GaussDB DCS组件

云原生数据库支持DCS一是为了DCS能够支持持久化能力，二是构建一站式的云数据库服务能力。DCS原来是一个share nothing的分布式集群，有自己的通信管理，集群管理和客户端。在云原生数据库中，DCS是作为一个组件集成到整个服务中，主要提供字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合结构（Set、SortedSet）等数据类型的直接存取，包括代理层实现消息收发解析，KV数据的基本读写，数据分片管理和数据存储等功能。通信和集群管理使用云原生的通信和集群管理。

云原生DCS服务继承原来DCS内存KV数据的CRUD、路由管理、跨DC复制、逻辑持久化、过期删除、对象回收、数据核查等数据处理功能，需要调整新增的模块功能如下：

1、代理层原来DCS客户端协议与Redis兼容，Redis客户端使用RESP（Redis序列化协议）与Redis服务器进行通信，RESP位于TCP之上，客户端和服务器是保持双工的连接。云原生客户端可同时支持SQL操作和KV操作，除了SQL操作的前后端消息协议，还需要考虑KV操作的通信协议。云原生数据库设计目标要求DCS的KV接口完全兼容，但不要求兼容redis原生客户端，所以在不和SQL操作通信协议冲突的前提下，DCS的通信协议继承原来的实现方式，对于冲突的部分，优先保证SQL的通信协议，调整DCS的通信协议实现。

2、数据管理数据分片分布基于一致性hash算法，实现分片数据和计算节点的映射。数据分区还是基于经典的一致性hash算法，将(0~2^64-1)的地址空间划分为固定细粒度的分区，主键的hash值会映射到固定的分区中，数据内存存储通过DCS数据管理模块实现。计算节点通过模拟表形式将KV数据存放到存储引擎实现数据落盘。

3、DCS在云原生数据库中是shared disk架构，所有节点对等，在DCS初始化时，需要通过一致性hash计算分区管理的owner，在一个节点故障通知一致性视图调整时，需要选择一个节点接管故障节点的分区，并且通过数据库的存储引擎读取数据，恢复内存数据结构。

4、DCS提供GR地理复制能力，支持DCS数据进行跨DC数据备份，实现DC故障时业务的无损切换，实现DC容灾。一个源端集群对应多个备份集群，为保证集群能够跨DC通信，通过GR Link建立跨DC的链接，Link代表一个DC到另外一个DC的复制和备份关系的有向链接。用户通过配置好的GR同步备份或复制的规则，才能触发数据同步。LINK、RULE的操作接口在DCS内部实现，规则持久化到系统表或配置表。DC同步跨集群消息转发采用云原生数据库通信系统中跨集群通信服务处理。