通信协议之序列化——TLV详解

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一、紧凑模式

       本文例子是A和B通信，获取或设置基本资料，一般开发人员第一步就是定义一个协议结构:

struct userbase { unsigned short cmd;//1-get, 2-set, 定义一个short，为了扩展更多命令(理想那么丰满) unsigned char gender; //1 – man , 2-woman, 3 - ?? char name[8]; //当然这里可以定义为 string name；或len + value 组合，为了叙述方便，就使用简单定长数据 } 

struct userbase { unsigned short cmd; unsigned char gender; unsigned int birthday;//new char name[8]; } 

       这是B就犯愁了，收到A的数据包，不知道第3个字段到底是旧协议中的name字段，还是新协议中birthday。这是后A，和B终于从教训中认识到一个协议重要特性——兼容性和可扩展性。
       于是乎，A和B决定废掉旧的协议，从新开始，制定一个以后每个版本兼容的协议。方法很简单，就是加一个version字段。

struct userbase { unsigned short version;//new unsigned short cmd; unsigned char gender; unsigned int birthday; char name[8]; } 

       这样，A和B就松一口气，以后就可以很方便的扩展。增加字段也很方便。这种方法即使在现在，应该还有不少人使用。

三、更好的可扩展性

struct userbase { unsigned short version; unsigned short cmd; unsigned char gender; unsigned int birthday; char name[8]; } 

              
       制定完这些协议后，A和B很得意，觉得这个协议不错，可以自由的增加和减少字段。随便扩展。
       现实总是很残酷的，不久就有新的需求，name使用8个字节不够，最大长度可能会达到100个字节，A和B就愁怀了，总不能即使叫“steven”的人，每次都按照100个字节打包，虽然不差钱，也不能这样浪费。
       于是A和B寻找各方资料，找到了ANS.1编码规范，好东西啊… ASN.1是一种ISO/ITU-T 标准。其中一种编码BER（Basic Encoding Rules）简单好用，它使用三元组编码，简称TLV编码。

每个字段编码后内存组织如下：

                                                 
字段可以是结构，即可以嵌套
                                          
A和B使用TLV打包协议后，数据内存组织大概如下:
                 
       TLV具备了很好可扩展性，很简单易学。同时也具备了缺点，因为其增加了2个额外的冗余信息，tag 和len，特别是如果协议大部分是基本数据类型int ,short, byte. 会浪费几倍存储空间。另外Value具体是什么含义，需要通信双方事先得到描述文档，即TLV不具备结构化和自解释特性。

四、自解释性

       当A和B采用TLV协议后，似乎问题都解决了。但是还是觉得不是很完美，决定增加自解释特性，这样抓包就能知道各个字段类型，不用看协议描述文档。这种改进的类型就是 TT[L]V（tag，type，length，value），其中L在type是定长的基本数据类型如int,short, long, byte时候，因为其长度是已知的，所以L不需要。

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