CN106941527A - 一种数据传输中转方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据传输中转方法，包括以下步骤：利用源应用服务器接收应用方的通信请求；通过解析通信请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址；将传输的数据内容发送给与IP地址相对应的中转服务器；由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给目标应用服务器以完成相互通信。本发明的技术方案能够很好地实现公对私网络通信，并且有很好的网络质量保证，同时安全性也有非常高保障。

Description

一种数据传输中转方法及其系统
技术领域
本发明涉及网络技术领域，特别涉及一种数据传输中转方法及其系统。
背景技术
IPv4，是互联网协议(Internet Protocol，IP)的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议，也成就了互联网蓬勃发展。
同时随着接入Internet的计算机数量的不断猛增，IP地址资源愈加显得捉襟见肘，网络地址转换(Network Address Translation，NAT)缓解了lP地址不足的问题，能够支持私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求，可无法解决公网节点对私网节点服务器的主动通信问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种数据传输中转方法及其系统。所述技术方案如下：
一方面，一种数据传输中转方法，应用于数据传输中转系统，其中，所述数据传输中转系统包括相互通信的源应用服务器和目标应用服务器以及设置在所述源应用服务器和所述目标应用服务器之间的一个或者多个中转服务器，其中，所述方法包括以下步骤：
利用所述源应用服务器接收应用方的通信请求；
通过解析通信请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址；
将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器；
由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
进一步的，所述源应用服务器设置在公网内，所述源应用服务器包括数据传输中转系统边缘组件，其中，所述利用所述源应用服务器接收应用方的通信请求的步骤具体包括：
利用所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件接收应用方的通信请求。
进一步的，所述中转服务器为设置在私网内的私网静态中转服务器，所述私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的所述目标应用服务器的私网IP地址。
进一步的，所述私网静态中转服务器包括数据传输中转系统中转组件，其中，所述将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器的步骤具体包括：
利用数据传输中转系统中各组件之间自定义的应用协议，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件。
进一步的，所述由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信的步骤具体还包括：
所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件将接收到的加密数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
进一步的，所述中转服务器还包括动态中转服务器，多个动态中转服务器之间通过相互探测的方式计算从所述源应用服务器到所述目标应用服务器之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。
另一方面，一种数据传输中转系统，其中，所述数据传输中转系统包括相互通信的源应用服务器和目标应用服务器以及设置在所述源应用服务器和所述目标应用服务器之间的一个或者多个中转服务器，其中，
所述源应用服务器，用于接收应用方的通信请求，通过解析通信请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址，并将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器；
所述中转服务器，用于将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
进一步的，所述源应用服务器设置在公网内，所述源应用服务器包括数据传输中转系统边缘组件，其中，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件，用于接收应用方的通信请求。
进一步的，所述中转服务器为设置在私网内的私网静态中转服务器，所述私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的所述目标应用服务器的私网IP地址。
进一步的，所述私网静态中转服务器包括数据传输中转系统中转组件，其中，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件，还用于根据数据传输中转系统中各组件之间自定义的应用协议，将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件。
进一步的，所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件，用于将接收到的加密数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
进一步的，所述中转服务器还包括动态中转服务器，多个动态中转服务器之间通过相互探测的方式计算从所述源应用服务器到所述目标应用服务器之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过数据传输中转系统能够很好地实现公对私网络主动通信，可以实现公网节点对私网节点之间进行数据交互；利用静态的对目标私网可访问并能够被公网节点所访问的固定选用中转，以及灵活的根据路由探测结果所抉择的动态中转相结合，极大的提升了公网对私网的通信质量，同时利用对目标封装配置的方法，既隐藏了实际私网及IP信息又提升了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一实施方式中数据传输中转方法流程图；
图2为本发明一实施方式中公网对私网进行网络通信的过程解析示意图；
图3为本发明一实施方式中系统中的路由探测机制和最优路由选择策略示意图；
图4为本发明一实施方式中数据传输中转系统10的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下将对本发明所提供的一种数据传输中转方法进行详细说明。
请参阅图1，为本发明一实施方式中数据传输中转方法流程图。
在一实施方式中，该数据传输中转方法应用于数据传输中转系统(DataTransmission Proxy System，DTPS)，其中，DTPS包括相互通信的源应用服务器和目标应用服务器以及设置在所述源应用服务器和所述目标应用服务器之间的一个或者多个中转服务器。
在一实施方式中，源应用服务器作为公网节点，设置在公网内；目标应用服务器作为私网节点，设置在私网内，且目标应用服务器与中转服务器设置在同一个私网内，其中，公网是面向互联网(Internet)，能直接在互联网上进行数据的交互，但是私网通常是与互联网断开的，私网是无法直接在互联网上进行数据的交互，而且私网的IP和端口也是隐藏的，所以公网无法主动跟私网通信，需要中间的转换设备来实现私网与公网的数据通信，DTPS中的一个或者多个中转服务器就是作为中间的中转设备来实现私网与公网的数据通信。
在一实施方式中，为了实现公网内的源应用服务器与私网内的目标应用服务器之间的相互通信，在通信双方的应用服务器上部署数据传输中转系统边缘组件(DataTransmission Proxy System-peer，DTPS-peer)，即源应用服务器包括DTPS-peer，目标应用服务器也包括DTPS-peer，同时在中转服务器上布置数据传输中转系统中转组件(DataTransmission Proxy System-proxy，DTPS-proxy)，其中，中转服务器包括私网静态中转服务器和/或动态中转服务器，且私网静态中转服务器和动态中转服务器均包括DTPS-proxy，利用DTPS-proxy来完成对传输数据内容的转发。
其中，公网对私网进行网络通信的过程解析示意图如图2所示。
在步骤S1中，利用源应用服务器接收应用方的通信请求。
在一实施方式中，所述请求包括数据传输请求、应用程序通信请求等等，其中，所述利用源应用服务器接收应用方的通信请求的步骤S1具体包括：
利用所述源应用服务器的DTPS-peer接收应用方的通信请求。
在步骤S2中，通过解析请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址。
在一实施方式中，所述中转服务器为设置在私网内的私网静态中转服务器，所述私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的所述目标应用服务器的私网IP地址。
在一实施方式中，为了提升对私网网络通信和数据传输的安全性，每个私网可以有多个私网静态中转服务器，供实际传输过程中的选择，但每次请求势必会选择其中1个对应私网静态中转服务器，而其它的私网静态中转服务器之间可以起到互为备份的作用。而且，私网静态中转服务器在本发明的DTPS系统中以配置文件形式加密保存，并支持更新调整。
在一实施方式中，为了更好对私网起到更好的安全保护，私网静态中转服务器可以限制只开启本发明DTPS系统所需要的网络端口允许被公网所访问，而其它的网络端口则不能被公网访问，私网静态中转服务器还可以限定符合本发明DTPS自身定义协议能够被正常处理，其它协议则不被处理，这样能更好的保护私网的网络安全。
在步骤S3中，将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器。
在一实施方式中，私网静态中转服务器包括DTPS-proxy，其中，所述将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器的步骤具体包括：
利用数据传输中转系统中各组件之间自定义的应用协议，所述源应用服务器的DTPS-peer将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的DTPS-proxy。
在一实施方式中，各组件之间通过自定义应用协议进行交互，并进行加密传输，保障数据传输安全性。
在步骤S4中，由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
在一实施方式中，所述由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信的步骤S4具体还包括：
所述私网静态中转服务器的DTPS-proxy将接收到的加密数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
除此之外，本发明的DTPS系统上还可以部署动态中转服务器，即中转服务器还可以为动态中转服务器，部署的数量可以有一个或者多个，多个动态中转服务器之间通过相互探测的方式计算从所述源应用服务器到所述目标应用服务器之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。本发明的DTPS系统中的动态中转服务器，通常属于同时接入多ISP或者重要及网络质量高的网络节点上，对目标私网的网络质量起到良好的中转提升效果，其部署网络节点根据实际需求选择。
其中，动态中转服务器的选择及整个数据传输路由的确定策略包括：
数据发送端DTPS-peer解析最终数据目标，得到必选的私网静态中转服务器信息并进行探测验证；在本DTPS系统内，动态中转服务器对私网静态中转服务器，以及动态中转服务器和动态中转服务器之间存在固定的路由探测；最终结合本机到动态中转服务器的探测，以及DTPS系统内各中转服务器之间的相互探测结果，计算从发送端到目标私网应用服务器间所有可能的路由及网络探测综合信息，从中选择网络质量最优的传输路由。
在一实施方式中，发送端DTPS-peer会保存对已知数据接收端的路由信息，并结合实际数据传输的成功性重新选择以及更新路由信息，同时，周期性的各中转服务器之间的探测数据结果也会更新到完整发送端到接收目标之间的综合路由信息，并重新确定最优传输路由。
在一实施方式中，出于对计算代价和程序的复杂性的考虑，结合实际需要用到3个及以上动态中转服务器并能够成为最优路由的可行性非常低的事实定位，较佳的，本发明最多采用2个动态中转服务器。
本发明的DTPS系统定义数据传输接入接口，应用程序通过指定接口及参数设定实现多种数据传输结果，包括：1)将数据传输内容落地到目标服务器上的指定文件存储；2)将数据传输内容以指定协议(TCP、UDP、HTTP等)给到目标应用程序指定监听端口上，并返回响应结果等。对于发送的私网目标，在本发明DTPS系统中以目标ID形式存在并使用，事先注册及维护目标ID与私网标识与私网IP间的关系，其形成的配置文件也在系统中加密保存，应用方组件只需关注由自己定义的目标ID，可以具有应用层面上的意义命名，而不需要关注具体的私网及IP，更不需要关注到传输过程所需要用到的传输中转服务器，包括私网静态中转及动态中转服务器。本发明的DTPS系统中对私网静态中转服务器的变更和调整，亦对应用方不可见，应用方只需专注在应用层面上的处理。
以下将根据图2所示，进一步解释公网对私网进行网络通信的过程。
请参阅图2，所示为本发明一实施方式中公网对私网进行网络通信的过程解析示意图。
图2所示是APP1通过本发明的DTPS完成对私网目标内的APP2的通信过程解析，用户利用源应用服务器接收应用方的通信请求，其中，所述请求包括数据传输请求、应用程序通信请求等等，例如APP1，APP1的应用服务器作为源应用服务器，在APP1的应用服务器上部署DTPS-peer，同时APP2的应用服务器作为目标应用服务器，在APP2的应用服务器上也部署DTPS-peer，APP1的应用服务器设置在公网内，APP2的应用服务器设置在私网内。
如图2所示，在APP1和APP2的应用服务器上均部署DTPS-peer组件，选择一个能够正常对APP2所在服务器上进行内网通信并且支持公网访问的中转服务器部署DTPS-proxy组件，同时在本发明的DTPS系统上部署必要的动态中转服务器，确定完成DTPS的配置部署，确认obj1234在DTPS系统内的可正常识别解析。
具体过程包括：APP1根据DTPS系统接口，提交数据传输请求，发送目标为obj1234，在目标服务器上将要求的数据传输内容以tcp协议形式输出给1234应用程序端口；DTPS-peer接收到数据传输请求，解析目标obj1234为net1234私网上的192.168.100，需要用到对应私网静态中转1.1.1.1(2222)，其中，1.1.1.1表示私网静态中转供公网访问的IP地址，2222表示端口号；DTPS-peer封装请求段的数据内容及目标服务器上的处理要求，以系统自定义协议发送请求给到1.1.1.1(2222)上；私网静态中转1.1.1.1(2222)上处理源自请求端的DTPS-peer请求，确认自己就是发送目标的私网静态中转，将数据内容转发给对应内网192.168.1.100的DTPS-peer上；192.168.1.100的DTPS-peer上处理请求，将APP1所要求的数据内容以tcp协议形式输出到1234端口(APP2)；最终完成本次APP1对APP2的数据传输通信请求，并将结果返回给到APP1。
在一实施方式中，为了提升对私网网络通信和数据传输的保障性，每个私网可以有多个私网静态中转，供实际传输过程选择，但每次请求势必会选择其中1个对应私网静态中转，私网静态中转之间可以起到互备作用。
在一实施方式中，对保障网络传输质量，系统中的动态中转服务器起到重要作用，通常属于同时接入多ISP或者重要及网络质量高的网络节点上，对目标私网的网络质量起到良好的中转提升效果，其部署网络节点根据实际需求选择；所以实际公对私网络通信过程，通常情况下，除了有对应私网的静态中转，还可能有动态中转的参与。
下面结合图3说明下系统中的路由探测机制和最优路由选择策略。
请参阅图3，所示为本发明一实施方式中系统中的路由探测机制和最优路由选择策略示意图。
图3中以3个动态中转服务器和2个私网静态中转服务器为例进行说明，其中，DTPS-peer1为源应用服务器中的数据传输中转系统边缘组件，DTPS-peer2为私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件，DTPS-proxy1\DTPS-proxy2\DTPS-proxy3是动态中转服务器组件，DTPS-proxy4\DTPS-proxy5是目标私网的静态中转组件，其中，动态中转服务器组件之间会相互探测，同时发送端也会对所有本DTPS系统内的中转服务器进行探测，包括对私网静态中转服务器和动态中转服务器进行探测，而且，动态中转服务器也会对私网静态中转服务器进行探测；
根据以上各段探测，理论上最终可以汇总成无限个路由路径，但是结合DTPS系统上的中转服务器不重复使用原则，以及最多使用2个动态中转服务器(包括不使用动态中转服务器的情况)，并且限制要求使用1个私网静态中转服务器，便可得到有限的路由，并计算路由总的响应时间，从而得到最优路由。
另外，本发明还可以扩展使用场景，包括：有些ISP严格限制外部ISP的接入访问，跨运营商间的通信，特别是对某些小运营商内部的主动请求等等场景，这些使用场景都与公网对私网通信具有相似性，亦可用本发明提供的解决方案得以实现，加入小运营商白名单配置的IP可部署为该小运营商机房的私网静态中转。同时，如若有些网段实为公网网络，只需定位该网络标识没有静态的私网静态中转，本发明得以继续加大适用场景，可用于提升公对公网络的网络质量传输保证。
以下将对本发明所提供的一种数据传输中转系统进行详细说明。
请参阅图4，所示为本发明一实施方式中数据传输中转系统10的内部结构示意图。
在一实施方式中，数据传输中转系统10包括相互通信的源应用服务器11和目标应用服务器12以及设置在源应用服务器11和目标应用服务器12之间的一个或者多个中转服务器13，其中，
源应用服务器11，用于接收应用方的通信请求，所述请求包括数据传输请求、应用程序通信请求等等，通过解析请求获取与发送目标相对应的中转服务器13的用于公网访问的IP地址，并将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器13；
中转服务器13，用于将传输的数据内容转发给目标应用服务器12以完成相互通信。
在一实施方式中，源应用服务器11设置在公网内，源应用服务器11包括DTPS-peer，其中，源应用服务器11的DTPS-peer，用于接收应用方的通信请求。
在一实施方式中，中转服务器13为设置在私网内的私网静态中转服务器，私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的目标应用服务器12的私网IP地址。
在一实施方式中，私网静态中转服务器包括DTPS-proxy，其中，源应用服务器11的DTPS-peer，还用于根据DTPS系统中各组件之间自定义的应用协议，将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的DTPS-proxy。
在一实施方式中，私网静态中转服务器的DTPS-proxy，用于将接收到的加密数据内容转发给目标应用服务器12以完成相互通信。
在一实施方式中，中转服务器13还可以为动态中转服务器，多个动态中转服务器13之间通过相互探测的方式计算从源应用服务器11到目标应用服务器12之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。
本发明提供的数据传输中转系统10，通过数据传输中转系统能够很好地实现公对私网络通信，可以实现公网节点对私网节点之间进行数据交互；利用静态的对目标私网可访问并能够被公网节点所访问的固定选用中转，以及灵活的根据路由探测结果所抉择的动态中转相结合，极大的提升了公网对私网的通信质量，同时利用对目标封装配置的方法，既隐藏了实际私网及IP信息又提升了安全性。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (12)

1.一种数据传输中转方法，应用于数据传输中转系统，其特征在于，所述数据传输中转系统包括相互通信的源应用服务器和目标应用服务器以及设置在所述源应用服务器和所述目标应用服务器之间的一个或者多个中转服务器，其中，所述方法包括以下步骤：
利用所述源应用服务器接收应用方的通信请求；
通过解析所述通信请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址；
将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的所述中转服务器；
由相对应的所述中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
2.如权利要求1所述的数据传输中转方法，其特征在于，所述源应用服务器设置在公网内，所述源应用服务器包括数据传输中转系统边缘组件，其中，所述利用所述源应用服务器接收应用方的通信请求的步骤具体包括：
利用所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件接收应用方的通信请求。
3.如权利要求2所述的数据传输中转方法，其特征在于，所述中转服务器为设置在私网内的私网静态中转服务器，所述私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的所述目标应用服务器的私网IP地址。
4.如权利要求3所述的数据传输中转方法，其特征在于，所述私网静态中转服务器包括数据传输中转系统中转组件，其中，所述将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器的步骤具体包括：
利用数据传输中转系统中各组件之间自定义的应用协议，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件。
5.如权利要求4所述的数据传输中转方法，其特征在于，所述由相对应的中转服务器将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信的步骤具体还包括：
所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件将接收到的加密数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
6.如权利要求2-5任一项所述的数据传输中转方法，其特征在于，所述中转服务器还包括动态中转服务器，多个动态中转服务器之间通过相互探测的方式计算从所述源应用服务器到所述目标应用服务器之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。
7.一种数据传输中转系统，其特征在于，所述数据传输中转系统包括相互通信的源应用服务器和目标应用服务器以及设置在所述源应用服务器和所述目标应用服务器之间的一个或者多个中转服务器，其中，
所述源应用服务器，用于接收应用方的通信请求，通过解析所述通信请求获取与发送目标相对应的中转服务器的用于公网访问的IP地址，并将传输的数据内容发送给与所述IP地址相对应的中转服务器；
所述中转服务器，用于将传输的数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
8.如权利要求7所述的数据传输中转系统，其特征在于，所述源应用服务器设置在公网内，所述源应用服务器包括数据传输中转系统边缘组件，其中，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件，用于接收应用方的通信请求。
9.如权利要求8所述的数据传输中转系统，其特征在于，所述中转服务器为设置在私网内的私网静态中转服务器，所述私网静态中转服务器包括用于被公网节点访问的公网IP地址和用于访问同一私网内的所述目标应用服务器的私网IP地址。
10.如权利要求9所述的数据传输中转系统，其特征在于，所述私网静态中转服务器包括数据传输中转系统中转组件，其中，所述源应用服务器的数据传输中转系统边缘组件，还用于根据数据传输中转系统中各组件之间自定义的应用协议，将传输的数据内容进行加密后发送给所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件。
11.如权利要求10所述的数据传输中转系统，其特征在于，所述私网静态中转服务器的数据传输中转系统中转组件，用于将接收到的加密数据内容转发给所述目标应用服务器以完成相互通信。
12.如权利要求8-11任一项所述的数据传输中转系统，其特征在于，所述中转服务器还包括动态中转服务器，多个动态中转服务器之间通过相互探测的方式计算从所述源应用服务器到所述目标应用服务器之间的所有可能的路由，并从中选择网络质量最优的传输路由作为数据传输路径。
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