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网络socket编程——TLV格式及编解码示例
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前言：之前做过的网络socket上报温度是基于TCP。和UDP.HTTP一样都是通信协议，也就是通信时所遵守的规则，只有双方按照这个规则“说话”，对方才能理解或为之服务。这里说的协议，都是基于应用层的协议，一切应用层协议说白了，就是数据包的结构定义。至于TLV格式，就是Type-Length-Value ，数据包里放数据，要么用定长，要么用TLV这种可变长度的。同时TLV是一种通用的socket网络协议数据格式。具有扩展兼容性好，解析快，结构性好，数据包小的特点。
一：TCP HTTP UDP三者的关系:
TCP/IP是个协议组，可分为四个层次：网络接口层、网络层、传输层和应用层。
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。
在传输层中有TCP协议与UDP协议。
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。
因此，HTTP本身就是一个协议，是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
二：socket:
这是为了实现以上的通信过程而建立成来的通信管道，其真实的代表是客户端和服务器端的一个通信进程，双方进程通过socket进行通信，而通信的规则采用指定的协议。socket只是一种连接模式，不是协议,tcp,udp，简单的说（虽然不准确）是两个最基本的协议,很多其它协议都是基于这两个协议如，http就是基于tcp的，.用socket可以创建tcp连接，也可以创建udp连接，这意味着，用socket可以创建任何协议的连接，因为其它协议都是基于此的。
三：数据包TLV的设计
从应用层HTTP协议，到超文本置标语言HTML（HyperText Mark-up Language），再到可扩展置标语言XML（Extensible Markup Language），它们提供了数据的格式化存储、传输和格式化显示的规范，是网络通信的基石。然而HTTP协议以及HTML/XML置标语言的本质就是定义一堆标签（Tag）对数据进行串行化序列化，然后接收方再根据标签解析、还原数据。
自定义通信协议的关键是对数据包的合理构造（construct）和正确解析（parse），即制定编解码规则。
抽象语法标记 ASN（Abstract Syntax Notation） BER的长度确定的编码方式，由3部分组成Identifier octets、Length octets和Contents octets，实际上这就是一种TLV（Type-Length-Value）模型：类型字段（Type或Tag）是关于标签和编码格式的信息；长度字段（Length）定义数值的长度； 内容字段（Value）表示实际的数值。
因此，一个编码值又称TLV三元组。编码可以是基本型或结构型，如果它表示一个简单类型的、完整的显式值，那么编码就是基本型（primitive）；如果它表示的值具有嵌套结构，那么编码就是结构型 （constructed）。
TLV编码就是指对Type（Tag）、Length和Value进行编码，形成比特流；解码是编码的逆过程，是从比特流缓冲区中解析还原出原始数据。
参考博客：https://blog.csdn.net/phunxm/article/details/5086080
客户端数据装包思路：
当然中间的T.L.V可以自己随意定义，这个根据自己的实际需求来。
一张图大家应该能看明白：
ID：LSJ 3bytes
时间：原本应该为2019-04-18 21:52:37 2019=119（+1900）
数据包： 119 4 18 21 52 37 6bytes
温度：原本应该为19.56℃
数据包：19 56 2bytes
装包过程明白了原理就很好写
装包代码：
#define HEAD 0xFD #define ID 0X01 #define INT_TIME 0X02 #define FLOAT_TEMP 0X03 int makepack(char *buf,int size) { int id_len=0; int data_len=0; int time_len=0; int temp_len=0; int buf_place=0; int i; char *id="lsj"; char datatime[32]; float temp; unsigned short crc16=0; if(!buf || size<18) { printf("Invalid input arguements\n"); return 0; } buf[buf_place]=HEAD; buf_place+=1; data_len=11; buf[buf_place]=data_len; buf_place+=1; buf[buf_place]=ID; buf_place+=1; id_len=strlen(id); memcpy(&buf[buf_place],id,id_len); buf_place+=id_len; buf[buf_place]=INT_TIME; buf_place+=1; memset(datatime,0,sizeof(datatime)); int time=getdatatime(datatime); time_len=time; printf("time_len is %d\n",time_len); for(int i=0;i<time_len;i++,buf_place++) buf[buf_place]=datatime[i]; buf[buf_place]=FLOAT_TEMP; buf_place+=1; ds18b20_get_temperature(&temp); int temper_p1; int temper_p2; temper_p1=(int)temp; temper_p2=(int)((temp-temper_p1)*100); buf[buf_place]=temper_p1; buf_place+=1; buf[buf_place]=temper_p2; buf_place+=1; crc16=crc_itu_t(MAGIC_CRC,buf,buf_place); ushort_to_bytes(&buf[buf_place],crc16); buf_place+=2; for(i=0;i<buf_place;i++) { printf("0x%02x ",buf[i]); } printf("\n"); printf("buf_place is %d",buf_place); }
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CRC校验代码直接网上找的，直接套用。没有深入去了解它。大家有兴趣可以去了解。
四：数据包解包
数据包解包的流程就是装包的逆过程，流程图如下：
第一次使用yed画流程图，有点糙，哈哈哈
源代码如下：
这里使用了大量的memmove函数，大家可以去了解一下这个函数
#include "tlv.server.h" #include "tlv.crc.h" #define HEAD 0xFD #define ID 0X01 #define INT_TIME 0X02 #define FLOAT_TEMP 0X03 static sqlite3 *db; int dividepack(char *buf,int size) { int i; unsigned short crc16=0; char user[32]; int year; int month; int day; int hour; int minute; int second; int temp_1; int temp_2; int rc; char *db_name="TEMP.db"; char *error=0; char *insert=(char*)malloc(256); char *select="select * from TEMP;"; char *sql="CREATE TABLE IF NOT EXISTS TEMP(""ID INT PRIMARY KEY," "USER CHAR(10)," "TIME CHAR(50)," "TEMP CHAR(10));"; memset(user,0,sizeof(user)); if(!buf||size<=6) { printf("Invalid input arguements\n"); return 0; } flag1:if(size>6) { flag2:for(i=0;i<size;i++) { if(buf[i]==HEAD) { if(size-i>5) { if(buf[i+1]==11) { if(buf[i+2]==ID) { memcpy(user,&buf[i+3],3); printf("user is %s\n",user); if(buf[i+6]==INT_TIME) { year=buf[i+7]; year+=1900; printf("year is %d\n",year); month=buf[i+8]; printf("month is %d\n",month); day=buf[i+9]; printf("day is %d\n",day); hour=buf[i+10]; printf("hour is %d\n",hour); minute=buf[i+11]; printf("minute is %d\n",minute); second=buf[i+12]; printf("second is %d\n",second); if(buf[i+13]==FLOAT_TEMP) { temp_1=buf[i+14]; printf("temp_1 is %d\n",temp_1); temp_2=buf[i+15]; printf("temp_2 is %d\n",temp_2); crc16=crc_itu_t(MAGIC_CRC,buf,18); //ushort_to_bytes(&buf[i+16],crc16); if(crc16==0) { printf("crc true\n"); printf("divide pack finish\n"); memmove(buf,&buf[i],size);size=0; } else { memmove(buf,&buf[i+16],size-i-16);size=size-i-16;goto flag1; } } else { memmove(buf,&buf[i+13],size-i-13);size=size-i-13;goto flag1; } } else { memmove(buf,&buf[i+6],size-i-6);size=size-i-6;goto flag1; } } else { memmove(buf,&buf[i+2],size-i-2);size=size-i-2;goto flag1; } } else { memmove(buf,&buf[i+1],size-i-1);size=size-i-1;goto flag1; } } else { memmove(buf,&buf[i],size-i);return size-i;goto flag1; } } else { goto flag2; } } } else { return size; }
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下面部分是数据库的内容
rc=sqlite3_open(db_name,&db); if(rc!=SQLITE_OK) { fprintf(stderr,"sql error:%s\n",sqlite3_errmsg(db)); } else { printf("open sqlite successfully!\n"); } rc=sqlite3_exec(db,sql,NULL,NULL,&error); if(rc!=SQLITE_OK) { fprintf(stderr,"sql error:%s\n",error); sqlite3_close(db); sqlite3_free(error); exit(1); } else { printf("create table successfully!\n"); } snprintf(insert,256,"insert into TEMP(USER,TIME,TEMP)values('%s','%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d','%d.%d');",user,year,month,day,hour,minute,second,temp_1,temp_2); rc=sqlite3_exec(db,insert,NULL,NULL,&error); if(rc!=SQLITE_OK) { fprintf(stderr,"sql error:%s\n",error); sqlite3_close(db); sqlite3_free(error); exit(1); } else { printf("insert successfully!\n"); } rc=sqlite3_exec(db,select,NULL,NULL,&error); if(rc!=SQLITE_OK) { fprintf(stderr,"sql error:%s\n",error); sqlite3_close(db); sqlite3_free(error); exit(1); } else { printf("select successfully!\n"); } sqlite3_close(db); }
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后序：这篇博客重点在于理解tlv是干嘛的，有什么作用，以及如何运用它。还有要熟练掌握网络socket编程。
项目源码已上传码云：https://gitee.com/lsj123456/tlv.git
