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建立及管理資料資產

  • 文章

適用於：Azure CLI ml 延伸模組 v2 (目前)Python SDK azure-ai-ml v2 (目前)

本文說明如何在 Azure Machine Learning 中建立和管理資料資產。

需要這些項目時，資料資產可協助您執行以下操作：

  • 版本設定：資料資產支援資料版本設定。
  • 重現性：資料資產版本建立後，會固定不變。 無法修改或刪除。 因此，可以重現取用資料資產的定型作業或管線。
  • 可稽核性：因為資料資產版本為固定不變，所以您可以追蹤資產版本、更新版本的人員，以及發生版本更新的時間。
  • 譜系：針對任何指定的資料資產，您可以檢視哪些作業或管線會取用資料。
  • 方便使用：Azure Machine Learning 資料資產類似於網頁瀏覽器書籤 (我的最愛)。 您可以建立資料資產版本，然後以易記名稱 (例如 azureml:<my_data_asset_name>:<version>) 存取該資產版本，而不是記住參考您在 Azure 儲存體上常用資料的長期儲存路徑 (URI)。

提示

若要在互動式工作階段 (例如筆記本) 或作業中存取資料，就不需要先建立資料資產。 您可以使用資料存放區 URI 來存取資料。 資料存放區 URI 提供簡單的方法存取開始使用 Azure Machine Learning 的資料。

必要條件

若要建立並使用資料資產，您需要：

建立資料資產

若要建立資料資產，您必須設定資料資產類型。 Azure Machine Learning 支援三種資料類型：

類型 API 標準案例
檔案
參考單一檔案		 uri_file 讀取 Azure 儲存體上的單一檔案 (檔案可以是任何格式)。
資料夾
參考資料夾		 uri_folder 將 parquet/CSV 檔案的資料夾讀入 Pandas/Spark。

讀取位於資料夾中的非結構化資料 (影像、文字、音訊等)。
Table
參考資料表		 mltable 您的複雜結構描述可能會經常變更，或需要大型表格式資料的子集。

含有資料表的 AutoML。

讀取分散在多個儲存位置的非結構化資料 (影像、文字、音訊等)。

注意

如果您將資料註冊為MLTable，只能在 csv 檔案中使用內嵌新行字元。 讀取資料時，csv 檔案中的內嵌新行字元可能會導致未對齊的欄位值。 MLTable 在 read_delimited 中轉換中有此 support_multi_line參數，用於將以引號括住的分行符號解譯為一筆記錄。

在 Azure Machine Learning 作業中取用資料資產時，您可以將資產掛接或下載到計算節點。 如需詳細資訊，請造訪模式。

此外，您必須指定指向資料資產位置的 path 參數。 支援的路徑包括：

Location 範例
本機電腦上的路徑 ./home/username/data/my_data
資料存放區上的路徑 azureml://datastores/<data_store_name>/paths/<path>
公用 HTTP 伺服器的路徑 https://raw.githubusercontent.com/pandas-dev/pandas/main/doc/data/titanic.csv
Azure 儲存體上的路徑 (Blob) wasbs://<containername>@<accountname>.blob.core.windows.net/<path_to_data>/
(ADLS gen2) abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/<path>
(ADLS gen1) adl://<accountname>.azuredatalakestore.net/<path_to_data>/

注意

從本機路徑建立資料資產時，將自動上傳至預設 Azure Machine Learning 雲端資料存放區。

建立資料資產：檔案類型

檔案 (uri_file) 類型資料資產會指向儲存體上的單一檔案 (例如 CSV 檔案)。 您可以用下列項目來建立檔案類型的資料資產：

建立 YAML 檔案，然後複製並貼上下列程式碼片段。 請務必更新 <> 和 預留位置，搭配

  • 資料資產的名稱
  • 版本
  • description
  • 支援位置上單一檔案的路徑
$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/data.schema.json

# Supported paths include:
# local: './<path>/<file>' (this will be automatically uploaded to cloud storage)
# blob:  'wasbs://<container_name>@<account_name>.blob.core.windows.net/<path>/<file>'
# ADLS gen2: 'abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/<path>/<file>'
# Datastore: 'azureml://datastores/<data_store_name>/paths/<path>/<file>'

type: uri_file
name: <NAME OF DATA ASSET>
version: <VERSION>
description: <DESCRIPTION>
path: <SUPPORTED PATH>

接著，在 CLI 中執行下列命令。 請務必將 <filename> 預留位置更新為 YAML 檔名。

az ml data create -f <filename>.yml

建立資料資產：資料夾類型

屬於資料夾 (uri_folder) 類型資料資產指儲存資源上的資料夾，例如包含數個映像子資料夾的資料夾。 您可以透過下列項目建立資料夾類型的資料資產：

複製以下程式碼並貼到新的 YAML 檔案中。 請務必更新 <> 和 預留位置，搭配

  • 資料資產的名稱
  • 版本
  • 描述
  • 支援位置上資料夾的路徑
$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/data.schema.json

# Supported paths include:
# local: './<path>/<folder>' (this will be automatically uploaded to cloud storage)
# blob:  'wasbs://<container_name>@<account_name>.blob.core.windows.net/<path>/<folder>'
# ADLS gen2: 'abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/<path>/<folder>'
# Datastore: 'azureml://datastores/<data_store_name>/paths/<path>/<folder>'

type: uri_folder
name: <NAME OF DATA ASSET>
version: <VERSION>
description: <DESCRIPTION>
path: <SUPPORTED PATH>

接著，在 CLI 中執行下列命令。 請務必將 <filename> 預留位置更新為 YAML 檔名。

az ml data create -f <filename>.yml

建立資料資產：資料表類型

Azure Machine Learning 資料表 (MLTable) 有豐富的功能，詳情請參閱在 Azure Machine Learning 中使用資料表。 與其在這裡重複該文件，請使用位於公開可用的 Azure Blob 儲存體帳戶上的 Titanic 資料，閱讀描述如何建立資料表類型資料資產的範例。

首先，建立名為 data 的新目錄，並建立名為 MLTable 的檔案：

mkdir data
touch MLTable

接著，將下列 YAML 複製並貼到您在上一個步驟中建立的 MLTable 檔案中：

警告

請勿將 MLTable 檔案重新命名為 MLTable.yaml 或 MLTable.yml。 Azure Machine Learning 預期 MLTable 檔案。

paths:
- file: wasbs://data@azuremlexampledata.blob.core.windows.net/titanic.csv
transformations:
- read_delimited:
    delimiter: ','
    empty_as_string: false
    encoding: utf8
    header: all_files_same_headers
    include_path_column: false
    infer_column_types: true
    partition_size: 20971520
    path_column: Path
    support_multi_line: false
- filter: col('Age') > 0
- drop_columns:
  - PassengerId
- convert_column_types:
  - column_type:
      boolean:
        false_values:
        - 'False'
        - 'false'
        - '0'
        mismatch_as: error
        true_values:
        - 'True'
        - 'true'
        - '1'
    columns: Survived
type: mltable

在 CLI 中執行下列命令。 請確實使用資料資產名稱和版本值來更新 <> 預留位置。

az ml data create --path ./data --name <DATA ASSET NAME> --version <VERSION> --type mltable

重要

path 應該是包含有效 MLTable 檔案的資料夾。

從作業輸出建立資料資產

您可以從 Azure Machine Learning 工作建立資料資產。 若要這樣做，請在輸出中設定 name 參數。 在此範例中，您會提交作業，以將資料從公用 Blob 存放區複製到預設 Azure Machine Learning 資料存放區，並建立名為 job_output_titanic_asset 的資料資產。

建立作業規格 YAML 檔案 (<file-name>.yml)：

$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/commandJob.schema.json

# path: Set the URI path for the data. Supported paths include
# local: `./<path>
# Blob: wasbs://<container_name>@<account_name>.blob.core.windows.net/<path>
# ADLS: abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/<path>
# Datastore: azureml://datastores/<data_store_name>/paths/<path>
# Data Asset: azureml:<my_data>:<version>

# type: What type of data are you pointing to?
# uri_file (a specific file)
# uri_folder (a folder)
# mltable (a table)

# mode: Set INPUT mode:
# ro_mount (read-only mount)
# download (download from storage to node)
# mode: Set the OUTPUT mode
# rw_mount (read-write mount)
# upload (upload data from node to storage)

type: command
command: cp ${{inputs.input_data}} ${{outputs.output_data}}
compute: azureml:cpu-cluster
environment: azureml://registries/azureml/environments/sklearn-1.1/versions/4
inputs:
  input_data:
    mode: ro_mount
    path: azureml:wasbs://data@azuremlexampledata.blob.core.windows.net/titanic.csv
    type: uri_file
outputs:
  output_data:
    mode: rw_mount
    path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/quickstart-output/titanic.csv
    type: uri_file
    name: job_output_titanic_asset

接著，使用 CLI 提交作業：

az ml job create --file <file-name>.yml

管理資料資產

刪除資料資產

重要

依設計，不支援刪除資料資產。

如果 Azure Machine Learning 允許刪除資料資產，則會產生下列不良和負面影響：

  • 取用稍後刪除之資料資產的生產作業將會失敗。
  • 重現 ML 實驗會變得更加困難。
  • 作業譜系會中斷，因為無法檢視已刪除的資料資產版本。
  • 您無法正確追蹤和稽核，因為版本可能遺失。

因此，在小組中建立生產工作負載時，資料資產不變性可提供保護層級。

針對錯誤建立的資料資產 - 例如，名稱、類型或路徑不正確，Azure Machine Learning 會提供解決方案來處理這種情況，而不會造成刪除的負面後果：

我想要刪除此資料資產，因為以下原因： 解決方案
名稱不正確 封存資料資產
小組不再使用此資料資產 封存資料資產
其使資料資產清單雜亂無章 封存資料資產
路徑不正確 使用正確的路徑建立新版的資料資產 (相同名稱)。 如需詳細資訊，請造訪建立資料資產。
其類型不正確 目前，Azure Machine Learning 不允許建立與初始版本不同類型的新版本。
(1) 封存資料資產
(2) 使用正確的類型以不同的名稱建立新的資料資產。

封存資料資產

封存資料資產預設會同時在清單查詢 (例如 CLI az ml data list 中) 和 Studio UI 中的資料資產清單中將其隱藏。 您仍然可以繼續在工作流程中參考並使用封存的資料資產。 您可以封存下列其中一項：

  • 指定名稱下資料資產的所有版本

或

  • 資料資產的特定版本

封存資料資產的所有版本

若要封存指定的名稱下資料資產的所有版本，請使用：

執行以下命令。 請務必更新 <> 和 預留位置，搭配您的資訊。

az ml data archive --name <NAME OF DATA ASSET>

封存資料資產的特定版本

若要封存資料資產的特定版本，請使用：

執行以下命令。 請確實使用資料資產名稱和版本來更新 <> 預留位置。

az ml data archive --name <NAME OF DATA ASSET> --version <VERSION TO ARCHIVE>

還原封存的資料資產

您可以還原封存的資料資產。 如果封存資料資產的所有版本，您就無法還原個別版本的資料資產，您必須還原所有版本。

還原資料資產的所有版本

若要還原指定的名稱下資料資產的所有版本，請使用：

執行以下命令。 請確實使用資料資產名稱來更新 <> 預留位置。

az ml data restore --name <NAME OF DATA ASSET>

還原資料資產的特定版本

重要

如果封存所有版本的資料資產，您就無法還原個別版本的資料資產，您必須還原所有版本。

若要還原資料資產的特定版本，請使用：

執行以下命令。 請確實使用資料資產名稱和版本來更新 <> 預留位置。

az ml data restore --name <NAME OF DATA ASSET> --version <VERSION TO ARCHIVE>

資料譜系

廣義來說，「資料譜系」是指跨越資料的來源生命週期，以及其隨時間在儲存體之間移動的位置。 不同類型的回溯案例會使用，例如

  • 疑難排解
  • 追蹤 ML 管線中的根本原因
  • 偵錯

資料品質分析、合規性和「假設狀況」案例也會使用譜系。 譜系會以視覺化方式呈現，以顯示從來源移至目的地的資料，而且還涵蓋資料轉換。 鑑於大部分企業資料環境的複雜程度，若未對周邊資料點進行彙總或遮罩，這些檢視可能難以理解。

在 Azure Machine Learning 管線中，資料資產會顯示資料的原點，以及資料的處理方式，例如：

顯示作業詳細資料中資料譜系的螢幕擷取畫面。

您可以在 Studio UI 中檢視取用資料資產的工作。 首先，從左側功能表中選取 [資料]，然後選取資料資產名稱。 請注意取用資料資產的作業：

顯示取用資料資產作業的螢幕擷取畫面。

資料資產中的作業檢視可讓您更輕鬆地尋找作業失敗，並在 ML 管線和偵錯中執行根原因分析。

資料資產標記

資料資產支援標記，這是作為索引鍵/值組套用至資料資產的額外中繼資料。 資料標記提供許多優點：

  • 資料品質描述。 例如，如果貴公司使用 medallion 湖存放庫架構，您可以使用 medallion:bronze (原始)、medallion:silver (已驗證) 和 medallion:gold (已擴充) 來標記資產。
  • 有效率的資料搜尋和篩選，以協助資料探索。
  • 識別機密個人資料，以正確管理和規範資料存取。 例如： sensitivity:PII/sensitivity:nonPII 。
  • 判斷負責任 AI (RAI) 稽核是否核准資料。 例如： RAI_audit:approved/RAI_audit:todo 。

您可以將標籤新增至資料資產作為建立流程的一部分，也可以將標籤新增至現有的資料資產。 本節顯示這兩者：

將標記新增為資料資產建立流程的一部分

建立 YAML 檔案，然後複製並貼上下列程式碼至 YAML 檔案中。 請務必更新 <> 和 預留位置，搭配

  • 資料資產的名稱
  • 版本
  • description
  • 標籤 (索引鍵/值組)
  • 支援位置上單一檔案的路徑
$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/data.schema.json

# Supported paths include:
# local: './<path>/<file>' (this will be automatically uploaded to cloud storage)
# blob:  'wasbs://<container_name>@<account_name>.blob.core.windows.net/<path>/<file>'
# ADLS gen2: 'abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/<path>/<file>'
# Datastore: 'azureml://datastores/<data_store_name>/paths/<path>/<file>'

# Data asset types, use one of:
# uri_file, uri_folder, mltable

type: uri_file
name: <NAME OF DATA ASSET>
version: <VERSION>
description: <DESCRIPTION>
tags:
    <KEY1>: <VALUE>
    <KEY2>: <VALUE>
path: <SUPPORTED PATH>

在 CLI 中執行下列命令。 請務必將 <filename> 預留位置更新為 YAML 檔名。

az ml data create -f <filename>.yml

將標籤新增至現有的資料資產

在 Azure CLI 中執行下列命令。 請務必更新 <> 和 預留位置，搭配

  • 資料資產的名稱
  • 版本
  • 輸入索引建值組標籤
az ml data update --name <DATA ASSET NAME> --version <VERSION> --set tags.<KEY>=<VALUE>

版本設定最佳做法

ETL 程序通常會依時間組織 Azure 儲存體上的資料夾結構，例如：

/
└── 📁 mydata
    ├── 📁 year=2022
    │   ├── 📁 month=11
    │   │   └── 📄 file1
    │   │   └── 📄 file2
    │   └── 📁 month=12
    │       └── 📄 file1
    │   │   └── 📄 file2
    └── 📁 year=2023
        └── 📁 month=1
            └── 📄 file1
    │   │   └── 📄 file2

時間/版本結構化資料夾和 Azure Machine Learning 資料表 (MLTable) 的組合可讓您建構版本化的資料集。 為示範如何使用 Azure Machine Learning 資料表來達成版本化的資料，我們會使用假設範例。 假設您有一個程序，每周將相機影像上傳至 Azure Blob 儲存體，在其結構中：

/myimages
└── 📁 year=2022
    ├── 📁 week52
    │   ├── 📁 camera1
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    │   └── 📁 camera2
    │       └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
└── 📁 year=2023
    ├── 📁 week1
    │   ├── 📁 camera1
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    │   └── 📁 camera2
    │       └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg

注意

雖然我們示範如何設定映像 (jpeg) 資料的版本，但相同方法適用於任何檔案類型 (例如 Parquet、CSV)。

使用 Azure Machine Learning 資料表 (mltable)，可以建構路徑資料表，其中包含到 2023 年第一周結束的資料。 接著建立資料資產：

import mltable
from mltable import MLTableHeaders, MLTableFileEncoding, DataType
from azure.ai.ml import MLClient
from azure.ai.ml.entities import Data
from azure.ai.ml.constants import AssetTypes
from azure.identity import DefaultAzureCredential

# The ** in the pattern below will glob all sub-folders (camera1, ..., camera2)
paths = [
    {
        "pattern": "abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/myimages/year=2022/week=52/**/*.jpeg"
    },
    {
        "pattern": "abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/myimages/year=2023/week=1/**/*.jpeg"
    },
]

tbl = mltable.from_paths(paths)
tbl.save("./myimages")

# Connect to the AzureML workspace
subscription_id = "<SUBSCRIPTION_ID>"
resource_group = "<RESOURCE_GROUP>"
workspace = "<AML_WORKSPACE_NAME>"

ml_client = MLClient(
    DefaultAzureCredential(), subscription_id, resource_group, workspace
)

# Define the Data asset object
my_data = Data(
    path=mltable_folder,
    type=AssetTypes.MLTABLE,
    description="My images. Version includes data through to 2023-Jan-08.",
    name="myimages",
    version="20230108",
)

# Create the data asset in the workspace
ml_client.data.create_or_update(my_data)

在下周結束時，您的 ETL 更新資料以包含更多資料：

/myimages
└── 📁 year=2022
    ├── 📁 week52
    │   ├── 📁 camera1
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    │   └── 📁 camera2
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
└── 📁 year=2023
    ├── 📁 week1
    │   ├── 📁 camera1
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    │   └── 📁 camera2
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    ├── 📁 week2
    │   ├── 📁 camera1
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg
    │   └── 📁 camera2
    │   │   └── 🖼️ file1.jpeg
    │   │   └── 🖼️ file2.jpeg

第一個版本 (20230108) 只會從 year=2022/week=52 和 year=2023/week=1 掛接/下載檔案，因為路徑會在 MLTable 檔案中宣告。 這可確保實驗的重現性。 若要建立包含 year=2023/week2 的新版資料資產，請使用：

import mltable
from mltable import MLTableHeaders, MLTableFileEncoding, DataType
from azure.ai.ml import MLClient
from azure.ai.ml.entities import Data
from azure.ai.ml.constants import AssetTypes
from azure.identity import DefaultAzureCredential

# The ** in the pattern below will glob all sub-folders (camera1, ..., camera2)
paths = [
    {
        "pattern": "abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/myimages/year=2022/week=52/**/*.jpeg"
    },
    {
        "pattern": "abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/myimages/year=2023/week=1/**/*.jpeg"
    },
    {
        "pattern": "abfss://<file_system>@<account_name>.dfs.core.windows.net/myimages/year=2023/week=2/**/*.jpeg"
    },
]

# Save to an MLTable file on local storage
tbl = mltable.from_paths(paths)
tbl.save("./myimages")

# Next, you create a data asset - the MLTable file will automatically be uploaded

# Connect to the AzureML workspace
subscription_id = "<SUBSCRIPTION_ID>"
resource_group = "<RESOURCE_GROUP>"
workspace = "<AML_WORKSPACE_NAME>"

ml_client = MLClient(
    DefaultAzureCredential(), subscription_id, resource_group, workspace
)

# Define the Data asset object
my_data = Data(
    path=mltable_folder,
    type=AssetTypes.MLTABLE,
    description="My images. Version includes data through to 2023-Jan-15.",
    name="myimages",
    version="20230115", # update version to the date
)

# Create the data asset in the workspace
ml_client.data.create_or_update(my_data)

您現在有兩個版本的資料，其中版本的名稱對應至影像上傳至儲存體的日期：

  1. 20230108：截至 2023 年 1 月 8 日的影像。
  2. 20230115：截至 2023 年 1 月 15 日的影像。

在這兩種情況下，MLTable 都會建立一個路徑表，其中僅包含截至這些日期的影像。

在 Azure Machine Learning 作業中，您可以使用 eval_download 或 eval_mount 模式，將版本化 MLTable 中的這些路徑掛接或下載到您的計算目標：

from azure.ai.ml import MLClient, command, Input
from azure.ai.ml.entities import Environment
from azure.identity import DefaultAzureCredential
from azure.ai.ml.constants import InputOutputModes

# connect to the AzureML workspace
ml_client = MLClient.from_config(
    DefaultAzureCredential()
)

# Get the 20230115 version of the data
data_asset = ml_client.data.get(name="myimages", version="20230115")

input = {
    "images": Input(type="mltable",
                   path=data_asset.id,
                   mode=InputOutputModes.EVAL_MOUNT
            )
}

cmd = """
ls ${{inputs.images}}/**
"""

job = command(
    command=cmd,
    inputs=input,
    compute="cpu-cluster",
    environment="azureml://registries/azureml/environments/sklearn-1.1/versions/4"
)

ml_client.jobs.create_or_update(job)

注意

eval_mount 和 eval_download 模式是 MLTable 專用。 在此情況下，AzureML 資料執行階段功能會評估 MLTable 檔案，並在計算目標上掛接路徑。

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