CN103369712B - 一种连接建立的方法及网关单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连接建立的方法及网关单元，包括：存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息；终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识，根据所述外部标识建立终端的连接。本发明通过存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系，在服务器触发终端建立连接时，网络能够区别终端的多个外部标识，避免使用错误的外部标识响应服务器的终端触发请求，从而确保终端与服务器连接建立的成功。

Description

一种连接建立的方法及网关单元
技术领域
本发明涉及终端通讯技术领域，尤其涉及一种连接建立的方法及网关单元。
背景技术
如图1所示，蜂窝无线通讯系统主要由核心网(Core Network，简称CN)、接入网(Radio Access Network，简称RAN)和终端组成。核心网负责非接入层事务，例如终端位置更新等，并且是用户面的锚点。接入网包括基站，或者基站以及基站控制，接入网负责接入层事务(例如无线资源的管理)，基站之间可以根据实际情况存在物理或者逻辑上的连接，如图1中的基站1和基站2或者基站3之间的连接，并且每个基站可以和一个或者一个以上的核心网节点连接。终端即用户设备(User Equipment，简称UE)是指可以和蜂窝无线通讯网络通讯的各种设备，比如移动电话或者笔记本电脑等。
短消息业务中心(SMS-SC)：生成短消息内容，根据短消息协议封装成短消息数据包。
移动性管理实体(MME)：核心网中负责管理终端接入控制、位置信息更新以及切换的实体，负责核心网到终端的非接入层信令控制和将终端注册到网络的功能。
归属用户服务器(HSS)是核心网中负责保存终端设备的身份信息、认证信息和授权信息等的实体。根据不同情况，HSS可用于保存用户的身份信息及用户和终端设备的绑定信息，或只保存用户的身份信息(可由网关保存用户和终端设备的绑定信息)，或直接保存终端设备的身份信息。HSS还负责用户的签约数据库，以及执行用户的身份验证和授权等。业务平台可从HSS查询用户或终端信息。
服务网关(S-GW)位于用户面，主要功能是进行会话管理、路由选择和数据转发、QoS控制、计费以及存储信息等。
分组数据网网关(P-GW)位于用户面，主要功能包括IP地址分配、会话管理、PCRF选择、路由选择和数据转发、QoS控制、计费、策略和计费执行等。
机器类型通信-互操作功能实体(MTC-IWF)：移动通信网和外部公网之间的一个连接实体，能够实现协议转换，地址查询，信息保存等功能。互操作功能实体对外连接MTC服务器，对内可以连接到HSS，或MME等移动通信网络网元。
MTC认证、鉴权和计费功能实体(MTC AAA)：归属公共陆地移动通信网络(HPLMN)中，在网络出口提供终端的国际移动用户识别码(IMSI)到外部标识(EID)间的转译功能。MTC AAA可被部署来基于终端的IMSI返回EID，也可被部署为P-GW与外部分组数据网(PDN)中的AAA服务器之间的代理服务器。
接入点名(APN)通常作为用户的签约数据存储在HSS中，用户在发起分组数据业务时，也可以向S-GW提供APN，用于指示S-GW选择相应的P-GW，P-GW可根据APN来判断接入哪个外部网络。此外，当HSS中某用户的APN字段为通配符(Wild Card)时，该用户或P-GW就可以选择使用非HSS指定的APN。用户可以通过不同的APN选择不同的P-GW，即用户可以激活多个分组数据协议(PDP)上下文，每个PDP上下文与一个APN相关联。APN需要通过DNS进行域名解析才能获取P-GW或外部网络节点的真实IP地址。
通常有些业务，比如监控管理系统需要向监控终端获取监控数据，需要通过服务器触发终端建立与服务器的连接以上报需要的数据。那么，终端在接收到服务器的触发消息后，就需要能立即响应，并建立与服务器的连接。目前为了满足服务器对终端的触发需求，已有解决方案使用终端的外部标识(EID，External Identifier)进行MTC服务器与网络之间的通信，并在网络中存储终端的外部标识与内部标识，如IMSI之间的对应关系。
目前，在建立终端与MTC服务器之间的连接时，会出现网络错误的响应服务器的终端触发请求，以致终端与服务器连接建立的失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种连接建立的方法及装置，避免由于网络错误地响应触发请求而导致的终端与服务器连接建立的失败。
为解决上述技术问题，本发明的一种连接建立的方法，包括：
存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息；
终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识，根据所述外部标识建立终端的连接。
进一步地，所述终端的不同的外部标识对应不同的外部标识参量。
进一步地，所述网关单元为分组数据网网关(P-GW)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
进一步地，终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，包括：
机器类型通信-互操作功能实体(MTC-IWF)在接收到MTC服务器发送的包含终端的外部标识的第一触发请求后，根据所述外部标识查询终端信息，并构建第二触发请求，通过第二触发请求将终端信息中的内部标识和外部标识对应的外部标识参量发送给终端的服务核心网节点；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，所述终端向所述服务网关单元发送所述连接建立请求消息，在所述连接建立请求中，携带终端的内部标识和外部标识对应的外部标识参量。
进一步地，通过第二触发请求将终端信息中的内部标识和外部标识对应的外部标识参量发送给终端的服务核心网节点，包括：
采用终端的内部标识替代所述第一触发请求中的外部标识，在所述第二触发请求中包含第一触发请求和外部标识对应的外部标识参量，根据所述终端信息中包含的服务核心网节点标识，将所述第二触发请求发送给终端的服务核心网节点。
进一步地，所述终端的服务核心网节点为终端的服务移动性管理实体(MME)；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，包括：所述服务MME根据所述终端的内部标识查询终端的状态，如果终端处于空闲状态，则与终端建立非接入层(NAS)连接，通过NAS信令将所述第二触发请求发送给终端；如果终端处于连接态，则将直接通过NAS信令将所述第二触发请求发送给终端。
进一步地，所述终端的服务核心网节点为终端的服务短消息业务中心(SMS-SC)；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，包括：所述服务SMS-SC在接收到第二触发请求后，构建携带所述第二触发请求的短消息，将所述短消息发送给终端。
进一步地，存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，包括：
将所述终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息配置到归属用户服务器(HSS)和/或MTC认证、鉴权和计费功能实体(MTC AAA)中。
进一步地，根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识，包括：
所述终端的服务网关单元将所述内部标识和外部标识参量发送给MTCAAA，向MTCAAA请求终端的外部标识；
所述MTC AAA在本地已存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息时，将查找到的终端的外部标识，返回给所述终端的服务网关单元；在本地未存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息时，从HSS中获取终端的外部标识，返回给所述终端的服务网关单元。
进一步地，存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，包括：
MTC服务器向所述终端的服务网关单元发送包含终端的外部标识和外部标识对应的外部标识参量的第一触发请求；
所述服务网关单元在接收到第一触发请求后，将所述外部标识和外部标识参量发送给MTC AAA，请求终端的内部标识；
所述MTC AAA在本地存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，向服务网关单元返回终端的内部标识。
进一步地，终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，包括：
所述终端的服务网关单元在从所述MTC AAA接收到所述终端的内部标识后，采用内部标识替换所述第一触发请求中的外部标识，构建携带第一触发请求的数据包，发送给所述终端；
所述终端在接收到数据包后，向所述服务网关单元发送所述连接建立请求，在所述连接建立请求中，携带终端的内部标识和外部标识对应的外部标识参量。
进一步地，一种网关单元，包括：收发模块、查询模块和连接建立模块，其中：
所述收发模块，用于接收终端的连接建立请求；
所述查询模块，用于根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识；
所述连接建立模块，用于根据所述外部标识建立终端的连接。
进一步地，所述终端的不同的外部标识对应不同的外部标识参量。
进一步地，所述网关单元为分组数据网网关(P-GW)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
进一步地，所述查询单元，具体用于将所述内部标识和外部标识参量发送给MTCAAA，向MTC AAA请求终端的外部标识。
综上所述，本发明通过存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系，在服务器触发终端建立连接时，网络能够区别终端的多个外部标识，避免使用错误的外部标识响应服务器的终端触发请求，从而确保终端与服务器连接建立的成功。
附图说明
图1为现有技术中无线通讯网络的组网示意图；
图2为本发明的连接建立的方法的实施例1的流程图；
图3为本发明的连接建立的方法的实施例2的流程图；
图4为本发明的连接建立的方法的实施例3的流程图；
图5为本发明的网关单元的架构图。
具体实施方式
考虑到目前终端使用一个内部标识(如IMSI)，却可能使用多个外部标识(EID)，多个外部标识可能由一个或多个服务器使用，服务器在触发终端建立与服务器的连接时，是使用外部标识，而在网络中一个内部标识对应多个外部标识，网络在响应服务器时就可能出现使用错误的外部标识的情况，导致错误的响应服务器的终端触发请求，以致终端与服务器连接建立的失败，本实施方式建立区分终端的多个外部标识的机制，使得网络能够正确地区分终端的外部标识，避免终端与服务器连接建立的失败。
本实施方式中，将终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息存储在HSS和/或MTC AAA中；
终端的不同外部标识对应不同的外部标识参量。外部标识参量可以是APN等信息。
终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息可以是在终端入网时，由运营商为终端所配置；也可以是在服务器向网络发出请求时，由请求消息所携带。请求可以是终端的触发请求。
网络通过终端的内部标识和外部标识参量从HSS或MTC AAA中获取终端对应的外部标识，根据外部标识建立终端的连接。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1：
本实施例中，内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息由运营商配置，服务器通过NAS信令触发终端，如图2所示，连接建立的方法，包括：
步骤201：在终端入网时，由运营商为终端配置内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，并作为终端的签约数据存储在HSS中；
具体实施可在HSS的存储信息中增加标识以指示终端的内部标识、外部标识参量与外部标识EID的一对一映射关系列表，如“APN-EID relations”。
步骤202：当MTC应用服务器需要从终端获取实时数据时，将第一触发请求消息发送到MTC-IWF，在请求消息中包含终端的标识、应用的标识和服务器的地址，终端的标识为网络之外使用的外部标识EID；
步骤203：MTC-IWF在接收到MTC服务器的第一触发请求后，通过用户信息请求消息向HSS请求终端信息，请求消息中包含终端的EID；
步骤204：HSS在收到MTC-IWF的信息请求后，根据终端的EID在本地存储的终端签约数据中查找终端信息，其中包括终端的内部标识IMSI、服务CN节点标识、EID对应的外部标识参量，并通过用户信息响应消息发送给MTC-IWF；
终端的服务CN节点可以是终端的服务MME或服务SMS-SC，本实施例中以服务CN节点为服务MME为例进行说明。
步骤205：MTC-IWF在获得终端信息后，使用IMSI替代第一触发请求中的EID，构建第二触发请求，在第二触发请求中包含第一触发请求和外部标识参量，并根据终端的服务CN节点标识发送给终端的服务MME；
步骤206：服务MME在收到MTC-IWF发送的第二触发请求后，根据第二触发请求中包含的第一触发请求中的终端的内部标识查询本地数据库获得该终端的状态，将第二触发请求封装在NAS信令中，发送给终端；
服务MME在终端处于空闲状态时，发送寻呼消息给终端，终端接收到寻呼消息后发送业务请求信令给服务MME请求建立与服务MME的NAS(非接入层)连接。在NAS连接建立完成后，服务MME将从MTC-IWF接收到的第二触发请求封装在NAS信令Downlink NAS transport中，即第二触发请求作为该NAS信令的一个信息元发送给终端；
服务MME在终端处于连接状态时，直接将第二触发请求封装在NAS信令DownlinkNAS transport中，发送给终端。
步骤207：终端在接收到NAS信令后，读取其中包含的第一触发请求，并向服务P-GW发起PDN连接建立请求，请求消息中包含终端的内部标识IMSI和外部标识参量；
本实施方式中，服务P-GW作为服务网关单元，在其他网络环境下，网关单元也可以是服务网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
步骤208：服务P-GW在接收到终端的PDN连接建立请求后，读取请求消息中的IMSI和外部标识参量，并通过用户身份请求消息向MTC AAA请求终端的外部标识EID，请求消息中包含终端的IMSI和外部标识参量；
步骤209：MTC AAA在接收到服务P-GW的身份请求后，读取请求消息中的IMSI和外部标识参量，根据终端的IMSI和外部标识参量在本地存储的内部标识、外部标识参量与外部标识EID的对应关系信息中查找对应终端的EID，并通过用户身份响应消息发送给服务P-GW；
需要说明的是，如果MTC AAA本地没有终端有效的身份信息，则通过用户身份请求和响应消息从HSS本地存储的终端签约数据中获取终端的身份信息。
步骤210：服务P-GW在获得终端的身份后，根据终端的EID响应MTC应用服务器的触发请求，即建立终端与MTC应用服务器之间的连接。
实施例2：
本实施例中，内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息由运营商配置，服务器通过短消息触发终端，如图3所示，连接建立的方法，包括：
步骤301至步骤304与实施例1中的步骤201至步骤204相同；
步骤305：MTC-IWF在获得终端信息后，使用IMSI替代第一触发请求中的EID，构建第二触发请求，并根据终端的服务CN节点标识发送给终端的服务SMS-SC；
步骤306：服务SMS-SC在收到MTC-IWF发送的第二触发请求后，构建携带第二触发消息的短消息，即第二触发消息作为该短消息的一个信息元，并发送给终端；
步骤307：终端在接收到短消息后，读取其中包含的第二触发消息，向服务P-GW发起PDN连接建立请求，请求消息中包含终端的内部标识IMSI和外部标识参量；
步骤308至步骤310与实施例1中的步骤208至步骤210相同。
实施例3：
本实施例中，内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息由请求消息所携带，服务器由用户面进行触发，如图4所示，连接建立的方法，包括：
在终端开机并附着到网络上时，或者在终端发起PDN连接请求时，网络都会为终端建立一个与服务P-GW之间的默认PDN连接，以支持永远在线功能。
步骤401：当MTC服务器需要从终端获取实时数据时，将第一触发请求发送到终端的服务P-GW，第一触发请求中包含终端的标识、应用的标识和服务器的地址，以及终端的外部标识对应的外部标识参量，终端的标识为网络之外使用的外部标识EID；
步骤402：服务P-GW在接收到MTC服务器的第一触发请求后，通过用户身份请求消息向MTC AAA请求终端的内部标识IMSI，请求消息中包含终端的EID和EID对应的EID参量
步骤403：MTC AAA在接收到服务P-GW的身份请求后，读取终端的EID参量和EID，并存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息；
具体实施可在MTC AAA的存储信息中增加标识以指示终端的内部标识、外部标识参量与外部标识EID的一对一映射关系列表，如“APN-EID relations”。
同时，根据终端的EID在本地的信息存储中查找对应终端的IMSI，并通过用户身份响应消息发送给服务P-GW。
需要说明的是，如果MTC AAA本地没有终端有效的身份信息，则通过用户身份请求和响应消息从HSS本地存储的终端签约数据中获取终端的身份信息。
步骤404：服务P-GW在获得终端的内部标识后，使用IMSI替代第一触发请求中的EID，构建携带第一触发消息的IP数据包，并根据终端的IP地址和端口号发送给终端。
步骤405：终端在接收到服务P-GW发送的IP数据包后，解析其中包含的第一触发请求，读取第一触发请求中的外部标识参量，向服务P-GW发起PDN连接建立请求，请求消息中包含终端的内部标识IMSI和外部标识参量；
步骤406：服务P-GW在接收到终端的PDN连接建立请求后，读取请求消息中的IMSI和外部标识参量，并通过用户身份请求消息向MTC AAA请求终端的外部标识EID，请求消息中包含终端的IMSI和外部标识参量；
步骤407：MTC AAA在接收到服务P-GW的身份请求后，读取请求消息中的IMSI和外部标识参量，根据终端的IMSI和外部标识参量在本地存储的内部标识、外部标识参量与外部标识EID的对应关系信息中查找终端的EID，并通过用户身份响应消息发送给服务P-GW；
步骤408：服务P-GW在获得终端的EID后，根据终端的EID响应MTC服务器的触发请求，即建立终端与MTC应用服务器之间的连接。
如图5所示，本实施方式还提供了一种网关单元，包括：收发模块、查询模块和连接建立模块，其中：
收发模块，用于接收终端的连接建立请求；
查询模块，用于根据连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识；
连接建立模块，用于根据外部标识建立终端的连接。
终端的不同的外部标识对应不同的外部标识参量。网关单元为分组数据网网关(P-GW)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
查询单元，具体用于将内部标识和外部标识参量发送给MTC AAA，向MTC AAA请求终端的外部标识。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种连接建立的方法，其特征在于，包括：
存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息；
终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识，根据所述外部标识建立终端的连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端的不同的外部标识对应不同的外部标识参量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关单元为分组数据网网关(P-GW)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，包括：
机器类型通信-互操作功能实体(MTC-IWF)在接收到MTC服务器发送的包含终端的外部标识的第一触发请求后，根据所述外部标识查询终端信息，并构建第二触发请求，通过第二触发请求将终端信息中的内部标识和外部标识对应的外部标识参量发送给终端的服务核心网节点；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，所述终端向所述服务网关单元发送所述连接建立请求消息，在所述连接建立请求中，携带终端的内部标识和外部标识对应的外部标识参量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过第二触发请求将终端信息中的内部标识和外部标识对应的外部标识参量发送给终端的服务核心网节点，包括：
采用终端的内部标识替代所述第一触发请求中的外部标识，在所述第二触发请求中包含第一触发请求和外部标识对应的外部标识参量，根据所述终端信息中包含的服务核心网节点标识，将所述第二触发请求发送给终端的服务核心网节点。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述终端的服务核心网节点为终端的服务移动性管理实体(MME)；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，包括：所述服务MME根据所述终端的内部标识查询终端的状态，如果终端处于空闲状态，则与终端建立非接入层(NAS)连接，通过NAS信令将所述第二触发请求发送给终端；如果终端处于连接态，则将直接通过NAS信令将所述第二触发请求发送给终端。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述终端的服务核心网节点为终端的服务短消息业务中心(SMS-SC)；
所述服务核心网节点根据所述内部标识将所述外部标识对应的外部标识参量发送给终端，包括：所述服务SMS-SC在接收到第二触发请求后，构建携带所述第二触发请求的短消息，将所述短消息发送给终端。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，包括：
将所述终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息配置到归属用户服务器(HSS)和/或MTC认证、鉴权和计费功能实体(MTC AAA)中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识，包括：
所述终端的服务网关单元将所述内部标识和外部标识参量发送给MTC AAA，向MTC AAA请求终端的外部标识；
所述MTC AAA在本地已存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息时，将查找到的终端的外部标识，返回给所述终端的服务网关单元；在本地未存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息时，从HSS中获取终端的外部标识，返回给所述终端的服务网关单元。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，包括：
MTC服务器向所述终端的服务网关单元发送包含终端的外部标识和外部标识对应的外部标识参量的第一触发请求；
所述服务网关单元在接收到第一触发请求后，将所述外部标识和外部标识参量发送给MTC AAA，请求终端的内部标识；
所述MTC AAA在本地存储终端的内部标识、外部标识参量与外部标识的对应关系信息，向服务网关单元返回终端的内部标识。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，终端的服务网关单元接收终端的连接建立请求，包括：
所述终端的服务网关单元在从所述MTC AAA接收到所述终端的内部标识后，采用内部标识替换所述第一触发请求中的外部标识，构建携带第一触发请求的数据包，发送给所述终端；
所述终端在接收到数据包后，向所述服务网关单元发送所述连接建立请求，在所述连接建立请求中，携带终端的内部标识和外部标识对应的外部标识参量。
12.一种网关单元，其特征在于，包括：收发模块、查询模块和连接建立模块，其中：
所述收发模块，用于接收终端的连接建立请求；
所述查询模块，用于根据所述连接建立请求中包含的内部标识和外部标识参量，查询终端的外部标识；
所述连接建立模块，用于根据所述外部标识建立终端的连接。
13.如权利要求12所述的网关单元，其特征在于，所述终端的不同的外部标识对应不同的外部标识参量。
14.如权利要求12所述的网关单元，其特征在于，所述网关单元为分组数据网网关(P-GW)或网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)。
15.如权利要求12所述的网关单元，其特征在于：
所述查询单元，具体用于将所述内部标识和外部标识参量发送给MTC AAA，向MTC AAA请求终端的外部标识。
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