CN101808105A - 一种访问数据的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据访问的方法、装置和系统。其中，所述方法包括：接收终端主机发送的封装有小型计算机系统接口SCSI指令的通用串行总线USB海量存储类型的数据；将所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到所述SCSI指令；按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，将所述TCP/IP包发送给至少一个数据源装置，由所述数据源装置将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。根据本发明实施例，可以在降低实现难度的基础上实现对远程网络装置中数据的访问。

Description

一种访问数据的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及数据传输领域，特别是涉及一种访问数据的方法、装置和系统。

背景技术

目前，用于各种存储设备的接口有IDE(Integrated Drive Electronics，电子集成驱动器)接口、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、USB(Universal Serial Bus，用串行总线)接口、并行接口和串行接口。其中，由于USB接口具有快速、双向、同步传输、廉价、可以进行热拔插等特性，使其获得了广泛的应用。到目前为止，USB接口已经在PC机的多种外部设备上得到应用，包括扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器和输入设备等。

各种具有访问USB磁盘能力的装置可以通过USB接口访问插入自身的USB磁盘中的数据。当具有访问USB磁盘能力的装置所访问的数据不在USB磁盘中，而是在一个网络装置中时，例如，当具有访问USB磁盘能力的装置A访问网络装置B时，所采用的方法是：将USB磁盘作为中间转移装置，先将网络装置B与USB磁盘连接，并将网络装置B中的数据复制到USB磁盘中，然后断开网络装置B与USB磁盘的连接，建立USB磁盘与装置A连接，使具有访问USB磁盘能力的装置A直接访问USB磁盘中承载的网络装置B的数据。但是，这种以USB磁盘作为中间转移装置实现数据访问的方法需要先后与网络装置B和装置A建立和断开连接关系，并先后经过两次复制过程，同时要求USB磁盘的容量大于所访问数据的大小，致使操作繁琐且不方便使用，数据访问的效率低下。

还有一种访问网络装置中的数据的方法，在具有访问USB磁盘能力的装置A上通过USB接口插入USB网卡，利用USB网卡将装置A和网络装置B之间建立起网络连接，从而使装置A访问网络装置B中的数据。操作简单、方便，效率高。但是，这种借助于USB网卡实现数据访问的方法需要装置A内部具有USB网卡的驱动程序，同时支持TCP/IP的协议栈，因此，需要对装置A进行修改，使其驱动程序和协议栈能够支持USB网卡，从而增加了实现数据访问的难度。

发明内容

本发明实施例提供了一种访问数据的方法、装置和系统，以降低实现难度的基础上实现对远程网络装置中数据的访问。

本发明实施例公开了一种访问数据的方法，包括：接收终端主机发送的封装有小型计算机系统接口SCSI指令的通用串行总线USB海量存储类型的数据；将所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到所述SCSI指令；按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，将所述TCP/IP包发送给至少一个数据源装置，由所述数据源装置将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

本发明实施例还公开了一种访问数据的装置，包括：USB磁盘虚拟单元，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备接口，当通过所述USB海量存储设备接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令，并将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元；第一指令转换单元，用于建立与至少一个数据源装置间的会话连接，为所述块设备构造块设备接口，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包，并将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置；第一网络通讯单元，用于建立与至少一个数据源装置间的网络连接。

本发明实施例还公开了一种访问数据的系统，包括：至少一个数据源装置和通过USB接口与终端主机连接的转换装置，其中，所述终端主机，用于按照USB海量存储标准将SCSI指令封装成USB海量存储类型的数据，并将所述USB海量存储类型的数据发送给转换装置；所述转换装置，用于将所述USB海量存储类型的数据解封装成SCSI指令，按照iSCSI标准将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，并将所述TCP/IP包发送给所述数据源装置；所述数据源装置，用于将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

由上述实施例可以看出，本发明可以把远程数据源中的存储磁盘或镜像文件以便捷、即插即用的方式延伸到终端主机上，无须经过磁盘复制转移的过程，大大节省了操作者的时间，提高工作效率。同时，本发明是基于USB/iSCSI来实现的，不需要对终端主机进行任何特殊改造，对于终端主机来说，访问远程数据源装置的过程，与访问本地USB海量存储设备的过程完全没有区别，在远程数据源装置一端，只需要安装iSCSI的目标端软件即可，降低了实现数据访问的难度。

附图说明

图1为本发明实施例一揭示的一种访问数据的方法的流程图；

图2为本发明实施例二揭示的一种访问数据的装置的结构图；

图3为本发明实施例三揭示的一种访问数据的系统的结构图；

图4为本发明实施例四揭示的一种访问数据的系统工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

实施例一

请参阅图1，其为实施例一揭示的一种访问数据的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤101：接收终端主机发送的封装有小型计算机系统接口SCSI指令的通用串行总线USB海量存储类型的数据；

其中，所述接收终端主机发送的USB海量存储类型的数据包括：预先为所述终端主机构造USB海量存储设备接口；从所述USB海量存储设备接口接收所述USB海量存储类型的数据。

步骤102：将所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到所述SCSI指令；

步骤103：按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，将所述TCP/IP包发送给至少一个数据源装置，由所述数据源装置将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

其中，所述将TCP/IP包发送给至少一个数据源装置包括：预先建立与所述数据源装置的网络连接，按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，与所述数据源装置建立会话连接，并登录到所述数据源装置；将所述TCP/IP包通过所述网络连接和所述会话连接发送给所述数据源装置。

需要说明的是，读写操作结束后，该方法还可以包括：当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口；解除与所述数据源装置间的会话连接。或者，当解除与所述数据源装置间的会话连接后，该方法还可以进一步包括：解除与所述数据源装置间的网络连接。

实施例二

与上述实施例一中的一种数据访问的方法相对应，本发明实施例还提供了一种数据访问的装置，请参阅图2，图2为本发明实施例二揭示的一种数据访问的装置的结构图，该装置包括USB磁盘虚拟单元201、第一指令转换单元202和第一网络通讯单元203。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。

USB磁盘虚拟单元201，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备接口，当通过所述USB海量存储设备接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令，并将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元；

第一指令转换单元202，用于建立与至少一个数据源装置间的会话连接，为所述块设备构造块设备接口，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包，并将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置；

第一网络通讯单元203，用于建立与至少一个数据源装置间的网络连接。

上述USB磁盘虚拟单元201包括：构造单元204、第一解封装单元205和第一发送单元206，其中，

构造单元204，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备接口；

第一解封装单元205，用于当通过所述USB海量存储设备接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令；

第一发送单元206，用于将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元。

上述第一指令转换单元202包括：建立单元207、构造单元208、第二解封装单元209和第二发送单元210，其中，

建立单元207，用于建立与所述数据源装置间的会话连接；

构造单元208，用于所述块设备构造块设备接口；

第二解封装单元209，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包；

第二发送单元210，用于将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置。

需要说明的是，上述USB磁盘虚拟单元还可以包括：第一解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口。

相应的，第一指令转换单元202还可以包括：第二解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，解除与所述数据源装置间的会话连接；和/或，第三解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，解除与所述数据源装置间的网络连接。

实施例三

本发明实施例还提供了一种数据访问的系统，请参阅图3，图3为本发明实施例三揭示的一种数据访问的系统的结构图。该系统包括至少一个数据源装置303和通过USB接口与终端主机301连接的转换装置302，其中，

所述终端主机301，用于按照USB海量存储标准将SCSI指令封装成USB海量存储类型的数据，并将所述USB海量存储类型的数据发送给转换装置；

所述转换装置302，用于将所述USB海量存储类型的数据解封装成SCSI指令，按照iSCSI标准将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，并将所述TCP/IP包发送给所述数据源装置；

所述数据源装置303，用于将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

其中，上述转换装置302包括：USB磁盘虚拟单元304、第一指令转换单元305和第一网络通讯单元306，

USB磁盘虚拟单元304，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备接口，当通过所述USB海量存储设备接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令，并将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元；

第一指令转换单元305，用于建立与所述数据源装置间的会话连接，为所述块设备构造块设备接口，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包，并将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置；

第一网络通讯单元306，用于建立与所述数据源装置间的网络连接。

上述数据源装置303包括：第二网络通讯单元307、第二指令转换单元308和块设备访问单元309，

第二网络通讯单元307，用于接收所述转换装置发送的TCP/IP包；

第二指令转换单元308，用于将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令；

块设备访问单元309，用于根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

实施例四

请参阅图4，图4为本发明实施例四揭示的一种访问数据的系统工作流程图，以一个具体的应用场景为例进行说明，目前，很多电视机现在已经带有USB接口，具有访问USB磁盘的能力，可以从USB磁盘中读取影片并播放，为了实现具有USB接口的电视机访问到远程网络装置中的数据，则具体工作流程包括：

步骤401：将转换装置通过USB接口插入到作为终端主机的电视机中，根据USB协议给转换装置供电，使转换装置启动；

步骤402：转换装置与作为数据源装置的远程网络装置建立网络连接；

其中，所述转换装置包括USB磁盘虚拟单元、第一指令转换单元和第一网络通讯单元，所述数据源装置包括第二网络通讯单元、第二指令转换单元和块设备访问单元，由转换装置中的第一网络通讯单元与数据源装置中的第二网络通讯单元建立TCP/IP的网络连接，同时也为后续转换装置中的第一指令转换单元和数据源装置中的第二指令转换单元之间建立iSCSI(InternetSmall Computer Systems Interface，因特网小型计算机系统接口)的网络连接。

步骤403：转换装置按照iSCSI标准，与数据源装置建立会话连接，并登录到所述数据源装置；

其中，转换装置中的第一指令转换单元是iSCSI协议中的一个节点。按照iSCSI协议的规定，第一指令转换单元属于iSCSI规范中的发起者，相当于客户端，而在数据源装置中的第二指令转换单元则是iSCSI规范中的目标，相当于服务端。按照iSCSI协议，作为发起者的第一指令转换单元和作为目标的第二质量转单元在建立了TCP/IP连接并透过CHAP认证后，在两者之间建立会话连接，使转换装置可以登录到数据源装置，进一步进行后续的实际传输功能。同时，转换装置中的第一指令转换单元可以和一个或多个数据源装置中的第二指令转换单元进行上述会话连接。

步骤404：在转换装置中的第一指令转换单元构造一个块设备访问接口；

其中，在Linux系统中，数据源装置等磁盘设备中的数据以块设备的形式存在，当数据源装置的中的块设备通过数据源装置中的第二网络通讯单元和转换装置中的第一网络通讯单元传输到转换装置中后，转换装置对所述块设备访问接口的操作也就是对相应的块设备进行操作。这里，第一指令转换单元以设备文件方式把本来不在转换装置中的存储设备虚拟成了一个或多个块设备。对于转换装置中的USB磁盘虚拟单元而言，就可以把数据源装置完全当成是一个或多个本地磁盘。

步骤405：当转换装置中的第一指令转换单元通知USB虚拟单元虚拟磁盘块设备文件已经准备好后，USB磁盘虚拟单元构造一个USB海量存储设备接口；

其中，当转换装置中的USB磁盘虚拟单元通过USB从设备功能将块设备转换成USB海量存储设备后，终端主机对所述USB海量存储设备接口的操作也就是对相应的USB海量存储设备进行操作。

步骤406：USB磁盘虚拟单元根据USB协议的标准，模拟USB接口插入的过程，使得终端主机开始枚举USB设备；

步骤407：终端主机识别出转换装置，呈现为一个USB海量存储设备；

步骤408：终端主机将SCSI指令按照USB海量存储标准进行封装，得到USB海量存储类型的数据，并将USB海量存储类型的数据发送给转换装置；

其中，所述SCSI指令中包含有对数据源装置中的数据进行读写操作的命令，所述USB海量存储类型的数据通过USB海量存储接口发送给转换装置。

步骤409：USB磁盘虚拟单元把终端主机发来的USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令；

步骤410：：USB磁盘虚拟单元将SCSI指令通过块设备接口，传递给了第一指令转换单元；

步骤411：第一指令转换单元将SCSI命令打包，封装成iSCSI协议的TCP/IP包；

步骤412：第一指令转换单元将此TCP/IP包传递给第一网络通讯单元；

步骤413：第一网路通讯单元将TCP/IP包发送给数据源装置中的第二网络通讯单元；

步骤414：数据源装置中的第二网络通讯单元将TCP/IP包传递给第二指令转换单元；

步骤415：数据源装置中的第二指令转换单元将TCP/IP包解封装，还原出SCSI指令；

步骤416：把SCSI指令传送给数据源装置中的块设备访问单元；

步骤417：块设备访问单元根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作；

其中，当进行读写操作后，还可以进一步反馈执行结果或者返回所需读取的数据，则逆向地，从数据源装置中的块设备访问单元返回SCSI指令，完成步骤408到步骤416之间的逆过程，一直传递到终端主机之中。

进一步的，当读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口；解除与所述数据源装置间的会话连接，此外，还可以解除与所述数据源装置间的网络连接。

通过上述流程，当将转换装置插入到作为主机终端的电视机之后，可以把远程一台计算机或者网络存储设备之中所存放的数据虚拟成一个USB的磁盘来直接使用。

由上述实施例可以看出，本发明可以把远程数据源中的存储磁盘或镜像文件以便捷、即插即用的方式延伸到终端主机上，无须经过磁盘复制转移的过程，大大节省了操作者的时间，提高工作效率。同时，本发明是基于USB/iSCSI来实现的，不需要对终端主机进行任何特殊改造，对于终端主机来说，访问远程数据源装置的过程，与访问本地USB海量存储设备的过程完全没有区别，在远程数据源装置一端，只需要安装iSCSI的目标端软件即可，降低了实现数据访问的难度。

此外，终端主机根据需要可以连接到不同的远程数据源，形成本地可以访问的虚拟磁盘。进行数据访问时，与数据源装置的文件系统的格式无关，无论数据源装置中的存储目标是NTFS/FAT16/FAT32/ext2/ext3或任何格式，只要终端主机可以识别，转换装置120就可以支持。同时，在SCSI指令层面操作，转换装置中的USB磁盘虚拟单元和第一指令转换单元之间省去了转换过程，只需要封装SCSI指令成TCP/IP包并传输，没有虚拟磁盘文件分配表、索引表等逻辑转换过程因此，可以达到最高的效率和最快的存取速度。

以上对本发明所提供的一种数据访问的方法、装置和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种数据访问的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收终端主机发送的封装有小型计算机系统接口SCSI指令的通用串行总线USB海量存储类型的数据；

将所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到所述SCSI指令；

按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，将所述TCP/IP包发送给至少一个数据源装置，由所述数据源装置将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收终端主机发送的USB海量存储类型的数据包括：

预先为所述终端主机构造USB海量存储设备类型的接口；

从所述USB海量存储设备类型的接口接收所述USB海量存储类型的数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将TCP/IP包发送给至少一个数据源装置包括：

预先建立与所述数据源装置的网络连接，按照因特网小型计算机系统接口iSCSI标准，与所述数据源装置建立会话连接，并登录到所述数据源装置；

将所述TCP/IP包通过所述网络连接和所述会话连接发送给所述数据源装置。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口；

解除与所述数据源装置间的会话连接；

解除与所述数据源装置间的网络连接。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口；

解除与所述数据源装置间的会话连接。

6.一种数据访问的装置，其特征在于，所述装置包括：

USB磁盘虚拟单元，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备类型的接口，当通过所述USB海量存储设备类型的接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令，并将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元；

第一指令转换单元，用于建立与至少一个数据源装置间的会话连接，为所述块设备构造块设备接口，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包，并将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置；

第一网络通讯单元，用于建立与至少一个数据源装置间的网络连接和数据传输。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述USB磁盘虚拟单元包括：

构造单元，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备类型的接口；

第一解封装单元，用于当通过所述USB海量存储设备类型的接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令；

第一发送单元，用于将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一指令转换单元包括：

建立单元，用于建立与所述数据源装置间的会话连接；

构造单元，用于所述块设备构造块设备接口；

第二解封装单元，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包；

第二发送单元，用于将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述USB磁盘虚拟单元还包括：

第一解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，按照USB标准的规范，解除所述USB海量存储设备接口。

10.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一指令转换单元还包括：

第二解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，解除与所述数据源装置间的会话连接；

和/或，

第三解除单元，用于读写操作结束后，当接收所述终端主机发出的退出磁盘的信息时，解除与所述数据源装置间的网络连接。

11.一种数据访问的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个数据源装置和通过USB接口与终端主机连接的转换装置，其中，

所述终端主机，用于按照USB海量存储标准将SCSI指令封装成USB海量存储类型的数据，并将所述USB海量存储类型的数据发送给转换装置；

所述转换装置，用于将所述USB海量存储类型的数据解封装成SCSI指令，按照iSCSI标准将所述SCSI指令封装成TCP/IP包，并将所述TCP/IP包发送给所述数据源装置；

所述数据源装置，用于将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令，并根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述转换装置包括：

USB磁盘虚拟单元，用于为所述USB海量存储设备构造USB海量存储设备类型的接口，当通过所述USB海量存储设备类型的接口接收USB海量存储类型的数据后，对所述USB海量存储类型的数据进行解封装，得到SCSI指令，并将所述SCSI指令通过块设备接口发送给所述指令转换单元；

第一指令转换单元，用于建立与所述数据源装置间的会话连接，为所述块设备构造块设备接口，当通过所述块设备接口接收SCSI指令后，对所述SCSI指令进行封装，得到TCP/IP包，并将所述TCP/IP包通过网络连接和会话连接发送给所述数据源装置；

第一网络通讯单元，用于建立与所述数据源装置间的网络连接。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述数据源装置包括：

第二网络通讯单元，用于接收所述转换装置发送的TCP/IP包；

第二指令转换单元，用于将所述TCP/IP包解封装为SCSI指令；

块设备访问单元，用于根据所述SCSI指令完成对块设备的读写操作。

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