本文纯干货分享,干巴文章大家自带咖啡
带你从零开始搭建一个完整的本地RAG(检索增强生成)应用,使用DeepSeek系列模型、Ollama框架和开源向量数据库,支持中文和多语言文档处理。
一、环境准备与安装
1.1 硬件要求
- 最低配置:8GB内存 + 4核CPU(运行1.5B小模型)推荐配置:16GB以上内存 + NVIDIA GPU(运行7B及以上模型)存储空间:至少20GB可用空间(用于模型和向量数据库)
1.2 软件安装
1.2.1 安装Ollama
Ollama是本地运行大模型的工具,支持Windows/Mac/Linux:
bash
# Linux/macOS一键安装curl -fsSL https://ollama.com/install.sh | sh# Windows用户从官网下载安装包# https://ollama.com/download
验证安装:
bash
ollama --version
1.2.2 安装Python环境
推荐使用Python 3.9+:
bash
# 创建虚拟环境python -m venv rag_envsource rag_env/bin/activate # Linux/macOS# Windows: rag_env\Scripts\activate# 安装核心依赖pip install langchain chromadb sentence-transformers unstructured pdfplumber
1.2.3 下载模型
拉取DeepSeek R1生成模型和嵌入模型:
bash
# 生成模型(7B参数版本)ollama pull deepseek-r1# 嵌入模型(用于文本向量化)ollama pull nomic-embed-text# 备用小模型(低配置设备)ollama pull deepseek-r1:1.5b
二、项目结构搭建
创建项目目录结构:
my_rag_app/├── data/ # 存放原始文档├── chroma_db/ # 向量数据库存储├── configs/ # 配置文件│ └── prompts.yaml # 提示词模板├── scripts/ # 辅助脚本├── app.py # 主应用└── requirements.txt # 依赖列表
三、文档处理流程
3.1 支持的文件类型
- PDFWord (.docx)Excel (.xlsx)PowerPoint (.pptx)TXTMarkdownHTML
3.2 文档加载与分割
创建document_processor.py
:
python
from langchain.document_loaders import ( PDFPlumberLoader, UnstructuredWordDocumentLoader, UnstructuredExcelLoader, TextLoader)from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitterclass DocumentProcessor: def __init__(self): self.text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter( chunk_size=500, chunk_overlap=50, length_function=len, add_start_index=True ) def load_document(self, file_path): if file_path.endswith('.pdf'): loader = PDFPlumberLoader(file_path) elif file_path.endswith('.docx'): loader = UnstructuredWordDocumentLoader(file_path) elif file_path.endswith('.xlsx'): loader = UnstructuredExcelLoader(file_path) else: loader = TextLoader(file_path) return loader.load() def process_documents(self, file_paths): all_splits = [] for path in file_paths: docs = self.load_document(path) splits = self.text_splitter.split_documents(docs) all_splits.extend(splits) return all_splits
四、向量数据库搭建
4.1 初始化向量数据库
创建vector_db.py
:
python
from langchain.vectorstores import Chromafrom langchain.embeddings import HuggingFaceEmbeddingsimport osclass VectorDB: def __init__(self, persist_dir="./chroma_db"): self.embedding_model = HuggingFaceEmbeddings( model_name="nomic-ai/nomic-embed-text-v1", model_kwargs={'device': 'cpu'} # 有GPU可改为'cuda' ) self.persist_dir = persist_dir os.makedirs(persist_dir, exist_ok=True) def create_store(self, documents): return Chroma.from_documents( documents=documents, embedding=self.embedding_model, persist_directory=self.persist_dir ) def load_store(self): return Chroma( persist_directory=self.persist_dir, embedding_function=self.embedding_model )
4.2 批量导入文档
创建ingest.py
脚本:
python
from document_processor import DocumentProcessorfrom vector_db import VectorDBimport globdef main(): # 获取data目录下所有文档 doc_paths = glob.glob("./data/*") # 处理文档 processor = DocumentProcessor() splits = processor.process_documents(doc_paths) # 创建向量存储 vector_db = VectorDB() vector_store = vector_db.create_store(splits) print(f"已成功导入 {len(splits)} 个文档片段")if __name__ == "__main__": main()
运行:
bash
python ingest.py
五、RAG问答系统实现
5.1 配置提示词模板
创建configs/prompts.yaml
:
yaml
qa_template: | 请根据以下上下文信息回答问题。如果不知道答案,就说你不知道,不要编造答案。 上下文: {context} 问题:{question} 答案:
5.2 构建问答链
创建rag_chain.py
:
python
from langchain.chains import RetrievalQAfrom langchain.prompts import load_promptfrom langchain.llms import Ollamafrom vector_db import VectorDBimport osclass RAGChain: def __init__(self): # 加载向量数据库 self.vector_db = VectorDB() self.vector_store = self.vector_db.load_store() # 初始化LLM self.llm = Ollama( model="deepseek-r1", temperature=0.3, top_p=0.9 ) # 加载提示词 self.qa_prompt = load_prompt(os.path.join("configs", "prompts.yaml")) def get_qa_chain(self): return RetrievalQA.from_chain_type( llm=self.llm, chain_type="stuff", retriever=self.vector_store.as_retriever( search_type="mmr", # 最大边际相关性搜索 search_kwargs={"k": 4} ), chain_type_kwargs={"prompt": self.qa_prompt}, return_source_documents=True )
5.3 主应用实现
创建app.py
:
python
from rag_chain import RAGChainimport argparsedef main(): # 初始化RAG链 rag = RAGChain() qa_chain = rag.get_qa_chain() # 命令行交互 parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument("--question", type=str, help="直接提问的问题") args = parser.parse_args() if args.question: # 命令行模式 result = qa_chain({"query": args.question}) print("\n答案:", result["result"]) print("\n来源文档:") for doc in result["source_documents"]: print("-", doc.metadata["source"], "第", doc.metadata.get("page", "N/A"), "页") else: # 交互模式 print("RAG系统已启动,输入'exit'退出") while True: question = input("\n你的问题: ") if question.lower() in ['exit', 'quit']: break result = qa_chain({"query": question}) print("\n答案:", result["result"]) print("\n来源文档:") for doc in result["source_documents"]: print("-", doc.metadata["source"], "第", doc.metadata.get("page", "N/A"), "页")if __name__ == "__main__": main()
六、运行与测试
6.1 启动应用
bash
# 交互模式python app.py# 命令行直接提问python app.py --question "你的问题是什么?"
6.2 测试示例
假设我们导入了一份关于人工智能的白皮书:
问题:人工智能的主要应用领域有哪些?答案:根据文档内容,人工智能的主要应用领域包括:1. 医疗健康(医学影像分析、辅助诊断)2. 金融服务(风险管理、量化交易)3. 智能制造(质量检测、预测性维护)4. 零售电商(个性化推荐、智能客服)来源文档:- AI_白皮书.pdf 第 15 页- AI_白皮书.pdf 第 23 页
七、高级配置与优化
7.1 性能优化
GPU加速:
python
# 在vector_db.py中修改self.embedding_model = HuggingFaceEmbeddings( model_name="nomic-ai/nomic-embed-text-v1", model_kwargs={'device': 'cuda'} # 使用GPU)
量化模型(减少内存占用):
bash
ollama pull deepseek-r1:4bit # 4位量化版本
7.2 多语言支持
切换嵌入模型:
bash
ollama pull multilingual-e5-large # 多语言嵌入模型
修改vector_db.py
:
python
self.embedding_model = HuggingFaceEmbeddings( model_name="intfloat/multilingual-e5-large")
7.3 自定义检索策略
修改rag_chain.py
中的检索参数:
python
retriever=self.vector_store.as_retriever( search_type="similarity_score_threshold", search_kwargs={ "k": 5, "score_threshold": 0.5 # 相似度阈值 })
八、常见问题解决
8.1 Ollama服务问题
症状:连接Ollama服务失败
解决:
bash
# 确保服务运行ollama serve# 检查环境变量export OLLAMA_HOST=127.0.0.1:11434
8.2 内存不足
症状:加载模型时崩溃
解决:
使用小模型:ollama pull deepseek-r1:1.5b
添加交换空间(Linux):
bash
sudo fallocate -l 4G /swapfilesudo chmod 600 /swapfilesudo mkswap /swapfilesudo swapon /swapfile
8.3 中文支持不佳
症状:中文回答质量差
解决:
使用中文提示词模板
尝试专用中文模型:
bash
ollama pull qwen:7b # 阿里通义千问
九、部署选项
9.1 本地Web界面
安装Gradio创建简单UI:
bash
pip install gradio
创建web_ui.py
:
python
import gradio as grfrom rag_chain import RAGChainrag = RAGChain()qa_chain = rag.get_qa_chain()def respond(question): result = qa_chain({"query": question}) sources = "\n".join([f"- {doc.metadata['source']}" for doc in result["source_documents"]]) return f"{result['result']}\n\n来源文档:\n{sources}"iface = gr.Interface( fn=respond, inputs="text", outputs="text", title="DeepSeek RAG 问答系统")iface.launch(server_name="0.0.0.0")
运行:
bash
python web_ui.py
9.2 Docker部署
创建Dockerfile
:
dockerfile
FROM python:3.9-slimWORKDIR /appCOPY . .RUN apt-get update && apt-get install -y \ gcc \ python3-dev \ && rm -rf /var/lib/apt/lists/*RUN pip install -r requirements.txtEXPOSE 7860CMD ["python", "web_ui.py"]
构建并运行:
bash
docker build -t rag-app .docker run -p 7860:7860 rag-app
十、项目扩展思路
- 多文档管理:添加文档删除/更新功能对话历史:实现多轮对话记忆API服务:使用FastAPI创建REST接口定时同步:监控文档目录自动更新向量库混合检索:结合关键词和向量搜索
通过本文,你已经成功搭建了一个功能完整的本地RAG应用。这个系统可以处理多种文档格式,支持中文问答,并且完全在本地运行,保障了数据隐私。根据你的需求,可以进一步扩展功能或优化性能。