CN102045198A - 固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，该方法包括：接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；通过所述PDP会话对应的L2TP隧道，将所述业务数据发送给L2TP网络服务器，以使所述L2TP网络服务器将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。本发明中的GGSN通过L2TP隧道将备份的业务数据直接发送给L2TP网络服务器，使得备份传输的业务数据在私网中传输而无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于无需经过公网传输数据，从而可以提高传输速率。

Description

固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统。

背景技术

目前，国际固网数据业务是一种面向跨国企业提供的国际专线以及多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称为：MPLS)虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称为：VPN)组网服务，国内通常以同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称为：SDH)、数字数据网(Digital Data Network，简称为：DDN)和以太专线等方式作为客户端接入方式。在进行实际网络部署时，客户从成本考虑，租用接入电路一般不会同时租用两条物理隔离的本地电路，而一旦接入电路出现故障，该接入点就无法正常通信。因此，现有技术中出现了采用无线数据接入等方式作为正常专线电路资源未到位时的临时替代电路，或者采用无线数据接入等方式作为主用专线电路的备份电路。

图1为现有的基于无线方式的路由备份方案中无线网络部分的组网示意图。如图1所示，无线网络作为固定主用网的备份；正常状态下企业分支机构可以通过固定主用网与企业总部进行通信，当该固定主用网发生故障时，企业分支机构可以通过无线网络传输业务数据。如图1所示，通过无线网络传输业务数据的过程可以为：业务数据经网关通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称：GPRS)支持节点(Gateway GPRSSupport Node，简称：GGSN)、核心交换机、防火墙及GGSN的Gi路由器传输到公网(Internet)后，然后经互联网协议安全(IP Security，简称：IPSec)网关、接入路由器传输到企业网，最后经企业网接入路由器传输到企业内网，从而实现了业务数据的备份传输。其中，位于防火墙之内的网络设备属于私网，位于防火墙之外的网络设备属于公网。

然而，在现有的路由备份方案中，备份传输的业务数据要途经位于公网的IPSec网关。由此，使得业务数据的备份传输过程容易受到攻击，从而造成业务数据信息泄露；并且由于公网路由收敛耗时较多，导致网络切换时延较长(大约为几十秒钟)，降低传输速率。

发明内容

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，用以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，提高传输速率。

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，该方法包括：

接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

通过所述PDP会话对应的L2TP隧道，将所述业务数据发送给L2TP网络服务器，以使所述L2TP网络服务器将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

本发明还提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，该方法包括：

接收GGSN在固网发生故障时通过L2TP隧道传输的业务数据；

从所述L2TP隧道中获取所述业务数据后，将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

本发明提供一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输系统，该系统包括：GGSN和L2TP网络服务器；

所述GGSN包括：第一接收模块，用于接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；第一发送模块，用于通过所述PDP会话对应的L2TP隧道将所述第一接收模块接收的业务数据发送给所述L2TP网络服务器；

所述L2TP网络服务器包括：第二接收模块，用于接收所述GGSN通过L2TP隧道传输的所述业务数据；获取发送模块，用于从所述L2TP隧道中获取所述业务数据后，将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

本发明的固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法和系统，GGSN接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话发送的业务数据，然后通过该PDP会话对应的L2TP隧道，将所述业务数据发送给L2TP网络服务器，以使所述L2TP网络服务器将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网；由于本发明中的GGSN通过L2TP隧道将备份的业务数据直接发送给L2TP网络服务器，使得备份传输的业务数据在私网中传输而无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于无需经过公网传输数据，从而可以提高传输速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的基于无线方式的路由备份方案中无线网络部分的组网示意图；

图2为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例一的流程图；

图3为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例二的流程图；

图4为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例三的流程图；

图5为本发明方法实施例三中的组网示意图；

图6为本发明方法实施例三中GGSN与LNS内部直连部署的示意图；

图7为本发明固网MPLS VPN备份传输系统实施例一的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例一的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201、接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP(PackageData Protocol，分组数据协议)会话传输的业务数据。

本发明各实施例可以应用于3G网络中。本发明实施例的执行主体为GGSN。

在固网正常时，MPLS VPN的业务数据通过固网传输。在固网发生故障时，用户侧接入路由器将待传输的业务数据发送给无线网络中的核心网分组域设备。其中，所述的核心网分组域设备例如可以包括GGSN和核心交换机等。

其中，在用户侧接入路由器向核心网分组域设备发送业务数据之前，要先激活PDP上下文，以建立用户侧接入路由器与核心网分组域设备中的GGSN之间的PDP会话。在PDP会话建立后，GGSN可以接收到用户侧接入路由器通过PDP会话传输的业务数据。

步骤202、通过PDP会话对应的L2TP隧道，将业务数据发送给L2TP网络服务器，以使L2TP网络服务器将业务数据通过专用网接入路由器发送给VPN。

GGSN根据该PDP会话，可以获取到该PDP会话对应的第二层隧道协议(Layer 2 Tunneling Protocol，简称为：L2TP)隧道；然后GGSN通过该L2TP隧道将业务数据发送给L2TP网络服务器(L2TP Net Server，以下简称为LNS)；该LNS从该L2TP隧道中解析出该业务数据后，通过专用网接入路由器将该业务数据发送给企业网，从而实现了业务数据的备份传输。

其中，在通过该L2TP隧道发送业务数据之前，GGSN和LNS之间要先建立L2TP隧道，并且LNS还要给该用户侧接入路由器分配IP地址，以使用户侧接入路由器根据该IP地址发送备份传输的业务数据。

本发明实施例，在固网发生故障后，GGSN接收用户侧接入路由器发送的业务数据，并通过位于私网中的L2TP隧道将该业务数据传输给LNS，以将该业务数据传输至企业网。由于本发明实施例中备份传输的业务数据无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于避免了公网路由收敛，从而可以提高传输速率。

图3为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例二的流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤301、接收GGSN在固网发生故障时通过L2TP隧道传输的业务数据。

本发明实施例与图2所示的方法实施例一相对应，本发明实施例的执行主体为LNS。该LNS位于GGSN与专用网接入路由器之间，用于终结GGSN与LNS之间的L2TP隧道。

在固网发生故障时，GGSN接收到用户侧接入路由器发送的业务数据，然后将该业务数据通过L2TP隧道传输给LNS。

在GGSN向LNS发送业务数据之前，GGSN与LNS之间要先建立L2TP隧道。

步骤302、从L2TP隧道中获取业务数据后，将业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

LNS终结GGSN与该LNS之间的L2TP隧道，从该L2TP隧道中解析出业务数据，然后将给业务数据发送给专用网接入路由器，从而将该业务数据发送给VPN。

本发明实施例，在固网发生故障后，GGSN接收用户侧接入路由器发送的业务数据，并通过位于私网中的L2TP隧道将该业务数据传输给LNS，LNS将该业务数据传输至企业网。由于本发明实施例中备份传输的业务数据无需经过公网，由此可以增加虚拟专用网络中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于避免了公网路由收敛，从而可以提高传输速率。

图4为本发明固网MPLS VPN备份传输方法实施例三的流程图，图5为本发明方法实施例三中的组网示意图，图6为本发明方法实施例三中GGSN与LNS内部直连部署的示意图；如图4-图6所示，该方法包括：

步骤401、GGSN接收用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求。

如图5所示，用户侧接入路由器与固网和无线备用网连接；核心网分组域设备可以包括：GPRS服务支持节点(Servicing GPRS Support Node，以下简称为：SGSN)、归属位置寄存器(Home Location Register，以下简称为：HLR)、GGSN和核心交换机；其中核心交换机在图5中未示出。

在进行通信之前，固网给支持固定和移动方式的用户侧接入路由器分配一个固定接入IP地址，无线网络为用户侧接入路由器内置的全球用户身份模块(Universal Subscriber Identity Module，简称为：USIM)卡分配一个专用接入点名称(Access Point Name，以下简称为：APN)，该APN用于路由解析和L2TP隧道建立。

在通信过程中，用户侧接入路由器接收VPN用户主机发送的业务数据，其中，该VPN用户主机例如可以为企业分支机构中的用户主机；在固网通信正常时，用户侧接入路由器将该业务数据通过固网发送给VPN，其中固网为主用网络；在固网发生故障时，用户侧接入路由器向核心网分组域设备查询该用户侧接入路由器对应的APN，具体可以为：用户侧接入路由器向SGSN发送查询请求，SGSN从HLR中查询该用户侧接入路由器对应的APN，然后将查询到的APN告知用户侧接入路由器，并将接入路由器发送的PDP会话请求转发给该接入路由器的APN对应的用户侧接入路由器GGSN。

步骤402、GGSN建立与LNS之间的L2TP隧道。

LNS部署在GGSN与专用网接入路由器之间。如图6所示，GGSN或者核心交换机通过防火墙、Gi路由器与外网相连，其中，Gi口的出口路由器一般称为Gi路由器，Gi口是3GPP针对GGSN与外网连接定义的一个端口；而GGSN或核心交换机在与防火墙连接之前与LNS连接。由此，LNS位于防火墙以内，属于私网中的设备，使得备份传输的业务数据可以不经过公网，提高了传输的保密性。其中，如图6所示，核心网分组域设备中的GGSN或核心交换机与LNS可以直连部署；若GGSN有足够的端口，则GGSN可以与LNS直连部署，若GGSN没有足够的端口，则核心交换机可以与LNS直连部署。并且，一个LNS可以对应一个或多个专用网接入服务器(PE)。

GGSN与LNS的L2TP协商阶段可以为：GGSN根据HLR的授权信息(授权信息可以为：LNS地址、隧道密码、隧道名等)发起和LNS进行L2TP隧道和会话的协商。LNS需要预先配置好LNS相关数据，包括隧道组信息、地址池信息等。

步骤403、LNS为用户侧接入路由器分配私网IP地址，并将该私网IP地址发送给核心网分组域设备。

用户侧接入路由器和LNS之间可以进行重协商，LNS为用户侧接入路由器分配私网IP地址。LNS为接入路由器分配的IP地址为私网IP地址。

步骤404、核心网分组域设备将LNS为用户侧接入路由器分配的私网IP地址发送给用户侧接入路由器，以使用户侧接入路由器在固网发生故障时根据该私网IP地址发送业务数据。

步骤405、用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话将业务数据传输给GGSN。

具体地用户侧接入路由器可以通过无线方式将业务数据发送给基站(NodeB)，然后由基站以有线方式将接收到的业务数据传输给无线网络控制器(Radio Network Controller，简称：RNC)，进而由RNC将业务数据传输给GGSN。

步骤406、GGSN通过PDP会话对应的L2TP隧道，将该业务数据发送给LNS。

GGSN将该业务数据发送给LNS，以使LNS将该业务数据通过专用网接入路由器发送给VPN。

步骤407、LNS接收GGSN通过L2TP隧道传输的业务数据，从L2TP隧道中获取业务数据，然后将获取的业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网，该企业网可以为业务总部。

其中，系统中可以包括多个专用网接入路由器，例如PE1、PE2和PE3等。LNS可以分别与多个PE相连接。

本发明实施例，在固网发生故障后，GGSN接收用户侧接入路由器发送的业务数据，并通过位于私网中的L2TP隧道将该业务数据传输给LNS，LNS将该业务数据传输至企业网。由于本发明实施例中备份传输的业务数据无需经过公网，由此可以增加VPN中备份传输的业务数据信息的保密性，并且由于避免了公网路由收敛，从而可以提高传输速率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图7为本发明固网MPLS VPN备份传输系统实施例一的示意图，如图7所示，该系统包括：GGSN71和L2TP网络服务器(简称为LNS)73。

其中，GGSN71可以包括：第一接收模块711和第一发送模块713。第一接收模块711接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；第一发送模块713通过PDP会话对应的L2TP隧道将第一接收模块711接收的业务数据发送给LNS。

LNS73可以包括：第二接收模块731和获取发送模块733。第二接收模块731接收GGSN通过L2TP隧道传输的业务数据；获取发送模块733从L2TP隧道中获取业务数据后，将业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

进一步的，GGSN71还可以包括：会话请求接收模块715、第一隧道建立模块717和第三发送模块719。

会话请求接收模块715接收用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话；第一隧道建立模块717用于建立GGSN与LNS之间的L2TP隧道；第三发送模块719用于将LNS为用户侧接入路由器分配的IP地址发送给用户侧接入路由器，以使用户侧接入路由器根据IP地址发送业务数据。

进一步的，LNS73还可以包括：隧道请求模块730、第二隧道建立模块732和IP分配模块734。

隧道请求模块730接收GGSN根据用户侧接入路由器对应的APN发送的L2TP隧道建立请求；第二隧道建立模块732根据L2TP隧道建立请求，建立LNS与GGSN之间的L2TP隧道；IP分配模块734用于为用户侧接入路由器分配IP地址，并将IP地址通过GGSN发送给用户侧接入路由器。

进一步的，本发明实施例提供的传输系统还可以包括：用户侧接入路由器75和专用网接入路由器77。其中，专用网接入路由器77可以为一个或多个。

用户侧接入路由器75在固网发生故障时经由SGSN根据用户侧接入路由器对应的APN向GGSN发送PDP会话请求，并在接收到LNS分配的IP地址后，根据IP地址将业务数据发送给GGSN。专用网接入路由器77将LNS发送的业务数据发送给虚拟专用网络。

下面参见图6具体说明图7所示实施例提供的系统的部署模式和工作流程：

如图6所示，LNS设备位于防火墙内，LNS通过核心网分组域设备并联接入到VPN中，其具体配置可以为：核心网分组域设备和LNS相连完成系统互通；GGSN可以通过LNS接入多个PE，即每个PE都可以通过LNS与GGSN相连，其中PE的个数可以根据实际情况配置；采用多个PE，可以使PE的工作负荷相当，同时又是一种有效的共享保护方法，在任何一个PE发生故障时，其所承担的客户都可以通过其他PE连接到企业网；其中LNS也可以是一个或多个。

该系统的工作流程可以为：在固网正常工作时，用户侧接入路由器的3G分组域(packet switch domain，简称为：PS域)PDP不激活，用户侧接入路由器沿固网宣告至PE1，并由PE1在VPN PE之间传递，从而使得VPN用户主机能够通过专线访问企业网；当固网故障时，PE1中路由失效，首先进行路由收敛，同时用户侧接入路由器通过无线网络激活PDP上下文，路由通过用户侧接入路由器沿无线路由宣告至GGSN，然后由GGSN通过直连链路(L2TP隧道)将该路由宣告至PE2，并由PE2在VPN PE之间传递，待路由收敛之后，用户主机能通过3G PS域访问企业网。

从固网到无线网络的倒换过程中倒换时间主要取决于路由在大客户专网中的收敛时间，大约为几秒钟。

其中，上述的用户接入流程可以为：

a1、用户侧接入路由器在检测到固网宕机后，发起附着流程，在SGSN上注册MM上下文信息，并向HLR查询该用户侧接入路由器对应的APN；

a2、用户侧接入路由器使用查询到的APN进行PDP激活，该APN在GGSN中对应为IP Over L2TP的接入方式，GGSN与企业网关之间发起IP、L2TP协商创建流程创建L2TP隧道及会话，LNS为用户侧接入路由器分配私网IP地址，核心网通过PDP激活接受消息将该私网IP地址携带给用户侧接入路由器；

a3、用户侧接入路由器附着激活流程完成，在用户侧接入路由器与LNS之间分组会话通道成功建立。

在上述分组会话通道建立后，用户的业务数据报文转发流程可以为：

b1、对于传输上行业务数据的上行IP报文：用户侧接入路由器在LAN口接收上行IP报文，并将该上行IP报文通过PDP会话经由SGSN传递至GGSN，GGSN根据PDP会话关联找到相应的L2TP隧道，将该上行IP报文通过L2TP隧道封装的方式传送至LNS，在上行IP报文转发过程中，核心网对该上行IP报文透传。

b2、对于传输下行业务数据的下行IP报文：LNS需要能够识别用户侧接入路由器中配置的IP网段，并将下行IP报文通过L2TP隧道发送至GGSN，GGSN根据L2TP会话找到对应的PDP上下文，再通过SGSN、无线下发给用户侧接入路由器，在下行IP报文转发过程中，核心网对该下行IP报文透传。

本发明实施例提供的固网MPLS VPN备份传输系统的工作原理和工作流程还可以参见前述各方法实施例中的描述。

除了具有前述方法实施例具有的优点以外，本发明实施例的系统部署方式利用3G数据接入方式实现了对固网MPLS VPN业务的备份，实现了对业务的固定、移动双路由保护，为固定、移动网络提供了一种融合的业务。该部署方式充分考虑业务对现网升级改造的影响，改动小，费用低，实施快，一旦完成改造，不仅可满足国际运营商的落地需求，还可以为集团客户实现差异化服务，可增强联通数据业务的可靠性、经济型和竞争性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，其特征在于，包括：

接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；

通过所述PDP会话对应的L2TP隧道，将所述业务数据发送给L2TP网络服务器，以使所述L2TP网络服务器将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据之前，所述方法还包括：

接收所述用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话；

建立GGSN与所述L2TP网络服务器之间的L2TP隧道；

将所述L2TP网络服务器为所述用户侧接入路由器分配的IP地址发送给所述用户侧接入路由器，以使所述用户侧接入路由器根据所述IP地址发送所述业务数据。

3.一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输方法，其特征在于，包括：

接收GGSN在固网发生故障时通过L2TP隧道传输的业务数据；

从所述L2TP隧道中获取所述业务数据后，将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收GGSN在固网发生故障时通过L2TP隧道发送的业务数据之前，所述方法还包括：

接收所述GGSN发送的L2TP隧道建立请求；

根据所述L2TP隧道建立请求，建立L2TP网络服务器与所述GGSN之间的L2TP隧道；

为所述用户侧接入路由器分配IP地址，并将所述IP地址通过所述GGSN发送给所述用户侧接入路由器。

5.一种固网多协议标签交换虚拟专用网络备份传输系统，其特征在于，包括：GGSN和L2TP网络服务器；

所述GGSN包括：第一接收模块，用于接收用户侧接入路由器在固网发生故障时通过PDP会话传输的业务数据；第一发送模块，用于通过所述PDP会话对应的L2TP隧道将所述第一接收模块接收的业务数据发送给所述L2TP网络服务器；

所述L2TP网络服务器包括：第二接收模块，用于接收所述GGSN通过L2TP隧道传输的所述业务数据；获取发送模块，用于从所述L2TP隧道中获取所述业务数据后，将所述业务数据通过专用网接入路由器发送给企业网。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述GGSN还包括：

会话请求接收模块，用于接收所述用户侧接入路由器在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN发送的PDP会话请求，以建立PDP会话；

第一隧道建立模块，用于建立GGSN与所述L2TP网络服务器之间的L2TP隧道；

第三发送模块，用于将所述L2TP网络服务器为所述用户侧接入路由器分配的IP地址发送给所述用户侧接入路由器，以使所述用户侧接入路由器根据所述IP地址发送所述业务数据。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述L2TP网络服务器还包括：

隧道请求模块，用于接收所述GGSN发送的L2TP隧道建立请求；

第二隧道建立模块，用于根据所述L2TP隧道建立请求，建立L2TP网络服务器与所述GGSN之间的L2TP隧道；

IP分配模块，用于为所述用户侧接入路由器分配IP地址，并将所述IP地址通过所述GGSN发送给所述用户侧接入路由器。

8.根据权利要求5-7任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述接入路由器和所述专用网接入路由器；

所述用户侧接入路由器用于在固网发生故障时经由SGSN根据所述用户侧接入路由器对应的APN向所述GGSN发送PDP会话请求，并在接收到所述L2TP网络服务器分配的IP地址后，根据所述IP地址将所述业务数据发送给所述GGSN；

所述专用网接入路由器将所述L2TP网络服务器发送的所述业务数据发送给企业网。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用网接入路由器为一个或多个。

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