAL PRIMARY KEY,
    doc_id INT REFERENCES knowledge_documents(doc_id), -- 关联到知识文档
    product_id VARCHAR(50),      -- 关联的产品 ID
    customer_level VARCHAR(20),  -- 客户级别
    resolution_time_hours INT,   -- 解决时长 (小时)
    resolved_by_expert VARCHAR(100), -- 解决专家
    created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT NOW()
);

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通过 doc_id 外键,我们将结构化的业务上下文与非结构化的知识文档紧密地关联在了一起。

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四、检索优化:融合索引策略

为了实现高效的混合查询,我们需要为不同类型的数据创建合适的索引。这不是一个单一的“混合索引”,而是多种索引协同工作的策略。

1. 结构化数据索引 (B-Tree):
为业务表中的高频查询字段创建标准的 B-Tree 索引。

-- 为业务案例表的产品 ID 和创建时间创建复合索引
CREATE INDEX idx_cases_product_created ON business_cases (product_id, created_at);

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2. 全文检索引擎 (GIN):
knowledge_documents 表的 tsvector 字段创建 GIN(广义倒排索引),以加速关键字检索。

CREATE INDEX idx_docs_tsvector_gin ON knowledge_documents USING GIN (content_tsvector);

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3. 向量数据索引 (IVFFLAT):
embedding 向量字段创建 IVFFLAT 索引,以加速 ANN(近似最近邻)搜索。IVFFLAT 是一种基于倒排文件和量化的索引,非常适合大规模向量的快速检索。

-- list_count 是聚类中心的数量,是一个关键的调优参数
CREATE INDEX idx_docs_embedding_ivfflat ON knowledge_documents USING ivfflat (embedding) WITH (list_count = 1024);

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五、实战:一体化混合查询的威力

现在,让我们来解决引言中提出的那个复杂查询。

查询需求: 查找 P-001 产品,在 2023 年之后解决的,标题或内容中包含 网络延迟 关键字,并且与问题描述 “客户端频繁掉线,无法重连” 语义最相似的 Top 5 知识案例。

5.1 准备工作

首先,我们需要将问题描述 “客户端频繁掉线,无法重连” 通过一个外部的 Embedding 模型(如 Sentence-BERT)转换为一个 768 维的向量,我们称之为 query_vector

5.2 一体化 SQL 查询

在 openGauss 中,我们只需要一条 SQL 语句即可完成这个复杂的混合查询。

-- :query_vector 是我们从外部传入的查询向量
-- to_tsquery('chinese', '网络 & 延迟') 用于构建全文检索的查询
SELECT
    kd.doc_id,
    kd.title,
    bc.product_id,
    bc.resolved_by_expert,
    -- 使用 l2_distance 函数计算向量间的 L2 距离 (越小越相似)
    l2_distance(kd.embedding, :query_vector) AS similarity_score
FROM
    knowledge_documents kd
JOIN
    business_cases bc ON kd.doc_id = bc.doc_id
WHERE
    -- 1. 结构化条件过滤
    bc.product_id = 'P-001' AND bc.created_at >= '2023-01-01'
    -- 2. 全文检索条件过滤
    AND kd.content_tsvector @@ to_tsquery('chinese', '网络 & 延迟')
ORDER BY
    -- 3. 向量相似度排序
    kd.embedding <-> :query_vector -- <-> 是 DataVec 提供的向量相似度排序操作符
LIMIT 5;

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这条 SQL 的强大之处在于:

  1. 多模态过滤: WHERE 子句中同时融合了对结构化数据 (product_id, created_at) 和全文索引 (@@ 操作符) 的过滤。
  2. 语义排序: ORDER BY 子句利用了向量索引,对过滤后的结果集进行高效的语义相似度排序。
  3. 查询计划优化: openGauss 的查询优化器会自动分析并选择最高效的执行计划。它会优先使用 B-Tree 索引和 GIN 索引来大幅缩小候选集,然后仅对这个很小的结果集进行向量相似度计算,极大地提升了查询性能。

六、性能对比

查询类型 传统分裂架构 openGauss 一体化架构 性能分析
纯结构化查询 ~50ms ~50ms 性能相当,都由 B-Tree 索引主导。
纯全文检索 ~80ms ~100ms Elasticsearch 可能略有优势,但 openGauss 性能在同一数量级。
纯向量检索 ~60ms ~70ms 专用向量数据库可能略快,但 openGauss 性能在同一数量级。
一体化混合查询 1500ms+ < 200ms 数量级差异。传统架构需要多次网络调用和应用层 Join,而 openGauss 在数据库内核中完成所有操作,性能优势巨大。

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七、结论:openGauss,企业知识管理的下一代数据引擎

面对企业知识管理系统中日益增长的数据多样性和查询复杂性,传统的分裂式架构已显得力不从心。openGauss 凭借其对结构化、全文、向量三种核心数据类型的原生一体化支持,为构建新一代 EKM 系统提供了革命性的解决方案。

通过将数据统一建模、采用协同索引策略,企业可以在 openGauss 中实现前所未有的一体化混合查询。这不仅简化了系统架构、降低了运维成本,更通过数量级的性能提升,极大地改善了知识检索的效率和用户体验,真正释放了沉睡在异构数据中的组织智慧。openGauss 在此场景下,已不再仅仅是一个数据库,而是一个功能完备、性能卓越的企业级数据智能中枢

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