CN101371554A - 用于在基于ip的通信网络中对对等业务进行控制和计费的方法和设置 - Google Patents

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CN101371554A CNA2006800291195A CN200680029119A CN101371554A CN 101371554 A CN101371554 A CN 101371554A CN A2006800291195 A CNA2006800291195 A CN A2006800291195A CN 200680029119 A CN200680029119 A CN 200680029119A CN 101371554 A CN101371554 A CN 101371554A
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Abstract

本发明涉及一种可以在基于IP的通信网络中实现P2P业务的方法和设置。应该仅仅针对由运营商预先规定的确定的P2P应用受控制地允许用户之间的直接IP通信业务。应存在进行P2P业务用户特定计费的可能性。应可以确定用户P2P会话的结束，以便重新撤销对相应用户在该运营商网络中的相应P2P业务的许可。该任务通过在软件方面在终端设备(C1、C2)上的逻辑P2P业务特定通信信道(V)得以解决，其中，每个终端设备(C1、C2)在与通信系统中的其他终端设备(C1、C2)建立直接逻辑通信连接(V)之前，与索引服务器(IS)通信和索引服务器(IS)在与每个终端设备(G1、C2)的计费和接入控制规则功能(CRF)共同作用下进行P2P业务特定的接入控制。

Description

用于在基于IP的通信网络中对对等业务进行控制和计费的方法和设置
技术领域
本发明涉及一种按独立权利要求1和17所述的用于在基于IP的通信网络中对对等业务进行控制和计费的方法和设置。
背景技术
对等(Peer to Peer)或者P2P网络是不具有中央访问控制的网络系统，其中参与的所有终端设备均享有同等权利。在此情况下，在逻辑层面上在不中间连接例如网络服务器的情况下始终直接从一个终端设备到另一个终端设备存在数据连接。P2P技术可以使数据通过网络分散提供。在互联网中，P2P技术尤其用于所谓的文件共享，其中多个一定程度上匿名的用户通过所谓的交易交换诸如音乐文件、视频、程序文件的文件或者其他电子文档。
P2P技术的优点是分散保持数据，因为数据处于参与的终端设备上，而不处于一个或者多个中央服务器上。此外在P2P网络中，参与的所有用户连同其终端设备享有同等权利：网络中的每个用户可以向每个其他用户提供功能和服务并另一方面使用由其他用户所提供的功能和服务。
P2P在互联网中以交易和IP电话的形式越来越多地得到实施，而在许多移动无线电网中不允许用户之间的直接IP通信业务。主要原因在于，用户在从移动无线电设备到移动无线电设备的直接IP连接情况下，可以避开由移动网络运营商(MNO(Mobile Network Operator))预先规定的例如用于发送消息或者用于VoIP电话的使用机制。此外可以避开MNO的营销和计费方案并因此不使用。
在移动无线电网中禁止P2P通信业务的其他原因还有就是担心病毒或者黑客攻击以及可能的“计费攻击(charging attack)”，其中一个终端用户可以在其他终端用户处发生费用，其方式是所述一个终端用户向该其他终端用户发送未被请求的数据分组，为接收所述数据分组而对其他终端用户产生费用。
下面提到的P2P交易是混合P2P网络的类型，其中确定的功能、例如内容搜索或内容提供者搜索部分地或者仅仅集中地实现。这例如借助指示由所有用户(对等体(Peer))所提供的内容的所谓P2P索引服务器来实现。内容数据的下载通过P2P用户的终端设备之间的直接P2P连接以分散的方式进行，其中，多个源的下载也同时起重要作用。公知其他的P2P系统，其中所有功能以分散的方式来实现。
为在移动无线电网中实现基于IP的P2P业务(例如交易)，此外必须解决以下问题：
a)用户终端设备之间的直接IP通信业务必须仅针对确定的应用被控制，例如针对由MNO所提供的交易。
b)可选地必须能够仅针对在MNO处预订该P2P业务的这种用户来允许P2P业务。
c)必须存在进行对P2P业务进行特定的和用户特定的计费的可能性。
d)可选地可以设置计费，所述计费奖赏数据的提供和上载(upload)并因此计费低于数据下载(download)。所谓的“激励系统(incentive system)”迄今为止仅个别地和在P2P系统内部得到支持，但并未得到业务的相应运营商或MNO的支持。
e)此外，P2P系统在移动无线电网中必须能胜任多个不同的通信联系，所述通信联系只能针对唯一的下载得以实现。特别是应考虑到：非常频繁和快速连续地向新的或者其他移动P2P用户发送询问，同样频繁地推动加载或交换过程和特别是也改变参加的终端设备的在线状态。后者与P2P相结合也称为“客户流失率(Churn rate)”。移动P2P客户流失率与固定网络P2P中的顾客流失率相比非常高，并且是移动P2P业务的最大问题：P2P索引服务器不能识别参与的终端设备彼此间的所有直接P2P连接，因为这些终端设备直接相互约定所述连接，而不通知P2P索引服务器。对于将所有直接P2P连接通知给P2P索引服务器的情况，由于对于下载的每个单个过程可能需要多个连接而产生非常高的动态耗费。此外，涉及下载过程的直接P2P连接在过程中可能变更，因为例如提供所要下载的数据的终端设备之一中断与通信网络的连接。
f)必须可以例如通过P2P索引服务器确定用户P2P会话的结束，以便重新撤销相应用户在MNO网络中的相应P2P业务的许可。
迄今为止没有公开解决上述问题的用于在移动无线电网中实现P2P业务的方法。可能的解决方案在于，将专定的接入点名称(Access Point Name，APN)用于移动无线电用户彼此间的IP通信业务。APN是通过其可以访问外部网络并例如接入WAP或者互联网的接入点(网关(Gateway))。但在使用APN的情况下，不会实现在a)点下所述的控制功能，尽管IP通信业务(Verhehr)可以专门通过该APN被计费。特定的APN此外由于MNO方面必要的附加管理耗费而不被期望。此外不可能的是，在同一分组数据协议(Packet Data Protocol，PDP)上下文中允许具有移动终端设备地址范围以外的目标地址的其他业务，例如处于P2P地址空间内的互联网接入或者IMS业务，因为这些业务具有不同于P2P业务的计费方案。
发明内容
本发明的任务在于，设计一种方法和装置，其在考虑a)-f)下所述的问题的情况下可以在基于IP的通信网络中实现P2P业务。
该任务在方法方面通过权利要求1的特征来解决和在设置方面通过权利要求17的特征来解决。
本发明的有利改进方案在从属权利要求中予以说明。
在依据本发明用于在基于IP的通信网络中对对等业务(简称P2P业务)进行控制和计费的方法中，服务器系统和多个终端设备在通信网络中相互通信。计费和接入控制规则功能用于通信业务的计费和接入控制。为了终端设备彼此间的通信使用直接的逻辑通信连接，即所称的P2P连接。此外在终端设备上在软件方面使用逻辑P2P业务特定的通信信道。每个终端设备在与通信系统中的其他终端设备建立直接的逻辑通信连接之前与服务器系统通信。服务器系统为与服务器系统通信的每个终端设备在与计费和接入控制功能的共同作用下进行P2P业务特定的接入控制。
本发明此外包括具有用于实施上述方法的设备的装置。
本发明的优点是，通过自我管理的本发明方法和使用已经存在的APN，在MNO侧使P2P业务得到简化。由用户对业务的利用同样得到简化：MNO提供客户软件(例如作为用户用的数据下载)和索引服务器就足够了。因此对于MNO仅发生微少的费用。尽管少量耗费，但MNO仍通过新的业务供应从增加的数据通信业务量中获取利润。在此情况下，内容由用户本身制作和传播。
在本发明的有利扩展方案中，由服务器系统和计费和接入控制规则功能所实施的接入控制在事先授予的P2P业务特定的权利的基础上进行。
在本发明的另一扩展方案中，为了以用户特定的和终端设备特定的方式区分和控制P2P业务特定的业务数据流而在通信网络的接入节点中使用IP通信业务处理功能。
在本发明的另一扩展方案中，计费和接入控制规则功能被用于对通信业务进行计费和接入控制。
在本发明的另一扩展方案中，服务器系统通过接口与计费和接入控制规则功能交换终端设备特定的和用户特定的信息。
在本发明的另一扩展方案中，计费和接入控制规则功能在由服务器系统所获得的信息的基础上产生P2P业务特定的计费规则。
在本发明的另一扩展方案中，计费和接入控制规则功能以用户特定的方式检查是否存在事先授予的P2P业务特定的权利。
在本发明的另一扩展方案中，将由计费和接入控制规则功能所产生的P2P业务特定的计费规则加载到接入节点的IP通信业务处理功能中。
在本发明的另一扩展方案中，使用由计费和接入控制规则功能所产生的P2P业务特定的计费规则用于对通信业务以终端设备特定的方式进行计费和接入控制。
在本发明的另一扩展方案中，每个终端设备通知服务器系统关于其本地可供下载使用的数据。
在本发明的另一扩展方案中，每个终端设备从服务器系统获取有关其他终端设备上可供下载使用的数据的信息。
在本发明的另一扩展方案中，计费和接入控制规则功能在用户特定的P2P业务特定的接入控制框架内允许终端设备在预先规定的时间间隔与通信网络中的其他终端设备直接逻辑P2P连接。
在本发明的另一扩展方案中，计费和接入控制规则功能在用户特定的P2P业务特定的接入控制框架内拒绝终端设备与通信网络中的其他终端设备直接P2P连接。
在本发明的另一扩展方案中，服务器系统以预先规定的间隔检查事先由服务器系统允许直接逻辑P2P连接的每个终端设备的P2P业务特定的活动并将每个激活的终端设备的直接逻辑P2P连接的接入许可延长预先规定的时间间隔。
在本发明的另一扩展方案中，服务器系统以及计费和接入控制规则功能拒绝在确定的时间间隔未进行P2P业务特定行为的终端设备直接逻辑P2P连接。
在本发明的另一扩展方案中，服务器系统允许其直接逻辑P2P连接的终端设备可与同样有权直接逻辑P2P连接的其他终端设备建立直接逻辑P2P连接并与这些有权利的终端设备交换数据。
附图说明
下面借助实施例并参照附图对本发明进行说明。其中：
图1示出具有作为P2P客户端的两个终端设备C1、C2的移动无线电通信系统。
具体实施方式
图1示出用于在基于IP的通信网络中对P2P业务进行控制和计费的本发明方法和装置的实施例。该实施例涉及MNO的移动3GPP通信网络。但本发明可以应用于任何类型的基于IP的通信网络，例如固网。
在图1中所示的实施例中，IP通信业务处理功能(IP-Verkehrsbehandlungsfunktion)TPF位于接入节点GGSN(网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node)的英文缩写)：当终端设备C1、C2通过接口Gi与互联网建立IP连接时，IP通信业务处理功能TPF可以在该IP连接内在分组过滤的基础上区分不同的业务数据流。TPF例如可以允许确定的IP通信业务或者有针对性地拒绝IP分组。此外可以使用TPF来计算数据容量或者IP连接的时间，以便例如通过确定的接口Ga、Gz使离线计费系统(Offline charging-system)OffCS得到这些信息。在在线计费系统OnCS中，TPF可以将所计算的容量或者所计算的时间通过经由接口Gy与在线计费系统CnCS通信而从适用于某一组业务数据流的时间或数据容量中扣除。
在该实施例中，接入节点GGSN作为3GPP移动无线电网的接入节点的例子进行说明。在其他接入网络中，可以设想类似的接入节点，例如接入网关(Access Gateway)或者接入服务器(Access Server)。
TPF可以被视为所谓的策略执行点(Policy Enforcement Point)，其通过打开或者关闭有效信道数据流迫使下面还要介绍的控制元件IS和CRF做出决定。为可以使TPF区分不同的业务数据流，依据本发明对在终端设备C1、C2上所安装的并与现有技术相应的P2P应用程序进行以下扩展：
安装在终端设备C1、C2上的P2P客户端软件仅在MNO特定的端口号码上发送和接收P2P数据流。端口号码在此是明确说明在与终端设备相关的通信网络内应向哪个软件传输数据分组的号码。有利地例如是由IP分组的头(Header)组成的端口号码或者是包含在每个IP分组内的其他信息。按照这种方式，参与的终端设备C1、C2的P2P特定的业务数据流可以通过TPF与其他业务数据流区分开来。这正如依据本发明所建议的那样是P2P业务特定计费的前提。
业务数据流通过终端设备C1、C2之间的P2P连接产生。这种P2P连接是终端设备之间的逻辑连接，其物理配合件(Gegenstück)Gi在MNO的通信网络中总是行经网络接入节点GGSN。
图1此外还示出计费和接入控制规则功能CRF：在CRF中尤其存储计费规则。计费规则规定不同的业务数据流如何由TPF处理。计费规则的主要组成部分在此是分组过滤器，其包括用于说明和识别业务数据流(在该情况下为IP数据流)的参数。这些参数依据本发明涉及IP地址以及端口号码。可以设想其他参数。计费规则在这些参数的基础上规定以何种方式对相关的IP数据流进行计费。可能的计费方式例如有利用在线计费系统OnCS的在线计费或者利用离线计费系统OffCS的离线计费以及取决于容量和/或者时间的计费。
如果终端设备C1、C2想要在确定的接入节点GGSN中接入互联网，CRF将相应的P2P业务特定的计费规则通过接口Gx加载到TPF内。在P2P业务特定的计费规则被加载到GGSN的TPF内后，可以对由终端设备C1、C2产生的P2P业务特定的业务数据流进行计费和控制。
依据本发明，为了公布用于下载所释放的数据和/或者为了查询可下载的数据，每个参与的终端设备C1、C2必须与P2P索引服务器IS建立联系，所述P2P索引服务器对由所有用户在其终端设备C1、C2上提供的内容进行指示。如在图1中所示，CRF具有通向P2P索引服务器IS的接口Rx。通过该接口Rx交换仅由P2P索引服务器IS知道的规则参数，例如交终端设备C1、C2的动态IP地址。
有利地，CRF和IS可以通过装置VV来表示。CRF和IS在功能上也可以在分开的系统上实现。
依据本发明利用CRF与索引服务器IS之间的接口Rx，以便允许终端设备C1、C2接入P2P业务并以这种方式通过CRF进行接入控制。在这种接入控制方面可能出现下列情况：
1.如果用户已利用其终端设备C1、C2在较早的时间点向MNO申请(预订)P2P业务，那么CRF通过至数据库DB的接口Dx收到相应的预订信息，其中在所述数据库DB中存放MNO的用户数据基(Datenbasis)。
2.参与的终端设备C1、C2使用MNO的P2P索引服务器。有利地，这种所谓的自我管理通过以下方式来实现，即用户事先将由MNO为P2P业务例如作为下载所提供的客户端软件安装在其终端设备上。
3.两个准则1和2同时适用。
在第一种情况下，CRF在从终端设备C1、C2至MNO的通信网络建立连接(建立PDP上下文、实现互联网接入)期间将P2P业务特定的计费规则加载到GGSN的TPF内，所述TPF允许在P2P业务的所确定的端口号码的确定IP地址范围内在MNO的通信网络中终端设备C1、C2至其他终端设备C1、C2的IP通信业务。依据标准，在TPF中没有相应的P2P业务特定的计费规则是激活的，使得TPF中的P2P业务特定的IP通信业务被拒绝(接入控制功能)。依据本发明，如果相应的用户没有事先向MNO申请P2P业务和CRF因此没有将可以使终端设备C1、C2接入P2P业务的规则加载到TPF内的话，则TPF拒绝终端设备C1、C2接入P2P业务。
在第二种情况下，用户的终端设备C1、C2在其已经建立的IP上下文的框架内联系MNO的P2P索引服务器IS。P2P索引服务器IS处于MNO业务的地址范围内并因此对于MNO的通信网络中的每一参与的终端设备C1、C2是可达的。可替代地，在TPF中规则是激活的，所述规则一般情况下允许从终端设备C1、C2至服务器系统IS的通信业务。在联系之后，P2P索引服务器IS通过接口Rx将关于P2P业务特定端口号码的信息和进行联系的终端设备C1、C2的IP地址传输给CRF。CRF在这些信息的基础上产生P2P业务特定的计费规则并将其通过接口Gx加载到GGSN的TPF内。所产生的P2P业务特定的计费规则从这一时间点起在TPF中允许P2P业务特定的IP通信业务。第二种情况可以称为终端设备C1、C2的自我管理。
在第三种情况下，CRF在收到由P2P索引服务器IS所传输的信息后附加地检查其终端设备C1、C2联系P2P索引服务器的用户是否申请MNO的P2P业务。
对于终端设备C1、C2是来自外部MNO的其他通信网络中的“漫游(Roaming)”用户的情况来说，CRF可以拒绝接入MNO的P2P业务，以便使这种终端设备C1、C2例如不获得特定计费的优先权。
在从终端设备C1、C2侧成功接入MNO的P2P业务后，P2P索引服务器IS承担P2P业务特定的接入控制功能：在终端设备C1、C2对P2P索引服务器IS进行访问后，P2P索引服务器IS可以使终端设备C1、C2在预先规定的时间间隔接入MNO的P2P业务并实现与网络中的其他终端设备C1、C2的直接逻辑P2P连接V。如果P2P索引服务器确定终端设备C1、C2的P2P业务特定的活动，该时间间隔由P2P索引服务器IS延长。为检查终端设备C1、C2的P2P业务特定的活动，P2P索引服务器IS收集关于终端设备C1、C2的存在信息。这例如可以通过在P2P索引服务器IS上检查终端设备C1、C2的活动来实现(例如检查对用于从其他终端设备C1、C2下载确定数据的可用性的询问和/或者对用于下载确定数据的本地可用性的公布)。其他可能性例如是在参与P2P业务的终端设备C1、C2处直接询问用以确定终端设备C1、C2的P2P业务特定的活动或者P2P存在会话(P2P-Presencesession)的定义，其中终端设备C1、C2向P2P索引服务器IS登记并将其本地数据报告给P2P索引服务器IS。
如果P2P索引服务器IS在较长时间间隔未确定终端设备C1、C2的P2P业务特定的活动，那么所述P2P索引服务器IS通过接口Rx通知CRF，所述CRF随后通过接口Gx促使从TPF中清除相关的P2P业务特定的计费规则，以便拒绝相关的终端设备C1、C2继续接入P2P业务。按照这种方式，可以限制滥用MNO的P2P业务。
服务器系统IS和计费和接入控制功能CRF在控制层面上做出也称为策略决定(Policy Decision)的决定。
对P2P业务的计费此外存在下列可能性：
·P2P业务特定的IP通信业务可以像MNO的正常互联网通信业务那样被计费。在这种情况下，所述方法的功能尤其在于提供P2P业务特定的IP通信业务。
·P2P业务特定的IP通信业务可以比MNO的正常通信业务花费少：MNO无需提供互联网接入，因为整个P2P业务特定的IP通信业务通过其本身的网络中的直接逻辑P2P连接来进行。这整体上积极地有助于提高通信网络中的数据通信业务量。此外，两个终端设备C1、C2参与每个直接逻辑P2P连接。
·计费在MNO情况下可以在IP数据分组的容量或者直接逻辑P2P连接的持续时间的基础上提出。
·对于P2P业务特定的IP通信业务来说，上载可以更加有利的或者例如是免费的。因此直接P2P连接的进行下载的那些用户负担相关直接逻辑P2P连接(会话(Session))的总费用。按照这种方式，提供用于下载的数据可以得到奖励和激励。

Claims (17)

1.用于在基于IP的通信网络中对对等业务、简称P2P业务进行控制和计费的方法，
a.其中服务器系统(IS)和多个终端设备(C1、C2)在通信网络中相互通信，
b.其中计费和接入控制规则功能(CRF)被用于通信业务的计费和接入控制，
c.其中为终端设备(C1、C2)彼此间的通信使用直接逻辑通信连接(V)、即所称的P2P连接，
d.其中使用在终端设备(C1、C2)上的软件方面逻辑P2P业务特定的通信信道，
e.其中每个终端设备(C1、C2)在与通信系统中的其他终端设备(C1、C2)建立直接逻辑通信连接(V)之前与服务器系统(IS)通信，
f其中与服务器系统(IS)通信的每个终端设备(C1、C2)的服务器系统(IS)在与计费和接入控制规则功能(CRF)共同作用下进行P2P业务特定的接入控制。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由服务器系统(IS)和计费和接入控制规则功能(CRF)所实施的接入控制在事先所授予的P2P业务特定权利的基础上进行。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为用户特定地和终端设备特定地区分和控制P2P业务特定的业务数据流而使用通信网络的接入节点(GGSN)中的IP通信业务处理功能(TPT)。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计费和接入控制规则功能(CRF)被用于通信业务的计费和接入控制。
5.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，服务器系统(IS)通过接口(Rx)与计费和接入控制规则功能(CRF)交换用户特定的和终端设备特定的信息。
6.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计费和接入控制规则功能(CRF)在由服务器系统(IS)所获得的信息基础上产生P2P业务特定的计费规则。
7.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计费和接入控制规则功能(CRF)以用户特定的方式检查是否存在事先所授予的P2P业务特定权利。
8.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将由计费和接入控制规则功能(CRF)所产生的P2P业务特定的计费规则加载到接入节点(GGSN)的IP通信业务处理功能(TDF)内。
9.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，由计费和接入控制规则功能(CRF)所产生的P2P业务特定的计费规则被用于通信业务的用户特定的和终端设备特定的计费和接入控制。
10.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，每个终端设备(C1、C2)将其可供下载使用的本地数据通知给服务器系统(IS)。
11.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，每个终端设备(C1、C2)从服务器系统(IS)获取有关在其他终端设备(C1、C2)上可供下载使用的数据的信息。
12.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计费和接入控制规则功能(CRF)在用户特定P2P业务特定的接入控制框架内允许终端设备(C1、C2)在预先规定的时间间隔与通信网络中的其他终端设备(C1、C2)直接逻辑P2P连接(V)。
13.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，对于未事先授予P2P业务特定权利的情况，计费和接入控制规则功能(CRF)在用户特定P2P业务特定的接入控制框架内拒绝终端设备(C1、C2)与通信网络中的其他终端设备(C1、C2)直接逻辑P2P连接(V)。
14.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，服务器系统(IS)以预先规定的间隔检查事先由服务器系统(IS)允许直接逻辑P2P连接(V)的每个终端设备(C1、C2)的P2P业务特定活动，并将每个激活的终端设备(C1、C2)的直接逻辑P2P连接(V)的接入许可延长预先规定的时间间隔。
15.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，服务器系统(IS)和计费和接入控制规则功能(CRF)拒绝在确定的时间间隔未进行P2P业务特定行为的终端设备(C1、C2)直接逻辑P2P连接(V)。
16.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，服务器系统(IS)允许直接逻辑P2P连接(V)的终端设备(C1、C2)可以与同样具有直接逻辑P2P连接(V)权利的其他终端设备(C1、C2)建立直接逻辑P2P连接(V)并与这些具有权利的终端设备(C1、C2)交换数据。
17.用于在基于IP的通信网络中对对等业务、简称P2P业务进行控制和计费的装置(VV)，
a.具有用于在服务器系统(IS)与通信网络中的多个终端设备(C1、C2)之间通信的装置，
b.具有用于对通信业务计费和接入控制的计费和接入控制规则功能(CRF)，
c.具有用于终端设备(C1、C2)彼此间通过直接逻辑通信连接(V)、所称的P2P连接通信的装置，
d.具有终端设备(C1、C2)上的软件方面逻辑P2P业务特定的通信信道，
e.具有用于每个终端设备(C1、C2)在与通信系统中的其他终端设备(C1、C2)建立直接逻辑通信连接(V)之前与服务器系统(IS)通信的装置，
f具有用于通过服务器系统(IS)在与计费和接入控制规则功能(CRF)共同作用下为与服务器系统(IS)通信的每个终端设备(C1、C2)执行P2P业务特定的接入控制的装置。
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