Linux网络编程——基于C/C++实现的TLV编码实战

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已于 2025-09-15 02:09:06 修改 · 665 阅读

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于 2025-09-15 02:07:39 首次发布

TLV，全称Tag-Length-Value，是一种轻量级的结构化数据编码格式，TLV编码通过标签(Tag)、长度(Length)、值(Value)三个字段来以结构化方式表示二进制数据。

TLV编码以紧凑有效的方式构建和表示数据，它通常用于各种通信协议、数据存储格式和特定应用程序的数据交换。

相比Json、XML等存储格式，TLV编码的字段数量少，字节数据结构紧凑，采用TLV编码的服务器/客户端可以基于字节流进行消息传输，发送消息的实体会将信息编码为TLV格式，接收此类消息的实体将对它们进行解码以获取信息。

在资源受限、通信协议多样且需高可靠性的嵌入式系统中，采用TLV编码可以节省系统的资源开销。

Tag字段：

唯一标识数据类型，比如Tag=0x01表示String类型、 Tag=0x02表示Integer类型、 Tag=0x03表示Float类型。

Length字段：

表示TLV编码后原始值的字节长度，也就是Value字段对应二进制数据的长度，以字节为单位，用来通知数据接收方Length字段后面的数据量大小。

Value字段：

表示TLV编码后的原始值，二进制数据格式。

示例1：

a.原始数据：字符串"Hello"。

b.TLV编码："0x01 0x05 0x48 0x65 0x6C 0x6C 0x6F"。

TLV字段拆分：

Tag=0x01，表示字符串类型。

Length=0x05，表示"Hello"字符串编码以后的长度为5个字节。

Value=0x48 0x65 0x6C 0x6C 0x6F，表示原始字符串"Hello"的二进制编码结果。

TLV格式的length字段可以轻松检测数据中的长度错误，如果字段的长度与预期值不匹配，则表明数据传输期间发生了错误。

示例2：

5G网络通信中的TLV编码示例：

示例3：

闪存中搜索特定标签或值时，从闪存中找到Tag为0x03的数据，步骤如下：

当找到tag为0x03的TLV数据时，根据Length字段为4，我们知道该值有4个字节长，因此我们只需读取接下来的4个字节作为Value。

1.自定义通信协议，例如物联网通信消息体。

// 自定义温湿度传感器协议
typedef struct {
    uint8_t tag;    // 0x01=温度 0x02=湿度
    uint8_t len;    // 数据长度
    uint8_t value[4]; // IEEE754浮点数
} sensor_tlv;

2.内存紧凑型数据存储，例如嵌入式设备中的配置存储。

3.金融交易中的数据编解码，比如EMV卡使用的TLV编码。