CN106993286A - 一种无线网中无线接入设备接入云端ac的方法及系统 - Google Patents

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CN106993286A CN201710141653.5A CN201710141653A CN106993286A CN 106993286 A CN106993286 A CN 106993286A CN 201710141653 A CN201710141653 A CN 201710141653A CN 106993286 A CN106993286 A CN 106993286A
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Abstract

本发明涉及无线网中无线接入设备接入云端AC的方法及系统。本发明方法包括：1)使用互联网域名对云端AC系统进行域名标识；2)域名系统接收由无线接入设备发送的包含其IP地址的请求报文；根据无线接入设备的IP地址获得无线接入设备的地理位置，并采用域名转译策略，得到与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点的IP地址，并将该IP地址返回给无线接入设备；3)无线接入设备根据域名系统返回的IP地址与最优的云端AC节点进行连接。本发明采用互联网域名对云端AC系统进行标识，并采用智能型域名系统，根据无线接入设备所上报的IP地址所处的地理位置和云端系统负载，按一定策略将无线接入设备导向指定的云AC部署点，消除单一云端系统和网络的瓶颈。

Description

一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通讯技术领域，具体为一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法及系统。
背景技术
目前无线城市采用的部署方案是将云端AC软件系统部署在单一的数据中心机房(IDC)中，并将区域内所有提供无线接入服务的无线接入设备(AP)全部通过网络接入该云AC进行管理，造成云端系统，网络等方面的瓶颈。将无线接入设备(AP)统一接入单一的云端AC系统，或固定分配到几个云端AC系统，这些实现方案会造成云端系统和网络方面的瓶颈，也不具备动态调整和分配的能力。
所谓云端，其实就是泛指网络。凡运用网络沟通多台计算机的运算工作，或是透过网络联机取得由远程主机提供的服务等，都可以算是一种云端服务。使用云端服务的好处是——企业不需投入大量的固定资产采购软硬件，也不需要增加信息管理人员，只要透过云端服务供货商所提供的服务，在很短的时间内就可以迅速取得服务。这对一些分秒必争的企业营运来说，将会产生相当大的帮助。
有了虚拟化的技术，企业放在云端的资料备份及备援将会得到相当程度的保障。这让企业愿意将数据及应用程序放在云端，透过网络让各分公司能够及时取得服务，达到随选服务的要求(service on demand)，加快整体公司的营运效率。另外整体连网装置将涵盖PC、NB、智能型手机、电子书等，再加上网络的普及频宽的提升、企业全球化的浪潮，行动办公室对信息的取得将更为迫切。而透过云端服务供货商提供的服务让信息流可以随时流入自己的手持装置中，迅速做出决策，将是提升企业竞争力的首要关键。
在大型WLAN网络中，一台AC往往需要管理几千个AP。在这种网络中，当整个网络需要重新启动时，会造成几千个AP同时关联AC，AC需要对每个AP进行认证并建立会话，给AC的CPU造成了巨大的负担。一旦CPU不能及时处理AP的关联，会造成AP的关联过程失败，AP很快会重新关联AC，形成反复失败。也就是说，AP关联AC的过程会是一个反复震荡的过程，需要很长时间才能实现所有AP完整地关联到AC上。这种情况在AP需要升级新的版本时尤其明显。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，包括以下步骤：
1)使用互联网域名对云端AC系统进行域名标识；
2)域名系统接收由无线接入设备发送的包含其IP地址的请求报文；
根据无线接入设备的IP地址获得无线接入设备的地理位置，并采用域名转译策略，得到与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点的IP地址，并将该IP地址返回给无线接入设备；
3)无线接入设备根据域名系统返回的IP地址与最优的云端AC节点进行连接。
作为优选，所述步骤2)中的域名转译策略具体包括，
31)查找与无线接入设备地理位置最接近的云端AC节点，并计算该云端AC节点的负载率，如果该云端AC节点的负载率小于负载阈值，则将该云端AC节点确定为最优的云端AC节点，否则，进入步骤32)；
32)排除步骤31)中所得到的负载率大于负载阈值的云端AC节点，继续执行步骤31)。
作为优选，所述步骤31)和步骤32)中，云端AC节点的负载率计算包括，41)计算云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户-率；
42)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率中有任意一个达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率找出最大负载率，并将最大负载率作为云端AC节点的负载率；
43)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率均未达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率计算平均负载率，并将平均负载率作为云端AC节点的负载率。
作为优选，所述步骤3)具体包括，
云端AC节点接收无线接入设备发送的发现请求报文；
向所述无线接入设备发送携带等待时间的发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在所述等待时间内随机选择一等待时间值；
在发现结束后根据随机选择的等待时间值到时发送DTLS连接请求进行接入；
其中，所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定。
作为优选，所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定的方法为：若所述云端AC节点的CPU负载高于第一预设值且低于第二预设值，当所述无线接入设备的关联优先级为高优先级时，等待时间确定为W0-T0；当所述无线接入设备的关联优先级为低优先级时，等待时间确定为W1-T1，其中，所述第一预设值小于所述第二预设值，W0小于W1，T0小于T1，W0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最大值，W1为关联优先级为低优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为低优先级时的等待时间的最大值。
作为优选，若所述云端AC节点的CPU负载低于所述第一预设值时，向所述无线接入设备发送发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在发现结束后直接发送DTLS连接请求进行接入；
若所述云端AC节点的CPU负载高于所述第二预设值时，不向所述无线接入设备发送所述发现响应报文。
一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，包括，
域名标识单元，用于通过互联网域名对云端AC系统进行域名标识；
域名系统，包括请求接收单元，最优云端AC确定单元，域名解析单元和请求返回单元；
所述请求接收单元，用于接收无线接入设备发出的连接请求报文；
所述最优云端AC节点确定单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的负载情况确定与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点；
所述域名解析单元，用于根据云端AC系统的域名解析出最优的云端AC节点的IP地址；
所述请求返回单元，用于将最优的云端AC节点的IP地址返回给无线接入设备；
无线接入设备，包括请求发送单元，返回接收单元和接入单元；
所述请求发送单元，用于将带有无线接入设备IP地址的连接请求报文发送给域名系统；
所述返回接收单元，用于接收域名系统返回的最优的云端AC节点的IP地址；
所述接入单元，用于根据IP地址与最优的云端AC节点连接。
作为优选，所述最优云端AC节点确定单元包括最近云端AC节点查找单元和负载计算单元；
所述最近云端AC节点查找单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的地理位置，查找出与无线接入设备的地理位置最近的云端AC节点；
所述负载计算单元，用于根据云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户率计算出云端AC节点的负载率。
作为优选，所述负载率计算单元包括CPU平均使用率计算单元，内存平均占用率计算单元和当前接入用户率计算单元。
作为优选，所述负载率计算单元还包括CPU平均使用率计算时间设定单元和内存平均占用率计算时间设定单元，CPU平均使用率最大负载门限值设定单元，内存平均占用率最大负载门限值设定单元和云端AC节点当前接入用户率最大负载门限值设定单元。
本发明的有益效果是，采用互联网域名对云端AC系统进行标识，并采用智能型域名系统，根据无线接入设备所上报的IP地址所处的地理位置和云端系统负载，按一定的策略将无线接入设备导向指定的云AC部署点，消除单一云端系统和网络的瓶颈，达到无线城市大规模部署的应用目的。
附图说明
图1为一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法的流程示意图；
图2为一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，包括以下步骤：
1)使用互联网域名对云端AC系统进行域名标识。
2)域名系统接收由无线接入设备发送的包含其IP地址的请求报文；
根据无线接入设备的IP地址获得无线接入设备的地理位置，并采用域名转译策略，得到与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点的IP地址，并将该IP地址返回给无线接入设备。
所述步骤2)中的域名转译策略具体包括，31)查找与无线接入设备地理位置最接近的云端AC节点，并计算该云端AC节点的负载率，如果该云端AC节点的负载率小于负载阈值，则将该云端AC节点确定为最优的云端AC节点，否则，进入步骤32)；32)排除步骤31)中所得到的负载率大于负载阈值的云端AC节点，继续执行步骤31)。
所述步骤31)和步骤32)中，云端AC节点的负载率计算包括，41)计算云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户率；42)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率中有任意一个达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率找出最大负载率，并将最大负载率作为云端AC节点的负载率；43)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率均未达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率计算平均负载率，并将平均负载率作为云端AC节点的负载率。
3)无线接入设备根据域名系统返回的IP地址与最优的云端AC节点进行连接。所述步骤3)具体包括，云端AC节点接收无线接入设备发送的发现请求报文；向所述无线接入设备发送携带等待时间的发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在所述等待时间内随机选择一等待时间值；在发现结束后根据随机选择的等待时间值到时发送DTLS连接请求进行接入；其中，所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定。
所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定的方法为：若所述云端AC节点的CPU负载高于第一预设值且低于第二预设值，当所述无线接入设备的关联优先级为高优先级时，等待时间确定为W0-T0；当所述无线接入设备的关联优先级为低优先级时，等待时间确定为W1-T1，其中，所述第一预设值小于所述第二预设值，W0小于W1，T0小于T1，W0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最大值，W1为关联优先级为低优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为低优先级时的等待时间的最大值。
若所述云端AC节点的CPU负载低于所述第一预设值时，向所述无线接入设备发送发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在发现结束后直接发送DTLS连接请求进行接入；若所述云端AC节点的CPU负载高于所述第二预设值时，不向所述无线接入设备发送所述发现响应报文。
云端AC的负载率计算方法的实施例一，
以某一云端AC为例，假设其最近10分钟的CPU平均使用率CPU_average＝0.8，而CPU平均使用率的最大负载门限值为0.7；最近10分钟的内存平均占用率MEM_average＝0.7，而内存平均占用率的最大负载门限值为0.7；云端AC当前接入用户率为0.5，，而云端AC当前接入用户率的最大负载门限值为0.7。
则CPU平均使用率CPU_average和内存平均占用率MEM_average均达到了各自的最大负载门限值，因此，该云端AC的负载率取其最大的负载率，即LoadRatio＝MaxLoadRatio＝0.8。
云端AC的负载率计算方法的实施例二，
以某一候云端AC为例，假设其最近10分钟的CPU平均使用率CPU_average＝0.4，而CPU平均使用率的最大负载门限值为0.7；最近10分钟的内存平均占用率MEM_average＝0.7，而内存平均占用率的最大负载门限值为0.7；当前云端AC当前接入用户率为0.5，而云端AC当前接入用户率的最大负载门限值为0.7。
则内存平均占用率MEM_average达到其最大负载门限值，因此，该云端AC的负载率取其最大的负载率，即LoadRatio＝MaxLoadRatio＝0.7。
云端AC的负载率计算方法的实施例三，
以某一云端AC为例，假设其最近10分钟的CPU平均使用率CPU_average＝0.4，而CPU平均使用率的最大负载门限值为0.7；最近10分钟的内存平均占用率MEM_average＝0.6，而内存平均占用率的最大负载门限值为0.7；当前云端AC当前接入用户率为0.5，而云端AC当前接入用户率的最大负载门限值为0.7。
则CPU平均使用率CPU_average、内存平均占用率MEM_average及当前云端AC当前接入用户率均未达到其最大负载门限值，因此，该云端AC的负载率取其最大的负载率，即LoadRatio＝(0.4+0.6+0.5)/3＝0.5。
最优云端AC的确定方法实施例一，
根据无线接入设备的地理位置找出与该无线接入设备地理位置最近的云端AC，计算该云端AC的负载率为0.6，假设该云端AC的负载阈值为0.8，则将该云端AC判定为最优的云端AC。
最优云端AC的确定方法实施例二，
根据无线接入设备的地理位置找出与该无线接入设备地理位置最近的云端AC，计算该云端AC的负载率为0.9，假设该云端AC的负载阈值为0.8，则排除该云端AC，在排除该云端AC的情况下，继续找出与该无线接入设备地理位置最近的云端AC，并计算相应云端AC的负载率为0.7，则将相应云端AC判定为最优的云端AC。
当云端AC同时收到大量无线接入设备发送的发现请求报文时，对于任一无线接入设备本发明的处理过程一致。每个云端AC都会收到多个无线接入设备的发现请求报文，无线接入设备会选择优先级高的云端AC进行数据传输层安全(Datagram Transport LayerSecurity，DTLS)连接并进一步接入。
云端AC发送无线接入设备的发现响应报文携带云端AC的软硬件版本，以及云端AC的域名标识，还携带一个等待时间，该等待时间根据云端AC的CPU负载情况和该无线接入设备的关联优先级确定。其中，各无线接入设备的关联优先级预先在云端AC上配置。该等待时间在报文中通过类型长度值(TLV)实现，具体内容为等待时间的值，该等待时间单位一般设置为秒，也可以根据具体应用进行设置。
无线接入设备发现结束后，指在发现间隔定时器到时，无线接入设备已收集了所有发现响应报文并确定好云端AC准备接入。在本发明具体实施例中，在无线接入设备发现结束后，无线接入设备并不立即发送DTLS连接请求，而是等待随机选择的等待时间，再发起DTLS连接。云端AC收到任一无线接入设备发送的DTLS连接，如果根据CPU负载情况确定允许该无线接入设备建立连接，则向该无线接入设备响应其DTLS连接使该无线接入设备进行接入；否则，记录该无线接入设备的DTLS连接请求不响应次数；如果该不响应次数达到预设值时，对该无线接入设备的DTLS连接请求优先进行响应使该无线接入设备进行接入。
云端AC接收任一无线接入设备发送的DTLS连接请求，如果云端AC的CPU负载低于第二预设值时，则向所述无线接入设备响应其DTLS连接使该无线接入设备进行接入；否则，不向该无线接入设备发送DTLS连接响应，记录该无线接入设备的DTLS连接请求不响应次数；如果不响应次数达到预设次数时，对该无线接入设备的DTLS连接请求进行响应使该无线接入设备进行接入。
云端AC接收任一无线接入设备发来的加入请求报文，如果自身的CPU负载高于第二预设值，向无线接入设备发送加入响应报文时，可将该报文中的RESULT CODE值设置为CPU忙，用于通知AP在随机选择的等待时间到时再发送加入请求报文进行加入。
当大量无线接入设备同时接入云端AC时，给云端AC带来很大负载，本发明在云端AC和无线接入设备之间增加一种协调过程，使得无线接入设备有序地接入云端AC，从而避免大量无线接入设备同时接入给云端AC带来的冲击。
一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，包括，
域名标识单元，用于通过互联网域名对云端AC系统进行域名标识。
域名系统，包括请求接收单元，最优云端AC确定单元，域名解析单元和请求返回单元。所述请求接收单元，用于接收无线接入设备发出的连接请求报文；所述最优云端AC节点确定单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的负载情况确定与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点；所述域名解析单元，用于根据云端AC系统的域名解析出最优的云端AC节点的IP地址；所述请求返回单元，用于将最优的云端AC节点的IP地址返回给无线接入设备。
其中，所述最优云端AC节点确定单元包括最近云端AC节点查找单元和负载计算单元；所述最近云端AC节点查找单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的地理位置，查找出与无线接入设备的地理位置最近的云端AC节点；所述负载率计算单元，用于根据云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户率计算出云端AC节点的负载率。
所述负载率计算单元包括CPU平均使用率计算单元，内存平均占用率计算单元和当前接入用户率计算单元。所述负载率计算单元还包括CPU平均使用率计算时间设定单元和内存平均占用率计算时间设定单元，CPU平均使用率最大负载门限值设定单元，内存平均占用率最大负载门限值设定单元和云端AC节点当前接入用户率最大负载门限值设定单元。
无线接入设备，包括请求发送单元，返回接收单元和接入单元；所述请求发送单元，用于将带有无线接入设备IP地址的连接请求报文发送给域名系统；所述返回接收单元，用于接收域名系统返回的最优的云端AC节点的IP地址；所述接入单元，用于根据IP地址与最优的云端AC节点连接。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)使用互联网域名对云端AC系统进行域名标识；
2)域名系统接收由无线接入设备发送的包含其IP地址的请求报文；
根据无线接入设备的IP地址获得无线接入设备的地理位置，并采用域名转译策略，得到与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点的IP地址，并将该IP地址返回给无线接入设备；
3)无线接入设备根据域名系统返回的IP地址与最优的云端AC节点进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：所述步骤2)中的域名转译策略具体包括，
31)查找与无线接入设备地理位置最接近的云端AC节点，并计算该云端AC节点的负载率，如果该云端AC节点的负载率小于负载阈值，则将该云端AC节点确定为最优的云端AC节点，并进入步骤33)；否则，进入步骤32)；
32)排除步骤31)中所得到的负载率大于负载阈值的云端AC节点，继续执行步骤31)。
3.根据权利要求2所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：所述步骤31)和步骤32)中，云端AC节点的负载率计算包括，41)计算云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户率；
42)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率中有任意一个达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率找出最大负载率，并将最大负载率作为云端AC节点的负载率；
43)当CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率均未达到最大负载门限值时，则根据CPU平均使用率，内存平均占用率，和当前接入用户率计算平均负载率，并将平均负载率作为云端AC节点的负载率。
4.根据权利要求1所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：所述步骤3)具体包括，
云端AC节点接收无线接入设备发送的发现请求报文；
向所述无线接入设备发送携带等待时间的发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在所述等待时间内选择一等待时间值；
在发现结束后根据随机选择的等待时间值到时发送DTLS连接请求进行接入；
其中，所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定。
5.根据权利要求4所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：所述等待时间根据云端AC节点自身的CPU负载和所述无线接入设备的关联优先级确定的方法为：若所述云端AC节点的CPU负载高于第一预设值且低于第二预设值，当所述无线接入设备的关联优先级为高优先级时，等待时间确定为W0-T0；当所述无线接入设备的关联优先级为低优先级时，等待时间确定为W1-T1，其中，所述第一预设值小于所述第二预设值，W0小于W1，T0小于T1，W0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为高优先级时的等待时间的最大值，W1为关联优先级为低优先级时的等待时间的最小值，T0为关联优先级为低优先级时的等待时间的最大值。
6.根据权利要求5所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的方法，其特征在于：若所述云端AC节点的CPU负载低于所述第一预设值时，向所述无线接入设备发送发现响应报文，用于通知所述无线接入设备在发现结束后直接发送DTLS连接请求进行接入；
若所述云端AC节点的CPU负载高于所述第二预设值时，不向所述无线接入设备发送所述发现响应报文。
7.一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，其特征在于：包括，
域名标识单元，用于通过互联网域名对云端AC系统进行域名标识；
域名系统，包括请求接收单元，最优云端AC确定单元，域名解析单元和请求返回单元；
所述请求接收单元，用于接收无线接入设备发出的连接请求报文；
所述最优云端AC节点确定单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的负载情况确定与所述无线接入设备连接的最优的云端AC节点；
所述域名解析单元，用于根据云端AC系统的域名解析出最优的云端AC节点的IP地址；
所述请求返回单元，用于将最优的云端AC节点的IP地址返回给无线接入设备；
无线接入设备，包括请求发送单元，返回接收单元和接入单元；
所述请求发送单元，用于将带有无线接入设备IP地址的连接请求报文发送给域名系统；
所述返回接收单元，用于接收域名系统返回的最优的云端AC节点的IP地址；
所述接入单元，用于根据IP地址与最优的云端AC节点连接。
8.根据权利要7所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，其特征在于：所述最优云端AC节点确定单元包括最近云端AC节点查找单元和负载计算单元；
所述最近云端AC节点查找单元，用于根据无线接入设备的地理位置以及云端AC节点的地理位置，查找出与无线接入设备的地理位置最近的云端AC节点；
所述负载计算单元，用于根据云端AC节点在预设时间内的CPU平均使用率，在预设时间段内的内存平均占用率，和当前接入用户率计算出云端AC节点的负载率。
9.根据权利要求8所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，其特征在于：所述负载率计算单元包括CPU平均使用率计算单元，内存平均占用率计算单元和当前接入用户率计算单元。
10.根据权利要求9所述的一种无线网中无线接入设备接入云端AC的系统，其特征在于：所述负载率计算单元还包括CPU平均使用率计算时间设定单元和内存平均占用率计算时间设定单元，CPU平均使用率最大负载门限值设定单元，内存平均占用率最大负载门限值设定单元和云端AC节点当前接入用户率最大负载门限值设定单元。
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