CN101465781A - 多层网络资源优化方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层网络资源优化方法、装置和系统，涉及网络互联领域，为解决现有技术只对透明波长交换多层网络进行部分资源优化，全网成本依然偏高的问题而发明。本发明实施例提供的多层网络资源优化方法中，所述多层网络分为物理层和非物理层，所述方法包括如下步骤：在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。本发明适用于各种多层网络设备。

Description

多层网络资源优化方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及网络互联领域，特别涉及对信息传输网络进行资源优化的方法、装置和系统。

背景技术

网络技术的发展使IP数据网络和光传送网络融合，充分发挥分组网络灵活性和光网络的大带宽优势，产生了新的多层电信网络架构。现有的多层网络架构按照多层网络底层交换技术的不同，可分为不透明多层网络和透明波长交换多层网络。不透明多层网络和透明波长交换多层网络中，由于每层网络都具有自身的交换能力，不同网络层交换粒度和设备成本与网络传送成本存在差异性，这就需要对各层网络进行资源优化，以使整个系统架构在完成业务请求的同时，能够降低全网成本。

对于透明波长交换多层网络，所以现有的优化方案为：上层网络优化在本层的FA数量，然后，经过数量优化的FA映射至下层网络。

图8至图9为现有透明波长交换多层网络优化方法的一个实施例。

如图8所示，在不透明多层网络的非物理层有三个节点，分别为节点1、节点2和节点3，其中节点1到节点2有一个数据请求，节点1到节点3有一个数据请求，节点3到节点2有一个数据请求，这样，按照现有的传输方式，在非物理层应该建立三个转发邻接(图中虚箭头表示)：节点1到节点2的转发邻接，节点1到节点3的转发邻接，节点3到节点2的转发邻接，如图9所示，按照不透明多层网络中非物理层网络的优化方法，可以将原本由节点1到节点2的转发邻接传输的数据，先经节点1与节点3之间的转发邻接传输到节点3，再通过节点3与节点2之间的转发邻接传输到节点2。这样，就可以删除节点1到节点2的转发邻接，减少了一个转发邻接的成本。

在实现上述多层网络资源优化的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：该方法只对透明波长交换多层网络进行资源优化，而没有对不透明多层网络进行资源优化，并且，由于该方法只对上层网络进行了优化，所以只是部分地降低了网络传输成本，全网成本依然偏高。

发明内容

一方面，本发明的实施例提供一种多层网络资源优化方法，该方法能够对包括非物理层网络和物理层网络在内的整个多层网络架构进行资源优化，降低全网成本。

本发明的实施例采用的技术方案包括：一种多层网络资源优化方法，所述多层网络分为物理层和非物理层，所述方法包括如下步骤：

在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；

在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。

本发明实施例提供的多层网络资源优化方法，不仅对非物理层网络，通过减小转发邻接数量的方式进行了优化，还在物理层对转发邻接映射的链路进行以节省资源成本为目标的优化，尽量用已经存在的，使用光放大器最少的链路来实现转发邻接映射，最大可能地降低了创建新链路的成本和光放大器的使用成本。另外，本发明实施例还针对不透明多层网络提出了资源优化方法，在非物理层尽量用已经存在的转发邻接来传输本应由新的转发邻接传输的数据，避免建立新的转发邻接，降低了创建新转发邻接的成本，最小化了转发邻接数量；在优化的转发邻接映射至物理层网络后，将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并可以删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

另一方面，本发明的实施例提供一种多层网络资源优化装置，所述多层网络分为物理层网络和非物理层网络，其特征在于，所述装置包括：

非物理层网络优化单元，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

映射单元，将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；

物理层网络优化单元，在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。

本发明实施例提供的多层网络资源优化装置，不仅对非物理层网络，通过非物理层网络优化单元，对转发邻接数量进行了优化，还在物理层，通过物理层网络优化单元，对转发邻接映射的链路进行以节省资源成本为目标的优化，所述物理层网络优化单元尽量用已经存在的，使用光放大器最少的链路来实现转发邻接映射，最大可能地降低了创建新链路的成本和光放大器的使用成本。另外，本发明实施例还针对不透明多层网络提出了资源优化装置，在非物理层，非物理层网络优化单元尽量用已经存在的转发邻接来传输本应由新的转发邻接传输的数据，避免建立新的转发邻接，降低了创建新转发邻接的成本；在优化的转发邻接映射至物理层网络后，物理层网络优化单元将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并可以删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

再一方面，本发明的实施例提供一种多层网络资源优化系统，所述多层网络分为物理层网络和非物理层网络，其特征在于，所述系统包括：

非物理层网络优化映射模块，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；将所述传输数据合并后的转发邻接映射关系发送到物理层网络；

物理层网络优化映射模块，在物理层网络，根据非物理层发送的所述传输数据合并后的转发邻接映射关系，形成链路；对所述链路进行资源优化。

本发明实施例提供的多层网络资源优化系统，不仅对非物理层网络，通过非物理层网络优化映射模块减小转发邻接数量的方式进行了优化，还在物理层，通过物理层网络优化映射模块对转发邻接映射的链路进行以节省资源成本为目标的优化，尽量用已经存在的，使用光放大器最少的链路来实现转发邻接映射，最大可能地降低了创建新链路的成本和光放大器的使用成本。另外，本发明实施例还针对不透明多层网络提出了资源优化方法，在非物理层，非物理层网络优化映射模块尽量用已经存在的转发邻接来传输本应由新的转发邻接传输的数据，避免建立新的转发邻接，降低了创建新转发邻接的成本，最小化了转发邻接数量；在优化的转发邻接映射至物理层网络后，物理层网络优化映射模块将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并可以删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

附图说明

图1为发明实施例提供的不透明多层网络优化方法在非物理层优化之前的拓扑图；

图2为发明实施例提供的不透明多层网络优化方法在非物理层优化之后的拓扑图；

图3为发明实施例提供的不透明多层网络优化方法在物理层优化之前的物理连接示意图；

图4为发明实施例提供的不透明多层网络优化方法在物理层优化之后的物理连接示意图；

图5为发明实施例提供的波长交换多层网络优化方法在非物理层优化之后的拓扑图；

图6为发明实施例提供的波长交换多层网络优化方法在物理层优化之前的物理连接示意图；

图7为发明实施例提供的波长交换多层网络优化方法在物理层优化之后的物理连接示意图；

图8为现有技术透明波长交换多层网络优化方法在非物理层优化之前的拓扑图；

图9为现有技术透明波长交换多层网络优化方法在非物理层优化之后的拓扑图。

具体实施方式

为了解决现有技术只对透明波长交换多层网络进行资源优化，而没有对不透明多层网络进行资源优化，并且，由于该方法只对上层网络进行了优化，所以只是部分地降低了网络成本，全网成本依然偏高的问题，本发明的实施例提供了一种多层网络资源优化方法。该方法包括如下步骤：

在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；

在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。

本发明实施例提供的多层网络资源优化方法，不仅对非物理层网络，通过减小转发邻接数量的方式进行了优化，还在物理层对转发邻接映射的链路进行以节省资源成本为目标的优化，尽量用已经存在的，使用光放大器最少的链路来实现转发邻接映射，最大可能地降低了创建新链路的成本和光放大器的使用成本。另外，本发明实施例还针对不透明多层网络提出了资源优化方法，在非物理层尽量用已经存在的转发邻接来传输本应由新的转发邻接传输的数据，避免建立新的转发邻接，降低了创建新转发邻接的成本；在优化的转发邻接映射至物理层网络后，将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并可以删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

在本发明中所述多层网络包括不透明多层网络和透明波长交换多层网络。无论是不透明多层网络还是透明波长交换多层网络，都可以分为物理层和非物理层。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

图1至图4为本发明针对不透明多层网络优化方法的实施例。

对不透明多层网络优化包括：对物理层和非物理层网络的优化。对非物理层网络的优化后的拓扑结构要映射到物理层，然后对物理层进行优化。下面分别进行介绍：

对不透明多层网络非物理层的优化主要是：对非物理层网络对转发邻接的数量进行优化。

现有不透明多层网络的非物理层网络的拓扑结构，如图1所示，在不透明多层网络的非物理层有三个节点，分别为节点1、节点2和节点3。其中节点1到节点2有一个数据请求；节点1到节点3有一个数据请求；节点2到节点3有一个数据请求。这样，按照现有的业务部署方式，在非物理层应该建立三个转发邻接(图中虚箭头表示)：节点1到节点2的转发邻接；节点1到节点3的转发邻接；节点2到节点3的转发邻接。

对现有不透明多层网络的非物理层网络的拓扑结构优化过程如下：如图2所示，删除节点1到节点3的转发邻接。节点1到节点3的数据转发路径为：将原本由节点1到节点3的转发邻接传输的数据，先经节点1与节点2之间的转发邻接传输到节点2；再通过节点2与节点3之间的转发邻接，将数据传输到节点3。

这样，就可以删除节点1到节点3的转发邻接，减少了一个转发邻接的成本，优化了非物理层网络的拓扑结构，由于物理层网络根据非物理层网络的拓扑结构构建物理链接，所以对非物理层网络的网络优化也间接对物理层网络进行了网络优化，一举两得。

将所述优化后非物理层的转发邻接映射至物理层网络。具体过程如下：如图3所示，在物理层，由于节点1与节点2和节点3并不是相邻节点，它们之间有一个节点4，所以非物理层网络的转发邻接映射到物理层网络，其连接关系就变成了图3所示的情况：节点1与节点2之间的转发邻接映射成节点1与节点4之间的一条链路，以及节点4和节点2之间的一条链路；节点2与节点3之间的转发邻接映射成节点2与节点4之间的一条链路，以及节点4和节点3之间的一条链路。

对不透明多层网络物理层的优化方法如下：从节点1、2、3、4之间的物理连接结构可以看出：节点2与节点4之间出现了两条链路。那么在两条链路中传输的实际数据总量，不超过链路的最大容量时，如图4所示，可以删除其中一条链路，将该链路上的数据转移到另一条链路上传输。

这样，通过将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

此外，非物理层的虚拓扑结构是物理层拓扑结构优化前的连接关系，作为进一步的优化方案，还可以考虑根据优化后的物理层拓扑连接修改非物理层的虚拓扑结构，以进一步优化非物理层的虚拓扑结构。

下面介绍本发明实施例针对透明多层网络优化方法的实施例。

针对透明多层网络的优化，以透明波长交换多层网络为例说明优化的方案。

对透明波长交换多层网络优化包括：对物理层和非物理层网络的优化。对非物理层网络的优化后的拓扑结构要映射到物理层，然后对物理层进行优化。下面分别进行介绍：

对透明多层网络非物理层的优化主要是：对非物理层网络对转发邻接的数量进行优化。

本发明的现有技术已经提供了一种对透明波长交换多层网络的非物理层优化的方案。不再赘述。

透明波长交换多层网络非物理层网络的拓扑结构，如图5所示，在透明波长交换多层网络的非物理层有三个节点，分别为节点1、节点2和节点3。按照现有优化方法优化之后，在非物理层建立了两个转发邻接(图中虚箭头表示)：节点1到节点2有一个转发邻接；节点1到节点3有一个转发邻接。

该非物理层网络的转发邻接映射到物理层网络，如图6所示，节点1经过一条链路与节点2连接，数据经过链路从节点1传到节点2。由于节点1与节点2的物理位置远，在节点1与节点2之间的链路上增设有一光放大器(如：实际传输距离超过40公里时，就需要使用光放大器)。同理，节点1经过一条链路与节点2连接，数据经过链路从节点1传到节点3。由于节点1与节点3的物理位置远，在节点1与节点2之间的链路上增设有一光放大器。节点2与节点3之间距离较近，如果他们之间有数据传输，则不用设置放大器。

对透明波长交换多层网络中物理层进行优化。节点2与节点3之间距离较近，且从节点1传输到节点2的数据量不大于节点1到节点3的链路中剩余数据容量时，如图7所示，可以将节点1到节点2的链路删除，建立从节点3到节点2的链路。节点1到节点2的数据传输时，先通过节点1到节点3的链路传输到节点3，通过节点3到节点2的链路，再将数据转发到节点2。

这样，虽然链路使用数量并未减少，但是由于节点2到节点3的链路比节点1到节点3的链路省了光放大器，所以同样降低了传输成本。此外，非物理层的虚拓扑结构是物理层拓扑结构优化前的连接关系，作为进一步的优化方案，还可以考虑根据优化后的物理层拓扑连接修改非物理层的虚拓扑结构，以进一步优化非物理层的虚拓扑结构。

本发明实施例还提供了一种多层网络资源优化装置，该装置包括：

非物理层网络优化单元，在非物理层网络对转发邻接的数量进行优化；

映射单元，将所述优化后的转发邻接映射至物理层网络；

物理层网络优化单元，在物理层网络对转发邻接映射的链路资源成本进行优化；

调整单元，根据物理层优化后的拓扑连接调整非物理层的虚拓扑结构。

本发明实施例多层网络资源优化装置不仅适用于不透明多层网络的优化还适用于透明波长交换多层网络的优化。

现有不透明多层网络的非物理层网络的拓扑结构，如图1所示，在不透明多层网络的非物理层有三个节点，分别为节点1、节点2和节点3。其中节点1到节点2有一个数据请求；节点1到节点3有一个数据请求；节点2到节点3有一个数据请求。这样，按照现有的传输方式，在非物理层应该建立三个转发邻接(图中虚箭头表示)：节点1到节点2的转发邻接；节点1到节点3的转发邻接；节点2到节点3的转发邻接。

利用非物理层网络优化单元，对现有不透明多层网络的非物理层网络的拓扑结构优化过程如下：如图2所示，非物理层网络优化单元删除节点1到节点3的转发邻接，并重新安排节点1到节点3的数据转发路径为：将原本由节点1到节点3的转发邻接传输的数据，先经节点1与节点2之间的转发邻接传输到节点2；再通过节点2与节点3之间的转发邻接，将数据传输到节点3。

这样，通过非物理层网络优化单元，在非物理层网络对转发邻接的数量进行的优化，就可以删除节点1到节点3的转发邻接，减少了一个转发邻接的成本，优化了非物理层网络的拓扑结构，由于物理层网络根据非物理层网络的拓扑结构构建物理链接，所以非物理层网络优化单元对非物理层网络的网络优化也间接对物理层网络进行了网络优化，一举两得。

映射单元将所述优化后非物理层的转发邻接映射至物理层网络。具体过程如下：如图3所示，在物理层，由于节点1与节点2和节点3并不是相邻节点，它们之间有一个节点4，所以映射单元将非物理层网络的转发邻接按照图3所示映射到物理层网络，：节点1与节点2之间的转发邻接映射成节点1与节点4之间的一条链路，以及节点4和节点2之间的一条链路；节点2与节点3之间的转发邻接映射成节点2与节点4之间的一条链路，以及节点4和节点3之间的一条链路。

之后，物理层网络优化单元在物理层网络，对转发邻接映射的链路资源成本进行优化，如图3所示，从节点1、2、3、4之间的物理连接结构可以看出：节点2与节点4之间出现了两条链路。物理层网络优化单元对两条链路中传输的实际数据总量进行评估，如果在两条链路中传输的实际数据总量，不超过单条链路的最大容量时，如图4所示，可以删除其中一条链路，将该链路上的数据转移到另一条链路上传输。

这样，物理层网络优化单元通过将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的利用率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路终端成本。

此外，非物理层的虚拓扑结构是物理层拓扑结构优化前的连接关系，作为进一步的优化方案：所述调整单元，根据优化后的物理层拓扑连接修改非物理层的虚拓扑结构，以进一步优化非物理层的虚拓扑结构。

本发明的现有技术已经提供了一种对透明波长交换多层网络的非物理层优化的方案。不再赘述。

透明波长交换多层网络非物理层网络的拓扑结构，如图5所示，在透明波长交换多层网络的非物理层有三个节点，分别为节点1、节点2和节点3。按照现有优化方法优化之后，在非物理层建立了两个转发邻接(图中虚箭头表示)：节点1到节点2有一个转发邻接；节点1到节点3有一个转发邻接。

映射单元将该非物理层网络的转发邻接映射到物理层网络，如图6所示，节点1经过一条链路与节点2连接，数据经过链路从节点1传到节点2。由于节点1与节点2的物理位置远，在节点1与节点2之间的链路上增设有一光放大器(如：传输距离超过40公里时，就需要使用光放大器)。同理，节点1经过一条链路与节点2连接，数据经过链路从节点1传到节点3。由于节点1与节点3的物理位置远，在节点1与节点2之间的链路上增设有一光放大器。节点2与节点3之间距离较近，如果他们之间有数据传输，则不用设置放大器。

物理层网络优化单元对透明波长交换多层网络中物理层进行优化。物理层网络优化单元对物理层网络现有连接关系进行评估，与节点1和节点3之间的链路相比，节点2和节点3之间距离较近，那么，当从节点1传输到节点2的数据量不大于节点1到节点3的链路中剩余数据容量时，如图7所示，物理层网络优化单元将节点1到节点2的链路删除，建立从节点3到节点2的链路。节点1到节点2的数据传输时，先通过节点1到节点3的链路传输到节点3，通过节点3到节点2的链路，再将数据转发到节点2。

这样，虽然链路使用数量并未减少，但是由于节点2到节点3的链路比节点1到节点3的链路省了光放大器，所以物理层网络优化单元对物理层网络的优化同样降低了传输成本。此外，非物理层的虚拓扑结构是物理层拓扑结构优化前的连接关系，作为进一步的优化方案，一个调整单元，根据优化后的物理层拓扑连接修改非物理层的虚拓扑结构，以进一步优化非物理层的虚拓扑结构。

本发明实施例提供的多层网络资源优化装置，不仅对非物理层网络，通过减小转发邻接数量的方式进行了优化，还在物理层对转发邻接映射的链路进行以节省资源成本为目标的优化，尽量用已经存在的，使用光放大器最少的链路来实现转发邻接映射，最大可能地降低了创建新链路的成本和光放大器的使用成本。另外，本发明实施例还针对不透明多层网络提出了资源优化装置，在非物理层尽量用已经存在的转发邻接来传输本应由新的转发邻接传输的数据，避免建立新的转发邻接，降低了创建新转发邻接的成本；在优化的转发邻接映射至物理层网络后，将相邻节点间并行的几个链路所传输的数据，集中到尽量少的链路中，并可以删除因此空闲的链路，这样可以提高链路的通信效率，也可以减少使用链路的数量，以降低链路的使用成本。

此外，非物理层的虚拓扑结构是物理层拓扑结构优化前的连接关系，作为进一步的优化方案，一个调整单元，根据优化后的物理层拓扑连接修改非物理层的虚拓扑结构，以进一步优化非物理层的虚拓扑结构。

以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种多层网络资源优化方法，所述多层网络分为物理层和非物理层，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；

在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。

2、根据权利要求1所述的多层网络资源优化方法，其特征在于，所述多层网络包括不透明多层网络和透明波长交换多层网络。

3、根据权利要求1所述的多层网络资源优化方法，其特征在于，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并，减少转发邻接数量的步骤包括：

所述网络拓扑结构为环型，该网络包括三个等同的节点，每两个节点之间通过转发邻接管道连接；

减少任意两个节点之间的一个转发邻接管道；

所述两个节点之间的数据经过第三个节点传递。

4、根据权利要求1或2所述的多层网络资源优化方法，其特征在于，在不透明多层网络中，所述在物理层网络对转发邻接映射的链路资源成本进行优化的步骤为：

在不超过链路的最大带宽的前提下，将两个节点之间一个以上链路的传输数据进行合并，减少链路数量。

5、根据权利要求1或2所述的多层网络资源优化方法，其特征在于，在透明波长交换多层网络中，所述在物理层网络对转发邻接映射的链路资源成本进行优化的步骤为：

在物理层网络，判断是否存在比现有转发邻接映射链路占用光放大器数量更少，且同样可以完成转发邻接映射的链路；

选择占用光放大器数量最少的链路完成转发邻接映射。

6、根据权利要求1所述的多层网络资源优化方法，其特征在于，还包括：根据物理层优化后的拓扑连接调整非物理层的虚拓扑结构。

7、一种多层网络资源优化装置，所述多层网络分为物理层网络和非物理层网络，其特征在于，所述装置包括：

非物理层网络优化单元，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

映射单元，将所述传输数据合并后的转发邻接映射至物理层网络；

物理层网络优化单元，在物理层网络，对所述传输数据合并后的转发邻接映射，进行链路资源优化。

8、根据权利要求7所述的多层网络资源优化装置，其特征在于，还包括：

调整单元，根据物理层优化后的拓扑连接调整非物理层的虚拓扑结构。

9、一种多层网络资源优化系统，所述多层网络分为物理层网络和非物理层网络，其特征在于，所述系统包括：

非物理层网络优化映射模块，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；将所述传输数据合并后的转发邻接映射关系发送到物理层网络；

物理层网络优化映射模块，在物理层网络，根据非物理层发送的所述传输数据合并后的转发邻接映射关系，形成链路；对所述链路进行资源优化。

10、根据权利要求9所述的多层网络资源优化系统，其特征在于，所述非物理层网络优化映射模块包括：

非物理层网络优化模块，在非物理层网络，将一个以上转发邻接的传输数据进行合并；

映射发送模块，将所述传输数据合并后的转发邻接映射关系发送到物理层网络。

11、根据权利要求9所述的多层网络资源优化系统，其特征在于，所述物理层网络优化映射模块包括：

映射实现模块，在物理层网络，根据非物理层发送的所述传输数据合并后的转发邻接映射关系，形成链路；

物理层网络优化模块，对所述链路进行资源优化。

12、根据权利要求10、11所述的多层网络资源优化系统，其特征在于，

所述物理层网络优化映射模块还包括：

反馈模块，将物理层优化后的拓扑连接反馈至非物理层；

所述非物理层网络优化映射模块还包括：

调整模块，根据反馈的物理层优化后的拓扑连接调整非物理层的虚拓扑结构。

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