TLV（Type-Length-Value）

背景

  在流式协议一章中，我们使用了固定长度头部来处理消息边界问题，但是固定长度头部按预定义的固定顺序有和长度排列，每个字段的位置和大小在协议设计时已经确定，无法动态调节。
示例：IP头部固定为20个字节，其中包含版本、TTL、源地址等字段，每个字段的位置和长度固定。

  那么，如果我们考虑后期协议的拓展，固定字段就很难做出调整，这样我们就必须设计多种协议，发布多个软件版本，不容易维护。由此，大佬们就提出来了TLV(Type-Length-Value)。

TLV

1.基本结构

  TLV每个字段按类型（Type）、长度（Length）、值（Value）三元组组织：
（1）Type字段

• 作用：唯一标识数据类型，决定如何解析Value.
• 编码规则

定长：通常1-4字节（如0x01表示整数，0x02表示字符串）。

（2）Length字段

• 作用：明确Value的字节长度，避免解析时依赖分隔符。
• **编码方式: **
  • 1.定长模式：固定长度（如1字节表示Value最大长度为255字节，4字节则表示最大长度为4GB）。
  • 2.变长模式（BER编码）：
    • 若长度<=127，用1字节表示。
    • 若长度>127，则首字节最高位必须为1，低7位表示后续有多少字节来表示Value的长度。
    • 示例：BER编码下Length字段为0x82 0x01 0x2C，其中首字节0x82为1000 0010，其高位为1，剩余7位数值为2，表示首字节后续2位为Value的长度，即0x01 0x2C为300，表示Value的实际长度为300字节。

（3）Value字段

• 作用：存储实际数据，格式由Type定义。
• 常见类型：
  • 基础类型：整数（大小端）、浮点数、字符串。
  • 复合类型：数组、结构体，甚至是嵌套TLV。

示例
假设我们定义了一种TLV结构，其结构体定义如下：

struct TLV {
	uint8_t type;		// Type: 假设有三种类型分别为：整数（0x01），浮点数（0x02），字符串（0x03）
	uint16_t length;	// Length: 定长模式，固定2个字节大小来表示Value的长度，即最大长度为65535字节
	std::string value;	// Value: 实际数据内容
}；

这里，我们给出以下TCP消息，然后以我们定义的TLV结构去解读一下。
[Type:0x03(1B) Length:0x0005(2B) Value:0x48656C6C6F(5B)]

1.Type:0x03(1B) ->表示类型为0x03，即为字符串类型，且该字段大小为1个字节（1B）；
2.Length:0x0005(2B) ->表示长度为0x0005，即Value的长度为5个字节，该字段大小为2个字节（2B）；
3.Value:0x48656C6C6F(5B) ->表示实际内容为0x48656C6C6F，因为类型是字符串，所以我们解析出来是"Hello"。